本發(fā)明涉及控制器領(lǐng)域，特別涉及控制模塊及控制具有該控制模塊的系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

控制器(controller)是指按照預(yù)定順序改變主電路或控制電路的接線和改變電路中電阻值來控制電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)、調(diào)速、制動(dòng)和反向的主令裝置。由程序計(jì)數(shù)器、指令寄存器、指令譯碼器、時(shí)序產(chǎn)生器和操作控制器組成，它是發(fā)布命令的“決策機(jī)構(gòu)”，即完成協(xié)調(diào)和指揮整個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的操作。

一般而言，控制器需要具備如下的功能：

數(shù)據(jù)緩沖，由于I/O設(shè)備的速率較低而CPU和內(nèi)存的速率卻很高，故在控制器中必須設(shè)置一緩沖器。在輸出時(shí)，用此緩沖器暫存由主機(jī)高速傳來的數(shù)據(jù)，然后才以I/O設(shè)備所具有的速率將緩沖器中的數(shù)據(jù)傳送給I/O設(shè)備；在輸入時(shí)，緩沖器則用于暫存從I/O設(shè)備送來的數(shù)據(jù)，待接收到一批數(shù)據(jù)后，再將緩沖器中的數(shù)據(jù)高速地傳送給主機(jī)。

差錯(cuò)控制，設(shè)備控制器還兼管對(duì)由I/O設(shè)備傳送來的數(shù)據(jù)進(jìn)行差錯(cuò)檢測(cè)。若發(fā)現(xiàn)傳送中出現(xiàn)了錯(cuò)誤，通常是將差錯(cuò)檢測(cè)碼置位，并向CPU報(bào)告，于是CPU將本次傳送來的數(shù)據(jù)作廢，并重新進(jìn)行一次傳送。這樣便可保證數(shù)據(jù)輸入的正確性。

數(shù)據(jù)交換，這是指實(shí)現(xiàn)CPU與控制器之間、控制器與設(shè)備之間的數(shù)據(jù)交換。對(duì)于前者，是通過數(shù)據(jù)總線，由CPU并行地把數(shù)據(jù)寫入控制器，或從控制器中并行地讀出數(shù)據(jù)；對(duì)于后者，是設(shè)備將數(shù)據(jù)輸入到控制器，或從控制器傳送給設(shè)備。為此，在控制器中須設(shè)置數(shù)據(jù)寄存器。

狀態(tài)說明，標(biāo)識(shí)和報(bào)告設(shè)備的狀態(tài)控制器應(yīng)記下設(shè)備的狀態(tài)供CPU了解。例如，僅當(dāng)該設(shè)備處于發(fā)送就緒狀態(tài)時(shí)，CPU才能啟動(dòng)控制器從設(shè)備中讀出數(shù)據(jù)。為此，在控制器中應(yīng)設(shè)置一狀態(tài)寄存器，用其中的每一位來反映設(shè)備的某一種狀態(tài)。當(dāng)CPU將該寄存器的內(nèi)容讀入后，便可了解該設(shè)備的狀態(tài)。

接收和識(shí)別命令，CPU可以向控制器發(fā)送多種不同的命令，設(shè)備控制器應(yīng)能接收并識(shí)別這些命令。為此，在控制器中應(yīng)具有相應(yīng)的控制寄存器，用來存放接收的命令和參數(shù)，并對(duì)所接收的命令進(jìn)行譯碼。例如，磁盤控制器可以接收CPU發(fā)來的Read、Write、Format等15條不同的命令，而且有些命令還帶有參數(shù)；相應(yīng)地，在磁盤控制器中有多個(gè)寄存器和命令譯碼器等。

地址識(shí)別，就像內(nèi)存中的每一個(gè)單元都有一個(gè)地址一樣，系統(tǒng)中的每一個(gè)設(shè)備也都有一個(gè)地址，而設(shè)備控制器又必須能夠識(shí)別它所控制的每個(gè)設(shè)備的地址。此外，為使CPU能向(或從)寄存器中寫入(或讀出)數(shù)據(jù)，這些寄存器都應(yīng)具有唯一的地址。

目前，控制器中的一種較常見類型是微控制器即MCU，通過將ROM、RAM、CPU、I/O集合在同一個(gè)芯片中,為不同的應(yīng)用場(chǎng)合做不同組合控制。

PLC控制器，PLC為通用控制器，可編程邏輯控制器(Programmable Logic Controller，簡(jiǎn)稱PLC)，一種具有微處理機(jī)的數(shù)字電子設(shè)備，用于自動(dòng)化控制的數(shù)字邏輯控制器，可以將控制指令隨時(shí)加載內(nèi)存內(nèi)儲(chǔ)存與執(zhí)行?？删幊炭刂破饔蓛?nèi)部CPU，指令及資料內(nèi)存、輸入輸出單元、電源模組、數(shù)字模擬等單元所模組化組合成，是當(dāng)前自動(dòng)化應(yīng)用領(lǐng)域“最廣泛的控制器”之一。目前，PLC控制器廣泛應(yīng)用于目前的工業(yè)控制領(lǐng)域。在可編程邏輯控制器出現(xiàn)之前，一般要使用成百上千的繼電器以及計(jì)數(shù)器才能組成具有相同功能的自動(dòng)化系統(tǒng)，而現(xiàn)在，經(jīng)過編程的簡(jiǎn)單的可編程邏輯控制器模塊基本上已經(jīng)代替了這些大型裝置?？删幊踢壿嬁刂破鞯南到y(tǒng)程序一般在出廠前已經(jīng)初始化完畢，用戶可以根據(jù)自己的需要自行編輯相應(yīng)的用戶程序來滿足不同的自動(dòng)化生產(chǎn)要求。

但是由于PLC控制器，因其體積、接線方式、組合方式、使用方式均受到限制；除此之外，PLC在技術(shù)方面通常需要借助PLC專用軟件才可以使用，由于PLC產(chǎn)品通用性高，導(dǎo)致所研發(fā)的產(chǎn)品易模仿、拷貝等缺陷。

PLC控制器至少會(huì)包括：電源，PLC的電源在整個(gè)系統(tǒng)中起著十分重要的作用。如果沒有一個(gè)良好的、可靠的電源系統(tǒng)是無法正常工作的，一般交流電壓波動(dòng)在+10％(+15％)范圍內(nèi)，可以不采取其它措施而將PLC直接連接到交流電網(wǎng)上去。CPU，是PLC的控制中樞。它按照PLC系統(tǒng)程序賦予的功能接收并存儲(chǔ)從編程器鍵入的用戶程序和數(shù)據(jù)；檢查電源、存儲(chǔ)器、I/O以及警戒定時(shí)器的狀態(tài)，并能診斷用戶程序中的語(yǔ)法錯(cuò)誤。當(dāng)PLC投入運(yùn)行時(shí)，首先它以掃描的方式接收現(xiàn)場(chǎng)各輸入裝置的狀態(tài)和數(shù)據(jù)，并分別存入I/O映象區(qū)，然后從用戶程序存儲(chǔ)器中逐條讀取用戶程序，經(jīng)過命令解釋后按指令的規(guī)定執(zhí)行邏輯或算數(shù)運(yùn)算的結(jié)果送入I/O映象區(qū)或數(shù)據(jù)寄存器內(nèi)。等所有的用戶程序執(zhí)行完畢之后，最后將I/O映象區(qū)的各輸出狀態(tài)或輸出寄存器內(nèi)的數(shù)據(jù)傳送到相應(yīng)的輸出裝置，如此循環(huán)運(yùn)行，直到停止運(yùn)行。存儲(chǔ)器，存放系統(tǒng)軟件的存儲(chǔ)器稱為系統(tǒng)程序存儲(chǔ)器，存放應(yīng)用軟件的存儲(chǔ)器稱為用戶程序存儲(chǔ)器。輸入輸出接口電路，現(xiàn)場(chǎng)輸入接口電路由光耦合電路和微機(jī)的輸入接口電路，作用是PLC與現(xiàn)場(chǎng)控制的接口界面的輸入通道?，F(xiàn)場(chǎng)輸出接口電路由輸出數(shù)據(jù)寄存器、選通電路和中斷請(qǐng)求電路集成，作用PLC通過現(xiàn)場(chǎng)輸出接口電路向現(xiàn)場(chǎng)的執(zhí)行部件輸出相應(yīng)的控制信號(hào)。功能模塊，如計(jì)數(shù)、定位等功能模塊。通信模塊，如以太網(wǎng)、RS485、Profibus-DP通訊模塊等。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是，如何提供采用通用性電路的集成，在研發(fā)其他產(chǎn)品時(shí)可大大減少研發(fā)成本，同時(shí)便于后期維護(hù)、升級(jí)單個(gè)模塊，而不影響整體電路的可編程控制模塊。

此外，可編程控制模塊將通用電路密集的集成到了一起，采用雙面貼片工藝完成電路板生產(chǎn)加工；在研發(fā)其他產(chǎn)品時(shí)，只需要研發(fā)功能電路、接口電路即可。

解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了可編程控制模塊，包括：PCB基板，所述PCB基板上安裝有：微控制器、顯示器掃描單元、聲訊提示單元、溫度保護(hù)單元以及時(shí)鐘單元，

所述微控制器，用以調(diào)節(jié)、控制上述元器件；

所述顯示器掃描單元，用以在顯示屏上動(dòng)態(tài)顯示操作參數(shù)；

所述聲訊提示單元，用以進(jìn)行聲音信號(hào)提示；

所述溫度保護(hù)單元，用以監(jiān)測(cè)工作時(shí)的溫度；

所述時(shí)鐘單元，用以計(jì)時(shí)、斷電保護(hù)；

還包括一電源管理模塊，用以對(duì)所述可編程控制模塊進(jìn)行供電；

還包括一通信接口，用以與外部總線通信。

所述微控制器包括但不限于運(yùn)算器和控制器，運(yùn)算器所執(zhí)行全部操作都是由控制器發(fā)出的控制信號(hào)來指揮的，并且，一個(gè)算術(shù)操作產(chǎn)生一個(gè)運(yùn)算結(jié)果，一個(gè)邏輯操作產(chǎn)生一個(gè)判決。

更進(jìn)一步，可編程控制模塊還包括：TTL信號(hào)接口，用以組作為從所述微控制器中輸出的TTL數(shù)據(jù)信號(hào)經(jīng)電纜線直接傳送到液晶面板的輸人接口。

更進(jìn)一步，可編程控制模塊還包括：串口轉(zhuǎn)并口單元，用以提供將串口通訊信號(hào)轉(zhuǎn)化為并口通信信號(hào)的接口/芯片。

更進(jìn)一步，可編程控制模塊還包括：一拓展I/O接口，一端與微控制器連接，另一端與外部設(shè)備和/或存儲(chǔ)器連接。

更進(jìn)一步，可編程控制模塊還被配置為：對(duì)一開關(guān)量控制器的信號(hào)采集、開關(guān)量輸出，

配置開關(guān)量采集模式，

在上述開關(guān)量采集模式下，配置開關(guān)量采集功能板(比如光耦隔離電路)和端子接口板，并通過所述端子接口板將信號(hào)引入到所述采集功能板，用以將外部信號(hào)與內(nèi)部信號(hào)通過光電隔離、信號(hào)預(yù)處理、信號(hào)整形，

通過板對(duì)板連接器送至所述可編程控制模塊進(jìn)行邏輯處理。

更進(jìn)一步，可編程控制模塊還被配置為：對(duì)一信號(hào)通訊適配器的控制、信號(hào)處理，

配置通訊適配器模式，

在上述通訊適配器模式下，配置通訊適配器功能板，適配器功能板用以將外部信號(hào)與內(nèi)部信號(hào)的電平轉(zhuǎn)換、通訊安全保護(hù)以及信號(hào)整形的任務(wù)，

信號(hào)經(jīng)過上述預(yù)處理后，通過板對(duì)板連接器與可編程控制模塊對(duì)接，可編程控制模塊內(nèi)的微控制器配合通訊適配器功能板、外部接口板，將內(nèi)外信號(hào)通過端子引入或引出并處理。

比如，作為低電平輸入口的微控制器的IO，通過適配器功能板輸出高電平,實(shí)現(xiàn)電平的轉(zhuǎn)換。比如，信號(hào)整形通過RC、震蕩電路實(shí)現(xiàn)數(shù)模轉(zhuǎn)換。

更進(jìn)一步，可編程控制模塊還被配置為：對(duì)一馬達(dá)驅(qū)動(dòng)運(yùn)動(dòng)控制器的控制、信號(hào)處理，

可編程控制模塊直接控制馬達(dá)驅(qū)動(dòng)控制器中的電流參數(shù)、方向參數(shù)、轉(zhuǎn)速參數(shù)、保護(hù)數(shù)據(jù)，并對(duì)電機(jī)實(shí)時(shí)控制及監(jiān)控，

在上述馬達(dá)驅(qū)動(dòng)控制器中，設(shè)有DAC數(shù)模轉(zhuǎn)換電路和脈沖整形電路，可編程控制模塊通過I/O口的數(shù)字信號(hào)、板對(duì)板連接器，與馬達(dá)驅(qū)動(dòng)運(yùn)動(dòng)控制器連接，并實(shí)施控制。(可選地，具體控制邏輯根據(jù)用戶需求，編制專用代碼實(shí)現(xiàn))

更進(jìn)一步，可編程控制模塊還被配置為：對(duì)一人機(jī)對(duì)話界面控制器的控制、信號(hào)處理，

可編程控制模塊作為處理單元，在人機(jī)對(duì)話界面控制器中，用以通過CAN總線的指令與人機(jī)界面、按鍵信號(hào)輸入輸出做中繼處理；

可編程控制模塊通過串口，將顯示器掃描單元的觸控信號(hào)進(jìn)行解析，然后通過總線發(fā)送到其他執(zhí)行器件；

按鍵按下或抬起信號(hào)也將被核心模塊進(jìn)行預(yù)處理并按邏輯要求解析，解析完畢后同樣按功能轉(zhuǎn)換為指令，發(fā)送到其他總線執(zhí)行器件。

本發(fā)明還提供了具有可編程控制模塊的系統(tǒng)，包括：上位機(jī)，CAN協(xié)議總線以及如所述的可編程控制模塊，

所述上位機(jī)通過所述CAN協(xié)議總線與所述可編程控制模塊連接，

所述可編程控制模塊與CAN協(xié)議總線連接，用以接收總線通訊信號(hào)，并在所述微控制器中進(jìn)行調(diào)節(jié)、控制，以及通過2條線CAN協(xié)議總線完成CAN組網(wǎng)進(jìn)行分布式網(wǎng)絡(luò)控制；

所述可編程控制模塊與一功能模塊連接，用以執(zhí)行至少一種運(yùn)動(dòng)和/或則開關(guān)量的控制功能；

所述功能模塊通過一接口板與終端設(shè)備連接，用以與外部接線端子和/或通訊接口建立連接；

所述可編程控制模塊還包括一無線傳輸模塊，用以建立無線自組網(wǎng)。

本發(fā)明還包括一種控制方法，使用在所述的可編程控制模塊中，包括步驟：

預(yù)處理：配置功能板和接口板，

S1系統(tǒng)自檢

檢查顯示電路是否顯示正常，

檢查工作電源是否正常，

檢查模塊周邊溫度環(huán)境是否符號(hào)調(diào)節(jié)，

S2網(wǎng)絡(luò)檢查

檢查CAN通訊是否正常，

檢查在線子模塊是否可以建立握手信息，

通過CAN總線發(fā)送全局復(fù)位待命信息，

S3功能檢查

執(zhí)行網(wǎng)絡(luò)上的所有模塊按熱身?xiàng)l件運(yùn)動(dòng)，

帶開關(guān)模塊、ADC、編碼器的模塊進(jìn)行反饋檢查，

預(yù)先執(zhí)行功能邏輯，

S4執(zhí)行邏輯功能運(yùn)行

按用戶程序執(zhí)行輸入輸出控制，

S5異常處理

出現(xiàn)異常后按異常邏輯執(zhí)行命令。

核心板在配置功能板、接口板后，需要組網(wǎng)使用，(單機(jī)使用需要在特定功能下或?qū)Ｓ卯a(chǎn)品使用)，硬件模塊根據(jù)所需組網(wǎng)。

本發(fā)明的有益效果：

本發(fā)明中的可編程控制模塊，由于包括：PCB基板，在所述PCB基板上安裝有：微控制器、顯示器掃描單元、聲訊提示單元、溫度保護(hù)單元以及時(shí)鐘單元，所述微控制器，用以調(diào)節(jié)、控制上述元器件；所述顯示器掃描單元，用以在顯示屏上動(dòng)態(tài)顯示操作參數(shù)；所述聲訊提示單元，用以進(jìn)行聲音信號(hào)提示；所述溫度保護(hù)單元，用以監(jiān)測(cè)工作時(shí)的溫度；所述時(shí)鐘單元，用以計(jì)時(shí)、斷電保護(hù)；還包括電源管理模塊，用以對(duì)所述可編程控制模塊進(jìn)行供電；還包括通信接口，用以與外部總線通信。通過將通用的元器件集成到一個(gè)PCB基板中，節(jié)省了額外開發(fā)成本，簡(jiǎn)化產(chǎn)品的升級(jí)。

本發(fā)明中的可編程控制模塊，在設(shè)計(jì)上體積小巧，高集成度，僅為火柴盒大小的PCB上集成了近80多個(gè)元件。此外，PCB采用雙面貼片工藝完成，模塊集“電源、處理器、顯示處理、溫度自檢、聲訊提示、萬年歷時(shí)鐘IC于一體”；在設(shè)計(jì)其他產(chǎn)品時(shí)，僅需簡(jiǎn)易外圍電路即可完成整體產(chǎn)品的研發(fā)，未來升級(jí)新產(chǎn)品替代老產(chǎn)品時(shí)，只要保證接口定義不變，即可輕易完成新品升級(jí)。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的可編程控制模塊的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2(a)是圖1中的微控制器電路原理圖；

圖2(b)是圖1中的微控制器電路原理圖；

圖3(a)、圖3(b)是圖1中的顯示器掃描單元電路原理圖；

圖4是圖1中的聲訊提示單元電路原理圖；

圖5是圖1中的溫度保護(hù)單元電路原理圖；

圖6是圖1中的時(shí)鐘單元電路原理圖；

圖7是圖1中的電源管理模塊電路原理圖；

圖8是圖1中通信接口電路原理圖；

圖9是本發(fā)明具有可編程控制模塊的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；

圖10是控制方法流程示意圖；

圖11是本發(fā)明一實(shí)施例中的可編程控制模塊正面結(jié)構(gòu)示意圖；

圖12是本發(fā)明一實(shí)施例中的可編程控制模塊背面結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

現(xiàn)在將參考一些示例實(shí)施例描述本公開的原理?？梢岳斫?，這些實(shí)施例僅出于說明并且?guī)椭绢I(lǐng)域的技術(shù)人員理解和實(shí)施例本公開的目的而描述，而非建議對(duì)本公開的范圍的任何限制。在此描述的本公開的內(nèi)容可以以下文描述的方式之外的各種方式實(shí)施。

如本文中所述，術(shù)語(yǔ)“包括”及其各種變體可以被理解為開放式術(shù)語(yǔ)，其意味著“包括但不限于”。術(shù)語(yǔ)“基于”可以被理解為“至少部分地基于”。術(shù)語(yǔ)“一個(gè)實(shí)施例”可以被理解為“至少一個(gè)實(shí)施例”。術(shù)語(yǔ)“另一實(shí)施例”可以被理解為“至少一個(gè)其它實(shí)施例”。

可以理解，在本申請(qǐng)中的PCB基板，是制造PCB的基本材料，一般情況下，基板就是覆銅箔層壓板，單、雙面印制板在制造中是在基板材料-覆銅箔層壓板上，有選擇地進(jìn)行孔加工、化學(xué)鍍銅、電鍍銅、蝕刻等加工，得到所需電路圖形。另一類多層印制板的制造，也是以內(nèi)芯薄型覆銅箔板為底基，將導(dǎo)電圖形層與半固化片交替地經(jīng)一次性層壓黏合在一起，形成3層以上導(dǎo)電圖形層間互連。它具有導(dǎo)電、絕緣和支撐三個(gè)方面的功能。具體焊接元器件時(shí)，可參見《電子元器件焊接標(biāo)準(zhǔn)》對(duì)元器件進(jìn)行焊接。

可以理解，在本申請(qǐng)中的微控制器(MCU)可從不同方面進(jìn)行分類：根據(jù)數(shù)據(jù)總線寬度可分為8位、16位和32位機(jī)；根據(jù)存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)可分為Harvard結(jié)構(gòu)和Von Neumann結(jié)構(gòu)；根據(jù)內(nèi)嵌程序存儲(chǔ)器的類別可分為OTP、掩膜、EPROM/EEPROM和閃存Flash；根據(jù)指令結(jié)構(gòu)又可分為CISC(Complex Instruction Set Computer)和RISC(Reduced Instruction Set Computer)微控制器。

本申請(qǐng)中的開關(guān)量，包括但不限于：開關(guān)量為通斷信號(hào)，無源信號(hào)，電阻測(cè)試法為電阻0或無窮大；也可以是有源信號(hào)，專業(yè)叫法是階躍信號(hào)，就是0或1，可以理解成脈沖量，多個(gè)開關(guān)量可以組成數(shù)字量。數(shù)字量：有0和1組成的信號(hào)類型，通常是經(jīng)過編碼后的有規(guī)律的信號(hào)。和模擬量的關(guān)系是量化后的模擬量。模擬量：連續(xù)的電壓，電流等信號(hào)量，模擬信號(hào)是幅度隨時(shí)間連續(xù)變化的信號(hào)，其經(jīng)過抽樣和量化后就是數(shù)字量。脈沖量：在瞬間電壓或電流由某一值躍變到另一值的信號(hào)量。在量化后，其連續(xù)規(guī)律的變化就是數(shù)字量，如果其由0變成某一固定值并保持不變，其就是開關(guān)量。

請(qǐng)參考圖1是本發(fā)明的可編程控制模塊的結(jié)構(gòu)示意圖，可編程控制模塊100，包括：PCB基板，所述PCB基板上安裝有：微控制器1、顯示器掃描單元5、聲訊提示單元2、溫度保護(hù)單元3以及時(shí)鐘單元4，所述微控制器1，用以調(diào)節(jié)、控制上述元器件；所述顯示器掃描單元5，用以在顯示屏上動(dòng)態(tài)顯示操作參數(shù)；所述聲訊提示單元2，用以進(jìn)行聲音信號(hào)提示；所述溫度保護(hù)單元3，用以監(jiān)測(cè)工作時(shí)的溫度；所述時(shí)鐘單元4，用以計(jì)時(shí)、斷電保護(hù)；還包括一電源管理模塊7，用以對(duì)所述可編程控制模塊進(jìn)行供電；還包括一通信接口6，用以與外部總線通信。

在一些實(shí)施例中，微控制器1可以采用Harvard結(jié)構(gòu)的STM8系列芯片，其是意法半導(dǎo)體公司生產(chǎn)的8位的單片機(jī)，該型號(hào)單片機(jī)分為STM8A、STM8S、STM8L三個(gè)系列：STM8A：汽車級(jí)應(yīng)用/STM8S：標(biāo)準(zhǔn)系列/STM8L：超低功耗MCU。

如圖2(a)和圖2(b)所示，為微控制器1的芯片為STM8S系列的芯片，如圖2所示，有UART、PWM、CAN總線接口、ADC轉(zhuǎn)接口等。

在一些實(shí)施例中，時(shí)鐘、復(fù)位和電源管理；中斷管理；定時(shí)器；通信接口；I/O端口；上述的通信接口比如，帶有同步時(shí)鐘輸出的UART，智能卡，紅外IrDA，LIN主模式接口。I/O端口，比如，32腳封裝芯片上最多有28個(gè)I/O，包括21個(gè)高吸收電流輸出。

在一些實(shí)施例中，顯示器掃描單元5中利用8031與動(dòng)態(tài)掃描顯示器接口技術(shù)，經(jīng)Pl口與8155相連，采用一位一位輪流點(diǎn)亮各個(gè)LED，每一位停留1ms的方法，利用人的視覺殘留現(xiàn)象好像6只LED同時(shí)點(diǎn)亮。具體如圖3(a)所示，其中包括16位元恒流LED驅(qū)動(dòng)器。圖3(b)為各個(gè)LED電路原理圖。

在一些實(shí)施例中，在所述聲訊提示單元2中采用集成語(yǔ)音芯片ISD2560，進(jìn)行語(yǔ)音報(bào)警，優(yōu)選地，可參考圖4中的原理圖。

在一些實(shí)施例中，溫度保護(hù)單元3可以采用熱保護(hù)器，即一種溫度控制儀器，當(dāng)線路中溫度過高時(shí)，就會(huì)觸發(fā)熱保護(hù)器將電路斷開，以免引發(fā)設(shè)備燒毀現(xiàn)象甚至電氣事故的發(fā)生；當(dāng)溫度降低至正常范圍內(nèi)后，電路閉合，恢復(fù)正常工作狀態(tài)。優(yōu)選地，可參考圖5的原理圖。

在一些實(shí)施例中，溫度保護(hù)單元3還可以包括：KI-31系列的溫控器，主要采用一種用雙金屬片作為感溫組件。電器正常工作時(shí),雙金屬片處于自由狀態(tài),觸點(diǎn)處于閉合/斷開狀態(tài),當(dāng)溫度達(dá)到動(dòng)作溫度時(shí),雙金屬片受熱產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力而迅速動(dòng)作,打開/閉合觸點(diǎn),切斷/接通電路,從而起到控溫作用。當(dāng)電器冷卻到復(fù)位溫度時(shí)，觸點(diǎn)自動(dòng)閉合/打開，恢復(fù)正常工作狀態(tài)。

在一些實(shí)施例中，時(shí)鐘單元4，可以采用萬年歷數(shù)字鐘IC，是一種用萬年歷時(shí)鐘芯片實(shí)現(xiàn)年、月、日、時(shí)、分、秒計(jì)時(shí)，并通過單片機(jī)處理后送給顯示芯片顯示的裝置，與機(jī)械式時(shí)鐘相比具有更高的準(zhǔn)確性和直觀性，且具有更長(zhǎng)的使用壽命，比如，時(shí)鐘芯片采用PCF8563，PCF8563是PHILIPS公司推出的一款工業(yè)級(jí)內(nèi)含I2C總線接口功能的具有極低功耗的多功能時(shí)鐘/日歷芯片。內(nèi)部時(shí)鐘電路、內(nèi)部振蕩電路、內(nèi)部低電壓檢測(cè)電路以及兩線制I2C總線通訊方式，不但使外圍電路及其簡(jiǎn)潔，而且也增加了芯片的可靠性。優(yōu)選地，可參考圖6的原理圖。

在一些實(shí)施例中，電源管理模塊7中的電源管理模塊由低電壓檢測(cè)電路與電源啟動(dòng)電路、電壓轉(zhuǎn)換電路、驅(qū)動(dòng)電路、控制邏輯電路、RAM保護(hù)電路等等分構(gòu)成。電源啟動(dòng)電路，負(fù)責(zé)電源的啟動(dòng)和重啟，產(chǎn)生電源啟動(dòng)信號(hào)；低電壓檢測(cè)電路是對(duì)內(nèi)部電源進(jìn)行監(jiān)測(cè)，產(chǎn)生低電壓事件信號(hào)；電壓轉(zhuǎn)換電路在邏輯控制電路的控制下，對(duì)外部電源進(jìn)行轉(zhuǎn)換，提供電壓給驅(qū)動(dòng)電路；三個(gè)驅(qū)動(dòng)電路分別向系統(tǒng)芯片中的快閃存儲(chǔ)器(Flash)、鎖相環(huán)(PLL)和微控制器(MCU)提供電源電壓；邏輯控制電路是電源管理模塊的核心，和MCU、電源啟動(dòng)電路、低電壓檢測(cè)電路相互關(guān)聯(lián)，對(duì)電壓轉(zhuǎn)換電路進(jìn)行控制，達(dá)到確定電源管理模塊工作狀態(tài)的目的，實(shí)現(xiàn)對(duì)電源的動(dòng)態(tài)管理。優(yōu)選地，可參考圖7的原理圖。

在一些實(shí)施例中，通信接口6可以包括RS232接口、RS485接口等，優(yōu)選地，如圖8所示的原理圖。

在一些實(shí)施例中，可編程控制模塊100主要應(yīng)用以下產(chǎn)品：直流馬達(dá)智能控制、開關(guān)量輸入輸出模塊、通訊適配器、人機(jī)界面操控預(yù)處理等。

在一些實(shí)施例中，有可編程控制模塊100與功能電路組成的產(chǎn)品，應(yīng)用在各種智能制造行業(yè)，如直角坐標(biāo)伺服型機(jī)械臂、氣缸型機(jī)械臂、養(yǎng)殖業(yè)設(shè)備、智能生產(chǎn)線等，通過步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)功能板，可實(shí)現(xiàn)各種計(jì)量泵、運(yùn)動(dòng)控制、角度位移等產(chǎn)品。通過繼電器與光隔組成的開光量輸入輸出控制，根據(jù)功能不同，還可以組成各種通訊協(xié)議的轉(zhuǎn)換收發(fā)功能。比如，可編程控制模塊100實(shí)現(xiàn)下述的功能電路，直角坐標(biāo)伺服型機(jī)械臂中直角坐標(biāo)型組合方式靈活多樣，可以組裝成單軸到多軸的機(jī)械手，如龍門式、懸臂式、壁掛式等，也可根據(jù)不同的負(fù)載、行程、功能及特殊空間要求，為客戶訂制所需求產(chǎn)品。同時(shí)，X、Y、Z三軸基礎(chǔ)上可以擴(kuò)展旋轉(zhuǎn)軸和翻轉(zhuǎn)軸，構(gòu)成五自由度和六自由度機(jī)器人，或者作為專業(yè)自動(dòng)化機(jī)械中的直線定位系統(tǒng)。

在一些實(shí)施例中，可編程控制模塊100還與轉(zhuǎn)接板連接，轉(zhuǎn)接板上有接線端子；轉(zhuǎn)接板上還安裝有顯示板，所述顯示板包括：LED數(shù)碼管和多功能導(dǎo)航旋鈕。

作為本實(shí)施例中的優(yōu)選，可編程控制模塊100還包括：TTL信號(hào)接口，用以組作為從所述微控制器中輸出的TTL數(shù)據(jù)信號(hào)經(jīng)電纜線直接傳送到液晶面板的輸人接口，TTL(Transistor Transistor Logic)即晶體管-晶體管邏輯，TTL電平信號(hào)由TTL器件產(chǎn)生。TTL器件是數(shù)字集成電路的一大門類，它采用雙極型工藝制造，具有高速度、低功耗和品種多等特點(diǎn)。TTL信號(hào)接口包括但不限于：?jiǎn)温?或單通道)6bit TTL輸出接口，上述的接口電路中，采用單路方式傳輸，每個(gè)基色信號(hào)采用6bit數(shù)據(jù)(R0～R5，G0～G5，B0～B5)。由于基色RGB數(shù)據(jù)為18bit，因此，也稱18位或18bit TTL接口。

TTL信號(hào)接口包括但不限于：雙路6bit TTL輸出接口這種接口電路中，采用雙路方式傳輸，每個(gè)基色信號(hào)采用6bit數(shù)據(jù)(奇路為0RO～OR5，OG0～OG5，OB0～OB5；偶路為BRO～ER5，EG0～EG5，EB0～EB5)。由于基色RGB數(shù)據(jù)為36bit。

TTL信號(hào)接口包括但不限于：?jiǎn)温?bit TTL輸出接口，上述的接口電路中，采用單路方式傳輸，每個(gè)基色信號(hào)采用8bit數(shù)據(jù)(R0～R7，G0～G7，B0～B7)。由于基色RGB數(shù)據(jù)為24bit，因此，也稱24位或24bit TTL接口。

TTL信號(hào)接口包括但不限于：雙路8bit TTL輸出位接口，上述的接口電路中，采用雙路方式傳輸，每個(gè)基色信號(hào)采用8bit數(shù)據(jù)(奇路為OR0～OR7，OG0～0G7，OB0～OB7；偶路為ER0～ER7，EG0～EG7，EB0～EB7)，由于基色RGB數(shù)據(jù)為48bit，因此，也稱48位或48bit TTL接口。

作為本實(shí)施例中的優(yōu)選，可編程控制模塊100還包括：串口轉(zhuǎn)并口單元，用以提供將串口通訊信號(hào)轉(zhuǎn)化為并口通信信號(hào)的接口/芯片。

作為本實(shí)施例中的優(yōu)選，可編程控制模塊100還包括：一拓展I/O接口，一端與微控制器連接，另一端與外部設(shè)備和/或存儲(chǔ)器連接。

本發(fā)明中的可編程控制模塊100，由于包括：上述的PCB基板，在所述PCB基板上安裝有：微控制器、顯示器掃描單元、聲訊提示單元、溫度保護(hù)單元以及時(shí)鐘單元，所述微控制器，用以調(diào)節(jié)、控制上述元器件；所述顯示器掃描單元，用以在顯示屏上動(dòng)態(tài)顯示操作參數(shù)；所述聲訊提示單元，用以進(jìn)行聲音信號(hào)提示；所述溫度保護(hù)單元，用以監(jiān)測(cè)工作時(shí)的溫度；所述時(shí)鐘單元，用以計(jì)時(shí)、斷電保護(hù)；還包括電源管理模塊，用以對(duì)所述可編程控制模塊進(jìn)行供電；還包括通信接口，用以與外部總線通信。通過將通用的元器件集成到一個(gè)PCB基板中，節(jié)省了額外開發(fā)成本，簡(jiǎn)化產(chǎn)品的升級(jí)。

圖9是本發(fā)明具有可編程控制模塊的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖，具有可編程控制模塊的系統(tǒng)，包括：上位機(jī)200，CAN協(xié)議總線300以及所述的可編程控制模塊100，所述上位機(jī)200通過所述CAN協(xié)議總線300與所述可編程控制模塊100連接，所述可編程控制模塊100與CAN協(xié)議總線300連接，用以接收總線通訊信號(hào)，并在所述微控制器中進(jìn)行調(diào)節(jié)、控制，以及通過2條線CAN協(xié)議總線完成CAN組網(wǎng)進(jìn)行分布式網(wǎng)絡(luò)控制；所述可編程控制模塊與一功能模塊400連接，用以執(zhí)行至少一種運(yùn)動(dòng)和/或則開關(guān)量的控制功能；所述功能模塊通過一接口板500與終端設(shè)備600連接，用以與外部接線端子和/或通訊接口建立連接；所述可編程控制模塊還包括一無線傳輸模塊，用以建立無線自組網(wǎng)。通過將通用的元器件集成到一個(gè)可編程控制模塊100的PCB基板中，節(jié)省了額外開發(fā)成本，簡(jiǎn)化產(chǎn)品的升級(jí)。

作為本實(shí)施例中的優(yōu)選，可編程控制模塊100，包括：PCB基板，所述PCB基板上安裝有：微控制器1、顯示器掃描單元5、聲訊提示單元2、溫度保護(hù)單元3以及時(shí)鐘單元4，所述微控制器1，用以調(diào)節(jié)、控制上述元器件；所述顯示器掃描單元5，用以在顯示屏上動(dòng)態(tài)顯示操作參數(shù)；所述聲訊提示單元2，用以進(jìn)行聲音信號(hào)提示；所述溫度保護(hù)單元3，用以監(jiān)測(cè)工作時(shí)的溫度；所述時(shí)鐘單元4，用以計(jì)時(shí)、斷電保護(hù)；還包括一電源管理模塊7，用以對(duì)所述可編程控制模塊進(jìn)行供電；還包括一通信接口6，用以與外部總線通信。

作為本實(shí)施例中的優(yōu)選，通過兩條CAN總線控制可編程控制模塊100。

圖10是控制方法流程示意圖，包括如下步驟：

步驟S0預(yù)處理：配置功能板和接口板；

步驟S1系統(tǒng)自檢檢查顯示電路是否顯示正常，檢查工作電源是否正常，檢查模塊(可編程控制模塊)周邊溫度環(huán)境是否符號(hào)調(diào)節(jié)；即是否有溫度℃的符號(hào)。

步驟S2網(wǎng)絡(luò)檢查檢查CAN通訊是否正常，檢查在線子模塊(多個(gè)可編程控制模塊)是否可以建立握手信息，通過CAN總線發(fā)送全局復(fù)位待命信息；

步驟S3功能檢查，執(zhí)行網(wǎng)絡(luò)上的所有模塊按熱身?xiàng)l件運(yùn)動(dòng)，帶開關(guān)模塊、ADC、編碼器的模塊進(jìn)行反饋檢查，預(yù)先執(zhí)行功能邏輯；比如，執(zhí)行各種算術(shù)運(yùn)算。又比如，執(zhí)行各種邏輯運(yùn)算，并進(jìn)行邏輯測(cè)試，如零值測(cè)試或兩個(gè)值的比較。

步驟S4執(zhí)行邏輯功能運(yùn)行，按用戶程序執(zhí)行輸入輸出控制；

在所述步驟S4包括但不限于，對(duì)一開關(guān)量控制器的信號(hào)采集、開關(guān)量輸出，

配置開關(guān)量采集模式，

在上述開關(guān)量采集模式下，配置開關(guān)量采集功能板和端子接口板，并通過所述端子接口板將信號(hào)引入到所述采集功能板，用以將外部信號(hào)與內(nèi)部信號(hào)通過光電隔離、信號(hào)預(yù)處理、信號(hào)整形，

通過板對(duì)板連接器送至所述可編程控制模塊進(jìn)行邏輯處理。

在所述步驟S4包括但不限于，對(duì)一信號(hào)通訊適配器的控制、信號(hào)處理，

配置通訊適配器模式，

在上述通訊適配器模式下，配置通訊適配器功能板，適配器功能板用以將外部信號(hào)與內(nèi)部信號(hào)的電平轉(zhuǎn)換、通訊安全保護(hù)以及信號(hào)整形的任務(wù)，

信號(hào)經(jīng)過上述預(yù)處理后，通過板對(duì)板連接器與可編程控制模塊對(duì)接，可編程控制模塊內(nèi)的微控制器配合通訊適配器功能板、外部接口板，將內(nèi)外信號(hào)通過端子引入或引出并處理。

在所述步驟S4包括但不限于，對(duì)一馬達(dá)驅(qū)動(dòng)運(yùn)動(dòng)控制器的控制、信號(hào)處理，

可編程控制模塊直接控制馬達(dá)驅(qū)動(dòng)控制器中的電流參數(shù)、方向參數(shù)、轉(zhuǎn)速參數(shù)、保護(hù)數(shù)據(jù)，并對(duì)電機(jī)實(shí)時(shí)控制及監(jiān)控，

在上述馬達(dá)驅(qū)動(dòng)控制器中，設(shè)有DAC數(shù)模轉(zhuǎn)換電路和脈沖整形電路，可編程控制模塊通過I/O口的數(shù)字信號(hào)、板對(duì)板連接器，與馬達(dá)驅(qū)動(dòng)運(yùn)動(dòng)控制器連接，并實(shí)施控制。

在所述步驟S4包括但不限于，對(duì)一人機(jī)對(duì)話界面控制器的控制、信號(hào)處理，

可編程控制模塊作為處理單元，在人機(jī)對(duì)話界面控制器中，用以通過CAN總線的指令與人機(jī)界面、按鍵信號(hào)輸入輸出做中繼處理；

可編程控制模塊通過串口，將顯示器掃描單元的觸控信號(hào)進(jìn)行解析，然后通過總線發(fā)送到其他執(zhí)行器件；

按鍵按下或抬起信號(hào)也將被核心模塊進(jìn)行預(yù)處理并按邏輯要求解析，解析完畢后同樣按功能轉(zhuǎn)換為指令，發(fā)送到其他總線執(zhí)行器件。

步驟S5異常處理，出現(xiàn)異常后按異常邏輯執(zhí)行命令。

請(qǐng)參考圖11和圖12，其中，圖11是本發(fā)明一實(shí)施例中的可編程控制模塊正面結(jié)構(gòu)示意圖，圖12是本發(fā)明一實(shí)施例中的可編程控制模塊背面結(jié)構(gòu)示意圖。

其中，可編程控制模塊，包括：PCB基板，在所述PCB基板上安裝有：微控制器、顯示器掃描單元、聲訊提示單元、溫度保護(hù)單元以及時(shí)鐘單元，所述微控制器，用以調(diào)節(jié)、控制上述元器件；所述顯示器掃描單元，用以在顯示屏上動(dòng)態(tài)顯示操作參數(shù)；所述聲訊提示單元，用以進(jìn)行聲音信號(hào)提示；所述溫度保護(hù)單元，用以監(jiān)測(cè)工作時(shí)的溫度；所述時(shí)鐘單元，用以計(jì)時(shí)、斷電保護(hù)；還包括一電源管理模塊，用以對(duì)所述可編程控制模塊進(jìn)行供電；還包括一通信接口，用以與外部總線通信。在所述PCB基板的正面包括：顯示器掃描處理MCU、串口轉(zhuǎn)并口橫流芯片、溫度傳感器、板對(duì)板連接器(用以實(shí)現(xiàn)與功能板TTL數(shù)據(jù)交換及相關(guān)通訊功能)、主處理器(比如STM8系列的MCU)以及CAN總線收發(fā)芯片。在所述PCB基板的背面包括：數(shù)碼管顯示器接口、TTL無線通訊擴(kuò)展卡、蜂鳴器、紐扣電池、時(shí)鐘芯片、接口板電源/通訊接口、電源管理芯片以及程序下載口和擴(kuò)展I/O口。

雖然本公開以具體結(jié)構(gòu)特征和/或方法動(dòng)作來描述，但是可以理解在所附權(quán)利要求書中限定的本公開并不必然限于上述具體特征或動(dòng)作。而是，上述具體特征和動(dòng)作僅公開為實(shí)施權(quán)利要求的示例形式。