專(zhuān)利名稱(chēng)：電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)雙處理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)和閥門(mén)電動(dòng)裝置控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)雙處理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的方法及裝置，特別是一種采用雙處理器雙顯示器結(jié)構(gòu)的方法及裝置，該方法及裝置應(yīng)用于目前的電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)和閥門(mén)電動(dòng)裝置控制系統(tǒng)中，解決了電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)和閥門(mén)電動(dòng)裝置控制系統(tǒng)在運(yùn)行中所需強(qiáng)處理能力與外電源掉失后微功耗工作這一矛盾。本發(fā)明可應(yīng)用于所有電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)和閥門(mén)電動(dòng)裝置。
背景技術(shù)：
目前電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)和閥門(mén)電動(dòng)裝置在運(yùn)行中由外電源供電，其控制系統(tǒng)此時(shí)也由外電源供電以支持其有效運(yùn)行。當(dāng)外電源掉失后，控制系統(tǒng)也失去了正常的電源供應(yīng)，而改有機(jī)內(nèi)電源如電池等供電，并進(jìn)入微功耗掉電工作模式。按行業(yè)要求，系統(tǒng)必須由內(nèi)電源支持在掉電工作模式下維持很長(zhǎng)時(shí)間(如二年以上)，以響應(yīng)外力改變閥門(mén)開(kāi)度的事件，直到恢復(fù)外電源供應(yīng)后回到正常的外電源工作模式。
隨著行業(yè)對(duì)控制系統(tǒng)要求的不斷提高，控制系統(tǒng)的處理能力大幅提升，處理器和外圍電路更趨復(fù)雜。雖然現(xiàn)在許多處理器都有低功耗工作模式，但處理能力越強(qiáng)的處理器內(nèi)部結(jié)構(gòu)也越復(fù)雜，其低功耗工作模式的功耗越難以達(dá)到行業(yè)要求，與掉電工作模式下微功耗要求的矛盾難以調(diào)解。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的一個(gè)技術(shù)問(wèn)題是實(shí)現(xiàn)一種電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)和閥門(mén)電動(dòng)裝置控制系統(tǒng)的雙處理器雙顯示器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的方法，該方法可以使控制系統(tǒng)在外電源工作模式下具有強(qiáng)大的處理功能，而在內(nèi)電源工作模式下達(dá)到微功耗的行業(yè)要求。外電源工作模式是指整個(gè)控制系統(tǒng)由外電源供電時(shí)的工作模式，其特點(diǎn)是控制系統(tǒng)全功能運(yùn)行。內(nèi)電源工作模式或掉電工作模式是指控制系統(tǒng)僅在內(nèi)部電源供電下工作，只能執(zhí)行為維持系統(tǒng)正常工作的最低限度必需的操作。
本發(fā)明所要解決的另一個(gè)技術(shù)問(wèn)題是提供一種裝置，使電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)和閥門(mén)電動(dòng)裝置控制系統(tǒng)的微功耗處理系統(tǒng)在內(nèi)電源工作模式下，執(zhí)行為維持系統(tǒng)正常工作的最低限度必需的操作時(shí)，盡可能地減少功耗以延長(zhǎng)系統(tǒng)等待外電源恢復(fù)的時(shí)間。
作為本發(fā)明第一方面的電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)和閥門(mén)電動(dòng)裝置控制系統(tǒng)的雙處理器雙顯示器結(jié)構(gòu)的方法，其包括如下步驟1、外電源正常供電時(shí)，主處理系統(tǒng)由外電源供電，電源管理裝置以外電源對(duì)微功耗處理系統(tǒng)供電，主處理系統(tǒng)和微功耗處理系統(tǒng)之間通過(guò)串行或并行通訊協(xié)調(diào)工作，完成控制系統(tǒng)對(duì)電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)和閥門(mén)電動(dòng)裝置控制信息的處理和顯示；2、當(dāng)外電源斷電時(shí)，主處理系統(tǒng)因掉電而停止工作，電源管理裝置以?xún)?nèi)電源對(duì)微功耗處理系統(tǒng)供電，以維持其掉電工作模式下的運(yùn)行，執(zhí)行為維持整個(gè)控制系統(tǒng)正常的最低限度必需的操作；3、外電源恢復(fù)正常供電時(shí)，主處理系統(tǒng)重新由外電源供電，電源管理裝置也重新選擇以外電源對(duì)微功耗處理系統(tǒng)供電，系統(tǒng)恢復(fù)步驟1所述狀態(tài)。
作為本發(fā)明第二方面的電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)和閥門(mén)電動(dòng)裝置控制系統(tǒng)的雙處理器雙顯示器結(jié)構(gòu)的裝置，包括一電源管理裝置，該裝置根據(jù)外電源是否正常選擇以外電源或內(nèi)電源對(duì)微功耗處理系統(tǒng)供電；一主處理系統(tǒng)，該系統(tǒng)由外電源供電，完成絕大部分控制系統(tǒng)的控制任務(wù)；外電源掉電后該系統(tǒng)因失電而停止工作；一微功耗處理系統(tǒng)，該系統(tǒng)在外電源正常時(shí)與主處理系統(tǒng)協(xié)調(diào)工作，共同完成控制系統(tǒng)所有任務(wù)，在外電源掉電后由內(nèi)電源供電，完成控制系統(tǒng)最低限度必要控制信息的處理和顯示。
本發(fā)明所述的電源管理裝置包括一外電源監(jiān)測(cè)電路，該電路的監(jiān)測(cè)端與外電源連接監(jiān)測(cè)外電源狀態(tài)，其指令端與電源切換電路連接發(fā)出電源切換指令，其信號(hào)端與微功耗處理系統(tǒng)中微功耗處理器連接發(fā)出電源狀態(tài)信號(hào)；一電源切換電路，該電路接受來(lái)自外電源監(jiān)測(cè)電路指令端的電源切換指令實(shí)現(xiàn)對(duì)微功耗處理系統(tǒng)在內(nèi)、外電源供電間的切換。
本發(fā)明所述的主處理系統(tǒng)包括具有強(qiáng)處理功能的主處理器、高性能顯示器及其驅(qū)動(dòng)電路和外圍控制電路。
本發(fā)明所述的微功耗處理系統(tǒng)包括微功耗處理器、微功耗顯示器和連接在微功耗處理器上的外圍電路；微功耗處理器直接連接并驅(qū)動(dòng)微功耗顯示器，接受電源管理裝置中外電源監(jiān)測(cè)電路發(fā)出的電源狀態(tài)信號(hào)。
本發(fā)明所述主處理系統(tǒng)與微功耗處理系統(tǒng)之間通過(guò)串行或并行通訊協(xié)調(diào)工作。
本發(fā)明在現(xiàn)有電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)和閥門(mén)電動(dòng)裝置的控制系統(tǒng)中的處理系統(tǒng)基礎(chǔ)上增加一套微功耗處理系統(tǒng)。控制系統(tǒng)中主處理系統(tǒng)的強(qiáng)功能處理器CPU_A(微處理器MCU或數(shù)字信號(hào)處理器DSP)承擔(dān)系統(tǒng)的絕大部分任務(wù)，而微功耗處理系統(tǒng)中的微功耗處理器CPU_B(MCU)僅處理在外電源掉失時(shí)，控制系統(tǒng)必須承擔(dān)的最低功能和正常供電時(shí)系統(tǒng)的某些功能。主處理系統(tǒng)由外電源供電，微功耗處理系統(tǒng)由電源管理裝置選擇由外電源或內(nèi)電源供電。在外電源正常供電時(shí)，主處理系統(tǒng)由外電源供電，微功耗處理系統(tǒng)在電源管理裝置的選擇下也由外電源供電。主處理系統(tǒng)和微功耗處理系統(tǒng)之間通過(guò)串行或并行通訊協(xié)調(diào)工作，完成電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)和閥門(mén)電動(dòng)裝置的控制系統(tǒng)的控制信息的處理和顯示。當(dāng)外電源掉失時(shí)，主處理系統(tǒng)因斷電而停止工作，電源管理裝置中外電源監(jiān)測(cè)電路在監(jiān)測(cè)到外電源掉失后，立即發(fā)出電源切換指令信號(hào)給電源切換電路，將微功耗處理系統(tǒng)由外電源供電改為內(nèi)電源供電，以維持其掉電工作模式下的運(yùn)行。當(dāng)外電源恢復(fù)正常后，主處理系統(tǒng)恢復(fù)工作。外電源監(jiān)測(cè)電路在監(jiān)測(cè)到外電源恢復(fù)正常后，即指令電源切換電路將微功耗處理系統(tǒng)由內(nèi)電源供電改回外電源供電，系統(tǒng)即恢復(fù)全功能運(yùn)行。
本發(fā)明針對(duì)市售的處理器(MCU和DSP)、顯示器和電源管理芯片的特點(diǎn)，為電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)和閥門(mén)電動(dòng)裝置控制系統(tǒng)提供了一種雙處理器雙顯示器的雙系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，解決了行業(yè)對(duì)控制系統(tǒng)處理能力的高要求和掉電時(shí)微功耗工作之間的矛盾，為電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)和閥門(mén)電動(dòng)裝置控制系統(tǒng)的研發(fā)和生產(chǎn)找到了一個(gè)簡(jiǎn)便和低成本途徑。


圖1為本發(fā)明的電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)和閥門(mén)電動(dòng)裝置控制系統(tǒng)的雙處理器雙顯示器的雙系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖。
圖2為本發(fā)明所述微功耗處理系統(tǒng)的電原理框圖。
圖3為本發(fā)明所述微功耗處理系統(tǒng)的工作流程圖。
圖4為本發(fā)明為主處理系統(tǒng)的顯示部分與微功耗處理系統(tǒng)的顯示部分制成一體的示意圖。
具體實(shí)施例方式
使本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明白了解，下面結(jié)合具體圖示，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。
現(xiàn)在市售的處理器(MCU或DSP)處理能力快速提高，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)也越來(lái)越復(fù)雜，在滿足電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)和閥門(mén)電動(dòng)裝置對(duì)控制系統(tǒng)不斷提高的處理要求的同時(shí)，也使其低功耗工作時(shí)的功耗不降反升。
參見(jiàn)圖1，本發(fā)明的電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)和閥門(mén)電動(dòng)裝置控制系統(tǒng)的雙處理器雙顯示器的雙系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖，包括電源管理裝置、主處理系統(tǒng)和微功耗處理系統(tǒng)。
參見(jiàn)圖1和圖2，其中電源管理裝置包括外電源監(jiān)測(cè)電路和電源切換電路，該外電源監(jiān)測(cè)電路的監(jiān)測(cè)端與外電源連接監(jiān)測(cè)外電源狀態(tài)，指令端與電源切換電路連接發(fā)出電源切換指令，信號(hào)端與微功耗處理系統(tǒng)的微功耗處理器CPU_B連接，以向其發(fā)送電源狀態(tài)信號(hào)；電源切換電路接受來(lái)自外電源監(jiān)測(cè)電路指令端的電源切換指令實(shí)現(xiàn)內(nèi)、外電源的切換。電源管理裝置中的外電源監(jiān)測(cè)電路及電源切換電路均可在市售芯片中找到，它們之間的電路連接關(guān)系對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)是很容易找到，在此不作詳細(xì)描述。
參見(jiàn)圖1，其主處理系統(tǒng)由外電源供電，其包括強(qiáng)功能處理器CPU_A、顯示驅(qū)動(dòng)電路、顯示器LCD_A以及必要的外圍電路。強(qiáng)功能處理器CPU_A、顯示驅(qū)動(dòng)電路、顯示器LCD_A以及必要的外圍電路的芯片型號(hào)、參數(shù)選擇和電路的連接關(guān)系與現(xiàn)有的電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)和閥門(mén)電動(dòng)裝置控制系統(tǒng)中的強(qiáng)功能處理器CPU_A、顯示驅(qū)動(dòng)電路、顯示器LCD_A以及必要的外圍電路的芯片型號(hào)、參數(shù)選擇和電路的連接關(guān)系基本相同，在此就不作詳細(xì)描述了。該主處理系統(tǒng)以完成行業(yè)對(duì)控制系統(tǒng)的要求為目標(biāo)，不受微功耗要求困擾，僅由外電源供電，所以能高速準(zhǔn)確地完成各種任務(wù)。
參見(jiàn)圖1和圖2，微功耗處理系統(tǒng)包括微功耗處理器CPU_B、微功耗顯示器LCD_B和與微功耗處理器CPU_B相連的外圍電路。
微功耗處理器CPU_B為一種市售帶微功耗冬眠工作模式的微處理器(MCU)，其通用輸出端直接驅(qū)動(dòng)微功耗顯示器LCD_B(如液晶顯示器)，其一組通用輸入端與閥位傳感器連接以接收閥位信號(hào)，另一個(gè)通用輸入端接受電源管理裝置中的外電源監(jiān)測(cè)電路發(fā)來(lái)的電源狀態(tài)信號(hào)。在掉電工作模式下，微功耗運(yùn)行則完全由微功耗處理系統(tǒng)負(fù)責(zé)。主處理系統(tǒng)的強(qiáng)功能處理器CPU_A與微功耗處理系統(tǒng)的微功耗處理器CPU_B之間由片內(nèi)串行通訊口或并行通訊協(xié)調(diào)運(yùn)行。
參見(jiàn)圖3，微功耗處理器CPU_B接受電源管理裝置中的外電源監(jiān)測(cè)電路發(fā)來(lái)的電源狀態(tài)信號(hào)判斷電源是否為外電源。若是，則按外電源工作模式工作，計(jì)算閥位并通過(guò)顯示器LCD_B顯示閥位，通過(guò)串口或并口通訊將閥位傳給主處理系統(tǒng)。若否，則進(jìn)入掉電工作模式。
在掉電工作模式下，首先將所有輸出端均強(qiáng)制為0或高阻狀態(tài)，然后微功耗處理器CPU_B進(jìn)入微功耗冬眠模式。若閥位因外力改變，微功耗處理器CPU_B進(jìn)入工作模式，重新計(jì)算閥位，并通過(guò)微功耗顯示器LCD_B顯示閥位，然后再將所有輸出端均強(qiáng)制為0或高阻狀態(tài)并重新進(jìn)入微功耗冬眠模式。若電源管理裝置中的外電源監(jiān)測(cè)電路發(fā)來(lái)的電源狀態(tài)信號(hào)變?yōu)橥怆娫矗⒐奶幚砥鰿PU_B從掉電工作模式下蘇醒，恢復(fù)外電源工作模式。若無(wú)閥位和電源狀態(tài)信號(hào)的變化，微功耗處理器CPU_B繼續(xù)其微功耗冬眠模式。
以上功能滿足了電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)和閥門(mén)電動(dòng)裝置對(duì)其控制系統(tǒng)的二個(gè)特別要求一是在整機(jī)的外電源掉失后，其控制的閥門(mén)仍可由人力開(kāi)閉，在掉電工作模式下的控制系統(tǒng)必須感知閥位的變化，重新計(jì)算閥位并將新閥位顯示在顯示器上；二是系統(tǒng)能在內(nèi)電源的支持下，在掉電工作模式里工作很長(zhǎng)的時(shí)間(如二年以上)。
參看圖4，為美觀及安裝方便，可將控制系統(tǒng)中的主處理系統(tǒng)中的顯示器LCD_A及其驅(qū)動(dòng)電路和微功耗處理系統(tǒng)中的微功耗顯示器LC_B制成一體的顯示器。該顯示器上半部為微功耗顯示器LCD_B，由微功耗處理器CPU_B直接驅(qū)動(dòng)；下半部為高性能顯示器LCD_A及其顯示驅(qū)動(dòng)電路，由強(qiáng)功能處理器CPU_A控制。
以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理和主要特征及本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說(shuō)明書(shū)中描述的只是說(shuō)明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會(huì)有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本發(fā)明范圍內(nèi)。本發(fā)明要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書(shū)及其等效物界定。
權(quán)利要求
1.電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)雙處理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的方法，其特征在于，包括如下步驟1]、外電源正常供電時(shí)，主處理系統(tǒng)由外電源供電，電源管理裝置以外電源對(duì)微功耗處理系統(tǒng)供電，主處理系統(tǒng)和微功耗處理系統(tǒng)之間通過(guò)串行或并行通訊協(xié)調(diào)工作，完成控制系統(tǒng)對(duì)電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)和閥門(mén)電動(dòng)裝置控制信息的處理和顯示；2]、當(dāng)外電源斷電時(shí)，主處理系統(tǒng)因掉電而停止工作，電源管理裝置以?xún)?nèi)電源對(duì)微功耗處理系統(tǒng)供電，以維持其掉電工作模式下的運(yùn)行，執(zhí)行為維持整個(gè)控制系統(tǒng)正常的最低限度必需的操作；3]、外電源恢復(fù)正常供電時(shí)，主處理系統(tǒng)重新由外電源供電，電源管理裝置也重新選擇以外電源對(duì)微功耗處理系統(tǒng)供電，系統(tǒng)恢復(fù)步驟1]所述狀態(tài)。
2.一種實(shí)現(xiàn)如權(quán)利要求1所述方法的電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)雙處理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的裝置，其特征在于包括一電源管理裝置，該裝置根據(jù)外電源是否掉失選擇以?xún)?nèi)電源或外電源對(duì)微功耗處理系統(tǒng)供電；一主處理系統(tǒng)，該系統(tǒng)由外電源供電，完成絕大部分控制系統(tǒng)的控制信息的處理和顯示；外電源掉失后該系統(tǒng)因失電而停止工作；一微功耗處理系統(tǒng)，該系統(tǒng)在外電源正常時(shí)與主處理系統(tǒng)協(xié)調(diào)工作，共同完成控制系統(tǒng)所有的控制信息的處理和顯示；在外電源掉失后由內(nèi)電源供電，完成控制系統(tǒng)最低限度必要控制信息的處理和顯示。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的實(shí)現(xiàn)雙處理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的裝置，其特征在于，所述的電源管理裝置包括一外電源監(jiān)測(cè)電路，該電路的監(jiān)測(cè)端與外電源連接監(jiān)測(cè)外電源狀態(tài)，其指令端與電源切換電路連接發(fā)出電源切換指令，其信號(hào)端與微功耗處理系統(tǒng)連接發(fā)出電源狀態(tài)信號(hào)；一電源切換電路，該電路接受來(lái)自外電源監(jiān)測(cè)電路指令端的電源切換指令實(shí)現(xiàn)對(duì)微功耗處理系統(tǒng)在內(nèi)、外電源供電間的切換。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的實(shí)現(xiàn)雙處理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的裝置，其特征在于，所述的主處理系統(tǒng)包括具有強(qiáng)處理功能的主處理器、高性能顯示器及其驅(qū)動(dòng)電路和外圍控制電路。
5.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的實(shí)現(xiàn)雙處理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的裝置，其特征在于，所述的微功耗處理系統(tǒng)包括微功耗處理器、微功耗顯示器和連接在微功耗處理器上的外圍電路。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的實(shí)現(xiàn)雙處理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的裝置，其特征在于，所述的主處理系統(tǒng)中的主處理器與微功耗處理系統(tǒng)中的微功耗處理器之間通過(guò)串行或并行協(xié)調(diào)工作。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的實(shí)現(xiàn)雙處理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的裝置，其特征在于，所述的微功耗處理器直接連接并驅(qū)動(dòng)微功耗顯示器；接受電源管理裝置中外電源監(jiān)測(cè)電路發(fā)出的電源狀態(tài)信號(hào)和本處理系統(tǒng)外圍電路發(fā)來(lái)的閥位信號(hào)。
全文摘要
為滿足電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)和閥門(mén)電動(dòng)裝置對(duì)控制系統(tǒng)強(qiáng)處理能力和斷電后微功耗工作的要求，本發(fā)明采用雙處理雙顯示系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，雙處理系統(tǒng)各由一個(gè)處理器、一個(gè)顯示器及外圍電路組成。具有強(qiáng)大處理功能的主處理系統(tǒng)由外電源供電，微功耗處理系統(tǒng)由電源管理裝置選擇外電源或內(nèi)電源供電。外電源正常時(shí)，雙系統(tǒng)間通過(guò)串行或并行通訊協(xié)調(diào)工作，均由外電源供電。外電源斷電時(shí)，主系統(tǒng)停止工作，微功耗系統(tǒng)由電源管理裝置選擇內(nèi)電源供電，維持控制器最低限度正常工作必需的操作，直至外電源恢復(fù)。從而解決了行業(yè)對(duì)不斷提高控制系統(tǒng)處理能力的要求和斷電后微功耗工作之間的矛盾，為電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)和閥門(mén)電動(dòng)裝置控制系統(tǒng)的研發(fā)和生產(chǎn)找到了一個(gè)簡(jiǎn)便和低成本途徑。
文檔編號(hào)F16K31/02GK1848598SQ200610025600
公開(kāi)日2006年10月18日 申請(qǐng)日期2006年4月11日 優(yōu)先權(quán)日2006年4月11日
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