專利名稱：數(shù)字電子控制單元的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于控制例如洗衣機(jī)，電冰箱，洗碗機(jī)，電子爐等類似的家用及商用器具功能的具有基于實(shí)時(shí)時(shí)鐘控制，遙控和聯(lián)網(wǎng)能力的數(shù)字電子控制單元。
背景技術(shù)：
許多用于工業(yè)或商業(yè)應(yīng)用中的現(xiàn)代控制系統(tǒng)具有以下特性1〕基于實(shí)時(shí)時(shí)鐘(日期)的控制動(dòng)作。
2〕將各種裝置聯(lián)網(wǎng)以便于共享資源或數(shù)據(jù)，并從而能夠通過(guò)網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程使用一裝置。
3〕使用手持遠(yuǎn)程控制裝置來(lái)實(shí)施遠(yuǎn)程控制。
在控制系統(tǒng)中計(jì)算機(jī)的利用進(jìn)一步增大了對(duì)這種交互通訊的需求。同時(shí)，互聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展以及其快速擴(kuò)展進(jìn)入到辦公室和家庭中，從而向在不遠(yuǎn)將來(lái)成為“網(wǎng)絡(luò)社會(huì)”的發(fā)展也會(huì)產(chǎn)生將各個(gè)部分聯(lián)網(wǎng)起來(lái)的需求。上述發(fā)展導(dǎo)致了以下需求即使家庭中的普通設(shè)備也要具有通訊能力。因此希望家用器具也要具備這種性能。
在大部分具有這種性能的設(shè)備設(shè)計(jì)中都采用了微機(jī)或微控制器，并將其作為控制的關(guān)鍵部件。盡管這種方法也很好，但這種方法在許多應(yīng)用中還不是成本效益比最低或最有效的。特別是，對(duì)成本敏感的、應(yīng)用廣泛的家電當(dāng)使用微控制器時(shí)需要例如AC電源開(kāi)關(guān)裝置等具體的接口電路，這樣還需要其他硬件。而所需的其他硬件將會(huì)很容易十分明顯地增加器具控制部分的成本和體積。具體定制硬件可以提供較好的解決方法，但是現(xiàn)有的這種定制硬件的設(shè)計(jì)對(duì)于某個(gè)具體器具來(lái)說(shuō)都非常專業(yè)。因此各種器具產(chǎn)品需要有其自己的定制硬件的專用設(shè)計(jì)。
最希望的解決方案是提供一種適合于整個(gè)家電領(lǐng)域，可以為各種具體產(chǎn)品所采用的專用設(shè)計(jì)的硬件。這種設(shè)計(jì)將使基于微處理器的設(shè)計(jì)具有更大的靈活性，還可滿足低成本小體積的要求。
本發(fā)明的目的是提供一種用于家用和商用器具的靈活的數(shù)字電子控制單元，這種控制單元具有實(shí)時(shí)控制、遙控和聯(lián)網(wǎng)的特性。
為了達(dá)到所述目的，本發(fā)明所提供的數(shù)字電子控制單元具有以下特征多個(gè)傳感器驅(qū)動(dòng)電路，其中每個(gè)電路驅(qū)動(dòng)一個(gè)外部傳感元件，所述傳感元件可將所檢測(cè)到的參數(shù)轉(zhuǎn)換成電子信號(hào)，一個(gè)模擬多路轉(zhuǎn)接器，該轉(zhuǎn)接器用于接收來(lái)自各個(gè)外部傳感元件的信號(hào)，并有選擇地將各個(gè)信號(hào)傳輸?shù)狡湎鄳?yīng)的輸出端，一個(gè)與所述模擬多路轉(zhuǎn)接器的輸出端相連接的模數(shù)轉(zhuǎn)換器，該模數(shù)轉(zhuǎn)換器將多路轉(zhuǎn)接器的輸出信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字形式，一個(gè)與所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器的輸出端相連接的線性靈敏度及偏移校正電路，該電路根據(jù)存儲(chǔ)在非易失性存儲(chǔ)器中的傳感器校正數(shù)據(jù)對(duì)從模數(shù)轉(zhuǎn)換器所接收到的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行校正，一個(gè)中央控制單元，用于接收來(lái)自所述線性偏移及靈敏度校正電路的經(jīng)校正的輸出信號(hào)，并產(chǎn)生器具工作所需的控制信號(hào)，還可根據(jù)非易失性存儲(chǔ)器所提供的控制數(shù)據(jù)產(chǎn)生用于控制所述模擬多路轉(zhuǎn)接器的選擇信號(hào)，一個(gè)與所述中央控制單元的輸出相連接以消除其中的偽輸出信號(hào)的數(shù)字噪聲濾波器，一個(gè)與所述數(shù)字噪聲濾波器的輸出相連接的數(shù)字分路器，該分路器受所述中央控制單元的控制，以選擇出來(lái)自所述數(shù)字噪聲濾波器的輸入將要連接到的輸出通道，多個(gè)控制鎖存器，每個(gè)鎖存器與所述數(shù)字分路器的輸出相連接，用于存儲(chǔ)從分路器所接收到的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)并激勵(lì)為了校正所檢測(cè)到的參數(shù)所需的器具的相應(yīng)部分，一個(gè)非易失性存儲(chǔ)器，該存儲(chǔ)器用于存儲(chǔ)用于使所述中央控制單元、線性靈敏度及偏移校正電路、輸出驅(qū)動(dòng)及保護(hù)電路工作所需的數(shù)據(jù)和控制參數(shù)，一個(gè)用于提供數(shù)字電子控制單元中所需電路工作所必需的定時(shí)信號(hào)的時(shí)鐘振蕩器，所述中央控制單元的輸入端還與至少一個(gè)下述的器件相連接一個(gè)提供日期數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)時(shí)鐘，一個(gè)可使器具接收用戶輸入且可對(duì)來(lái)自一遙控裝置的用戶輸入信號(hào)產(chǎn)生響應(yīng)的遙控接口單元，一個(gè)可實(shí)現(xiàn)數(shù)字控制單元和其他設(shè)備之間的雙向數(shù)據(jù)交換的網(wǎng)絡(luò)接口單元。
所述遙控接口單元是一個(gè)紅外或超聲或射頻遙控接口單元。
所述網(wǎng)絡(luò)接口單元可用于以傳輸控制協(xié)議/網(wǎng)間協(xié)議(TCP/IP)為基礎(chǔ)的例如互聯(lián)網(wǎng)連接等網(wǎng)絡(luò)。
所述網(wǎng)絡(luò)接口單元可用于以控制器區(qū)域網(wǎng)絡(luò)(CAN)為基礎(chǔ)的網(wǎng)絡(luò)中。
所述傳感元件是線性或非線性傳感器。
所述中央控制單元和所述線性偏移及靈敏度校正電路是數(shù)字邏輯電路。
各個(gè)所述控制鎖存器的輸出與一個(gè)輸出驅(qū)動(dòng)及保護(hù)電路相連接，以驅(qū)動(dòng)一個(gè)開(kāi)關(guān)裝置從而激勵(lì)校正檢測(cè)到的參數(shù)所需的器具相應(yīng)部分。
為了提供用戶確定的輸入以及選擇確定所希望得到的控制參數(shù)值，將多個(gè)用戶輸入裝置通過(guò)所述模擬多路轉(zhuǎn)接器、模數(shù)轉(zhuǎn)換器、和線性偏移及靈敏度校正電路連接到所述中央控制單元上。
用戶變量裝置為電位計(jì)或開(kāi)關(guān)。
一個(gè)顯示驅(qū)動(dòng)單元與所述中央控制單元的輸出相連接，用于選擇性地將檢測(cè)到的參數(shù)或來(lái)自用戶輸入裝置的用戶數(shù)值顯示在一個(gè)外部顯示裝置上。
一個(gè)音頻驅(qū)動(dòng)單元與所述中央控制單元的輸出相連接，用于通過(guò)利用一個(gè)外部音頻傳感器而產(chǎn)生引起用戶注意的音頻信號(hào)。
用于為數(shù)字電子控制單元提供能量的電源中包含有一個(gè)低損耗電容式壓降電路、一個(gè)電壓鉗位元件、一個(gè)整流及濾波電路，以形成所需的DC電壓。
包含有實(shí)時(shí)時(shí)鐘、遙控接口單元和網(wǎng)絡(luò)接口單元但不包含電源、外部傳感元件、用戶變量裝置和外部開(kāi)關(guān)裝置的整個(gè)數(shù)字電子控制電路構(gòu)成一個(gè)特制的專用集成電路(ASIC)來(lái)提供一種微型且成本效益低的控制部件。為了提供更大的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)容量，所述ASIC中也不包含非易失性存儲(chǔ)器，但其中包含有一個(gè)用于與外部非易失性存儲(chǔ)器相連接的內(nèi)存接口模塊。
輸出驅(qū)動(dòng)及保護(hù)電路包含一個(gè)熱保護(hù)電路、一個(gè)過(guò)電流保護(hù)電路、過(guò)電壓保護(hù)電路和一個(gè)用于在初始開(kāi)機(jī)過(guò)程可以有效降低負(fù)載啟動(dòng)電壓的軟啟動(dòng)電路。
時(shí)鐘振蕩器的頻率范圍為32KHZ-25MHz，最好為4MHz。
一個(gè)實(shí)施例中的網(wǎng)絡(luò)接口單元用于與例如互聯(lián)網(wǎng)等以TCP/IP為基礎(chǔ)的網(wǎng)絡(luò)相連接。
在另一個(gè)實(shí)施例中，網(wǎng)絡(luò)接口單元設(shè)計(jì)用于與一個(gè)ControllerArea Network(CAN)系統(tǒng)相連接。
而在另一個(gè)實(shí)施例中，網(wǎng)絡(luò)接口單元設(shè)計(jì)用于與電纜網(wǎng)絡(luò)相連接。
我們的在審查中的第PCT/IN99/00029號(hào)PCT申請(qǐng)中也描述了一種數(shù)字電子控制單元。但本申請(qǐng)中所涉及到的具有聯(lián)網(wǎng)、遙控和利用實(shí)時(shí)時(shí)鐘而可以實(shí)現(xiàn)基于日期控制功能的設(shè)備在前述在審查中的申請(qǐng)中沒(méi)有記載。
下面將參照相關(guān)附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述附

圖1表示的是本發(fā)明中所述的包含實(shí)時(shí)時(shí)鐘，遠(yuǎn)程控制接口和網(wǎng)絡(luò)接口的數(shù)字電子控制單元，該控制單元中還利用了電位計(jì)來(lái)提供用戶變量輸入。
附圖2表示的是利用開(kāi)關(guān)來(lái)提供用戶變量輸入的本發(fā)明中所述的另一個(gè)實(shí)施例。
附圖3所表示的實(shí)施例中，包含有實(shí)時(shí)時(shí)鐘、遙控接口單元和網(wǎng)絡(luò)接口單元但不包含電源、外部傳感元件、用戶變量器件和外部開(kāi)關(guān)裝置的整個(gè)數(shù)字電子控制電路構(gòu)成一個(gè)專用集成電路(ASIC)。
附圖4表示采用ASIC的另一個(gè)實(shí)施例，其中非易失性存儲(chǔ)器也處在ASIC外部，以便于可以利用更大容量的非易失性存儲(chǔ)器。
附圖5表示輸出驅(qū)動(dòng)及保護(hù)電路的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。
附圖6表示用于為電子控制單元供電的無(wú)變壓器式電源。
附圖7表示應(yīng)用在洗衣機(jī)中的電子控制單元。
附圖8表示應(yīng)用在冰箱中的電子控制單元。
在所示附圖中，附圖標(biāo)記(1a-1d)表示的是外部傳感元件。傳感驅(qū)動(dòng)電路(2a-2d)用于為傳感器提供偏置信號(hào)。模擬多路轉(zhuǎn)接器(3)根據(jù)來(lái)自中央控制單元(6)的選擇數(shù)據(jù)從某個(gè)傳感元件中選取信號(hào)，之后通過(guò)模數(shù)轉(zhuǎn)換器(4)將所選信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)。輸出的數(shù)字信號(hào)接著通過(guò)線性靈敏度及偏移校正電路(5)以對(duì)傳感器線性、偏移和靈敏度進(jìn)行調(diào)整，其中所述線性靈敏度及偏移校正電路所接收的數(shù)字形式的校正系數(shù)數(shù)據(jù)來(lái)自非易失性存儲(chǔ)器(17)。經(jīng)校正的數(shù)字輸出信號(hào)被傳送到中央控制單元(6)中存儲(chǔ)起來(lái)。利用外部電位計(jì)(12a-12c)來(lái)接收用戶輸入，中央控制單元(6)再利用所接收到的用戶輸入及所存儲(chǔ)的來(lái)自線性靈敏度及偏移校正電路(5)的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)來(lái)產(chǎn)生用于校正所檢測(cè)到參數(shù)的控制信號(hào)。所產(chǎn)生的控制信號(hào)接著通過(guò)數(shù)字濾波器(7)以除去其中噪音，之后將該控制信號(hào)作為數(shù)字分路器(8)的輸入信號(hào)，該分路器在中央控制單元(6)的控制下將控制信號(hào)按規(guī)定路線發(fā)送到某一個(gè)控制鎖存器(9a-9f)中去。每個(gè)控制鎖存器的輸出將被連接到一個(gè)輸出驅(qū)動(dòng)及保護(hù)電路(10a-1Of)中。每個(gè)輸出驅(qū)動(dòng)及保護(hù)電路將會(huì)驅(qū)動(dòng)一個(gè)外部開(kāi)關(guān)裝置(11a-11f)，以激勵(lì)器具的相關(guān)部分去校正所檢測(cè)到的參數(shù)。中央控制單元(6)還驅(qū)動(dòng)一個(gè)顯示驅(qū)動(dòng)單元(13)，以便于將用戶輸入或檢測(cè)到的參數(shù)顯示在一個(gè)外部顯示單元(14)上，中央控制單元還驅(qū)動(dòng)一個(gè)用于通過(guò)一個(gè)外部音頻轉(zhuǎn)換器(16)來(lái)提供音頻輸出的音頻驅(qū)動(dòng)單元(15)。中央控制單元(6)接收來(lái)自實(shí)時(shí)時(shí)鐘單元(C)的日期數(shù)據(jù)，其中所述實(shí)時(shí)時(shí)鐘單元可使中央控制單元實(shí)施基于日期要求的控制動(dòng)作。與所述中央控制單元(6)相連接的遠(yuǎn)程控制接口單元(R)還可使器具具備接收來(lái)自手持遠(yuǎn)程控制單元的遠(yuǎn)程用戶輸入數(shù)據(jù)的性能。網(wǎng)絡(luò)接口單元(N)將所述中央控制單元(6)連接到其他類似的數(shù)字控制單元或例如計(jì)算機(jī)等的其他外部設(shè)備上，這樣就可實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中不同設(shè)備之間的數(shù)據(jù)交換了。時(shí)鐘電路(18)和非易失性存儲(chǔ)器(17)被連接到所示電路中的不同節(jié)點(diǎn)上。
在附圖2所示實(shí)施例中，用戶變量輸入來(lái)自外部開(kāi)關(guān)(20a-20c)而不是來(lái)自電位計(jì)。
在附圖3所表示的電子控制單元實(shí)施例中，包含有實(shí)時(shí)時(shí)鐘，遠(yuǎn)程控制接口單元和網(wǎng)絡(luò)接口單元，而沒(méi)有包含以專用集成電路(ASIC)(21)形式出現(xiàn)的可提供既微型成本效益又合適的外部模塊(1a-1d),(11a-11f),(12a-12c),(14),(16),(19)，和(20a-20c)。
附圖4表示的是另一個(gè)利用了ASIC(22)的實(shí)施例，其中非易失性存儲(chǔ)器處在ASIC的外部，以便于提供更大的存儲(chǔ)容量。在ASIC中還提供有一個(gè)用于連接非易失性存儲(chǔ)器(24)的非易失性存儲(chǔ)器接口模塊(23)。
附圖5表示的是各個(gè)輸出驅(qū)動(dòng)及保護(hù)電路的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。各個(gè)輸出驅(qū)動(dòng)及保護(hù)電路內(nèi)的過(guò)流保護(hù)(25)，過(guò)熱保護(hù)(26)及過(guò)壓保護(hù)(27)電路對(duì)各個(gè)外部開(kāi)關(guān)裝置(11a-11f)輸出端的電子狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)和限制，并在發(fā)生過(guò)載現(xiàn)象時(shí)可切斷對(duì)開(kāi)關(guān)裝置的驅(qū)動(dòng)。另外采用軟啟動(dòng)驅(qū)動(dòng)電路(28)就可提供一種梯度啟動(dòng)驅(qū)動(dòng)信號(hào)，以便于使施加在外部開(kāi)關(guān)裝置(11a-11f)上的應(yīng)力及負(fù)載(器具)最小化。
附圖6中表示的是用來(lái)為數(shù)字電子控制單元提供能量的2至8伏無(wú)變壓器式電源(29)。一個(gè)電容式壓降電路(30)和一個(gè)電壓鉗位穩(wěn)壓二極管(31)可以將輸入的高電壓A.C.降低到一個(gè)較低數(shù)值。降低后的a.c.電壓接著經(jīng)過(guò)二極管(32)進(jìn)行整流和濾波，接著又經(jīng)電容(33)濾波而形成供給電路能量的低電壓d.c.電源。
附圖7表示的是一種應(yīng)用在洗衣機(jī)(34)中的電子控制單元。設(shè)置在洗衣桶內(nèi)的水位傳感元件(35)檢測(cè)桶中的水位，設(shè)置在洗衣桶內(nèi)的溫度傳感元件(36)檢測(cè)水的溫度。設(shè)置在洗衣劑供給盒中的洗衣劑數(shù)值傳感元件(37)檢測(cè)洗衣劑供給量。電子控制單元(45)根據(jù)所接收到的來(lái)自各種檢測(cè)元件以及來(lái)自用戶設(shè)置鍵(44)的信號(hào)對(duì)進(jìn)水閥(38)，加熱線圈(39)，洗衣劑填加閥(40)，振蕩電機(jī)(41)，反向電機(jī)開(kāi)關(guān)(42)和排水閥(43)實(shí)施控制。狀態(tài)及用戶設(shè)置都可顯示在機(jī)器的用戶接口板(46)上，當(dāng)需要時(shí)單元(47)還可發(fā)出報(bào)警信號(hào)。也可使用手持搖控單元(RC)來(lái)實(shí)現(xiàn)用戶設(shè)置以及遠(yuǎn)程接收狀態(tài)信息。設(shè)在洗衣機(jī)前板上的實(shí)時(shí)時(shí)鐘可以顯示日期信息，還可被用來(lái)設(shè)置例如在所設(shè)時(shí)間打開(kāi)或關(guān)閉洗衣機(jī)等等控制操作。網(wǎng)絡(luò)(NW)可將洗衣機(jī)與家庭中的其他器具及家用計(jì)算機(jī)(圖中未示出)連接起來(lái)，這樣便可實(shí)現(xiàn)來(lái)自家庭內(nèi)的計(jì)算機(jī)控制操作。
附圖8表示的是應(yīng)用在冰箱(48)中的電子控制單元。設(shè)置在冰箱隔間內(nèi)的溫度傳感元件(49)檢測(cè)冷卻螺管附近的溫度，另一個(gè)設(shè)置在主隔間內(nèi)的溫度傳感元件(51)檢測(cè)那個(gè)隔間內(nèi)的溫度，而第三個(gè)溫度傳感元件(52)檢測(cè)壓縮腔內(nèi)的溫度。設(shè)置在門框上的門開(kāi)關(guān)(53)檢測(cè)冰箱門的開(kāi)關(guān)狀態(tài)。數(shù)字電子控制單元(54)接收來(lái)自各個(gè)檢測(cè)元件的信號(hào)，并根據(jù)所接收到的來(lái)自各個(gè)檢測(cè)元件和開(kāi)關(guān)的信號(hào)對(duì)壓縮機(jī)單元(55)，循環(huán)風(fēng)扇(56)，冰箱燈(57)和開(kāi)門報(bào)警器(58)實(shí)施操作。另外，設(shè)在前面板(FP)上的實(shí)時(shí)時(shí)鐘(RCL)顯示器可以顯示日期信息，還可以以預(yù)定時(shí)間實(shí)施控制操作。設(shè)置在數(shù)字電子控制單元(NET)中的網(wǎng)絡(luò)接口還可以將冰箱連接到家庭網(wǎng)絡(luò)(NET)中去，所述家庭網(wǎng)絡(luò)將各種器具和一個(gè)用于實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)和控制的中央家庭計(jì)算機(jī)(圖中未示出)連接了起來(lái)。
工作過(guò)程傳感元件(1a-1d)(可以為線性或非線性傳感器)受傳感驅(qū)動(dòng)電路(2a-2d)的驅(qū)動(dòng)且能產(chǎn)生相應(yīng)于檢測(cè)參數(shù)的模擬電壓信號(hào)。該模擬電壓信號(hào)作為模擬多路轉(zhuǎn)接器(3)的輸入。模擬多路轉(zhuǎn)接器(3)在來(lái)自中央控制單元(6)的通道選擇信號(hào)的控制下將來(lái)自某個(gè)傳感元件的信號(hào)輸出給模數(shù)轉(zhuǎn)換器(4)。模數(shù)轉(zhuǎn)換器(4)產(chǎn)生的數(shù)字輸出信號(hào)等效于作為其輸入的模擬電壓信號(hào)。線性靈敏度及偏移校正電路(5)接收與來(lái)自所選擇傳感元件的信號(hào)相對(duì)應(yīng)的數(shù)字輸出信號(hào)，并根據(jù)在產(chǎn)生數(shù)字電子控制單元時(shí)存儲(chǔ)在非易失性存儲(chǔ)器(17)內(nèi)的數(shù)據(jù)對(duì)傳感元件輸出中的線性偏移和靈敏度偏差進(jìn)行校正。這樣就形成了一個(gè)經(jīng)校正的數(shù)字檢測(cè)參數(shù)值。中央控制單元和線性靈敏度及偏移校正電路都是數(shù)字邏輯電路。
經(jīng)檢測(cè)的參數(shù)值存儲(chǔ)在接收來(lái)自各個(gè)傳感元件數(shù)值的中央控制單元(6)中。另外，中央控制單元(6)還接收來(lái)自電位計(jì)(12a-12c)或開(kāi)關(guān)(20a-20c)的用戶操作輸入信號(hào)。中央控制單元(6)按照由非易失性存儲(chǔ)器(17)所提供的控制數(shù)字對(duì)輸入值和存儲(chǔ)參數(shù)值進(jìn)行處理。經(jīng)中央控制單元(6)處理的輸出信號(hào)均為數(shù)字值形式，該數(shù)字信號(hào)與確定輸出路徑的選擇信號(hào)一起作為分路器的輸入信號(hào)。中央控制單元的評(píng)估程序針對(duì)分路器的每個(gè)輸出以某種重復(fù)方式進(jìn)行重復(fù)。
另外，中央控制單元(6)還可按照非易失性存儲(chǔ)器(17)所提供的控制數(shù)據(jù)輸出用于驅(qū)動(dòng)顯示驅(qū)動(dòng)單元(13)和音頻驅(qū)動(dòng)單元(15)的數(shù)字信號(hào)。
分路器的輸出信號(hào)存儲(chǔ)在根據(jù)中央控制單元(6)所產(chǎn)生的選擇控制信號(hào)而確定的某個(gè)控制鎖存器(9a-9f)中，分路器的輸出信號(hào)也用于允許/禁止相應(yīng)的輸出驅(qū)動(dòng)及保護(hù)電路(10a-10f)工作。當(dāng)各個(gè)輸出驅(qū)動(dòng)及保護(hù)電路(10a-10f)受到與其相應(yīng)的控制鎖存器(9a-9f)的啟動(dòng)時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)用于激勵(lì)器具的相關(guān)部分以校正所檢測(cè)到參數(shù)的外部開(kāi)關(guān)裝置(11a-11f)所需要的信號(hào)。輸出驅(qū)動(dòng)及保護(hù)電路(10a-10f)還對(duì)負(fù)載狀態(tài)進(jìn)行連續(xù)檢測(cè)，且當(dāng)發(fā)生過(guò)載現(xiàn)象時(shí)就會(huì)去掉對(duì)外部開(kāi)關(guān)裝置(11a-11f)所施加的驅(qū)動(dòng)。
實(shí)時(shí)時(shí)鐘單元(C)為中央控制單元(6)提供用于實(shí)現(xiàn)基于日期值的控制動(dòng)作的日期輸入信號(hào)。與所述中央控制單元(6)相連接的遙控接口單元(R)以及可以為紅外、超聲或射頻遙控收發(fā)器等的手持遙控裝置的應(yīng)用使得用戶可以從遠(yuǎn)處，而不是必須從數(shù)字控制單元的前面板處輸入數(shù)據(jù)。與所述中央控制單元(6)相連接的網(wǎng)絡(luò)接口單元(N)便于實(shí)現(xiàn)該數(shù)字控制單元與例如其他類似數(shù)字控制單元或計(jì)算機(jī)之間的連接和信息交換。
基于32KHz-25MHz頻率石英晶振的時(shí)鐘電路(16)可產(chǎn)生所有的各個(gè)電路模塊運(yùn)作所需要的時(shí)間信號(hào)。電源(18)可以為電子控制單元中的各個(gè)電路塊提供所需要的電壓及電流。
在審查中的第()號(hào)PCT申請(qǐng)中也描述了一種數(shù)字電子控制單元。但本申請(qǐng)中所涉及到的具有聯(lián)網(wǎng)、遙控和利用實(shí)時(shí)時(shí)鐘而可以實(shí)現(xiàn)基于日期控制功能的設(shè)備在前述在審查中的申請(qǐng)中沒(méi)有記載。
權(quán)利要求
1.一種數(shù)字電子控制單元，具有以下特征多個(gè)傳感器驅(qū)動(dòng)電路，其中每個(gè)電路驅(qū)動(dòng)一個(gè)外部傳感元件，所述傳感元件可將所檢測(cè)到的參數(shù)轉(zhuǎn)換成電子信號(hào)，一個(gè)模擬多路轉(zhuǎn)接器，該轉(zhuǎn)接器用于接收來(lái)自各個(gè)外部傳感元件的信號(hào)并有選擇地將各個(gè)信號(hào)傳輸?shù)狡湎鄳?yīng)的輸出端，一個(gè)與所述模擬多路轉(zhuǎn)接器的輸出端相連接的模數(shù)轉(zhuǎn)換器，該模數(shù)轉(zhuǎn)換器將多路轉(zhuǎn)接器的輸出信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字形式，一個(gè)與所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器的輸出端相連接的線性靈敏度及偏移校正電路，該電路根據(jù)存儲(chǔ)在非易失性存儲(chǔ)器中的傳感器校正數(shù)據(jù)對(duì)從模數(shù)轉(zhuǎn)換器所接收到的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行校正，一個(gè)中央控制單元，用于接收來(lái)自所述線性偏移及靈敏度校正電路的經(jīng)校正的輸出信號(hào)，并產(chǎn)生器具工作所需的控制信號(hào)，還可根據(jù)非易失性存儲(chǔ)器所提供的控制數(shù)據(jù)產(chǎn)生用于控制所述模擬多路轉(zhuǎn)接器的選擇信號(hào)，一個(gè)與所述中央控制單元的輸出相連接以消除其中的偽輸出信號(hào)的數(shù)字噪聲濾波器，一個(gè)與所述數(shù)字噪聲濾波器的輸出相連接的數(shù)字分路器，該分路器受所述中央控制單元的控制，以選擇出來(lái)自所述數(shù)字噪聲濾波器的輸入將要連接到的輸出通道，多個(gè)控制鎖存器，每個(gè)鎖存器與所述數(shù)字分路器的輸出相連接，用于存儲(chǔ)從分路器所接收到的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)并激勵(lì)為了校正所檢測(cè)到的參數(shù)而所需的器具的相應(yīng)部分，一個(gè)非易失性存儲(chǔ)器，該存儲(chǔ)器用于存儲(chǔ)用于使所述中央控制單元、線性靈敏度及偏移校正電路、輸出驅(qū)動(dòng)及保護(hù)電路工作所需的數(shù)據(jù)和控制參數(shù)，一個(gè)用于提供數(shù)字電子控制單元中所需電路工作所必需的定時(shí)信號(hào)的時(shí)鐘振蕩器，所述中央控制單元的輸入端還與至少一個(gè)下述的器件相連接一個(gè)提供日期數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)時(shí)鐘，一個(gè)可使器具接收用戶輸入且可對(duì)來(lái)自一遙控裝置的用戶輸入信號(hào)產(chǎn)生響應(yīng)的遙控接口單元，一個(gè)可實(shí)現(xiàn)數(shù)字控制單元和其他設(shè)備之間的雙向數(shù)據(jù)交換的網(wǎng)絡(luò)接口單元。
2.如權(quán)利要求1所述的數(shù)字電子控制單元，其特征在于所述遙控接口單元是一個(gè)紅外或超聲或射頻遙控接口單元。
3.如權(quán)利要求1所述的數(shù)字電子控制單元，其特征在于所述遙控接口單元是一個(gè)射頻遙控接口單元。
4.如權(quán)利要求1所述的數(shù)字電子控制單元，其特征在于所述遙控接口單元是一個(gè)超聲遙控接口單元。
5.如權(quán)利要求1所述數(shù)字電子控制單元，其特征在于所述網(wǎng)絡(luò)接口單元可用于與以傳輸控制協(xié)議/網(wǎng)間協(xié)議(TCP/IP)為基礎(chǔ)的例如互聯(lián)網(wǎng)等網(wǎng)絡(luò)相連接。
6.如權(quán)利要求1所述數(shù)字電子控制單元，其特征在于所述網(wǎng)絡(luò)接口單元可用于以Controller AreaNetwork(CAN)為基礎(chǔ)的網(wǎng)絡(luò)中。
7.如權(quán)利要求1所述數(shù)字電子控制單元，其特征在于所述網(wǎng)絡(luò)接口單元可用于電纜網(wǎng)絡(luò)中。
8.如權(quán)利要求1所述數(shù)字電子控制單元，其特征在于所述傳感元件是線性或非線性傳感器。
9.如權(quán)利要求1所述數(shù)字電子控制單元，其特征在于所述中央控制單元和所述線性偏移及靈敏度校正電路是數(shù)字邏輯電路。
10.如權(quán)利要求1所述數(shù)字電子控制單元，其特征在于各個(gè)所述控制鎖存器的輸出與一個(gè)輸出驅(qū)動(dòng)及電路相連接，以驅(qū)動(dòng)一個(gè)開(kāi)關(guān)裝置來(lái)激勵(lì)校正檢測(cè)到參數(shù)所需的器具相應(yīng)部分。
11.如權(quán)利要求1所述數(shù)字電子控制單元，其特征在于為了提供用戶確定的輸入以及選擇確定所希望得到的控制參數(shù)值，將多個(gè)用戶輸入裝置通過(guò)所述模擬多路轉(zhuǎn)接器、模數(shù)轉(zhuǎn)換器、和線性偏移及靈敏度校正電路連接到所述中央控制單元。
12.如權(quán)利要求1所述數(shù)字電子控制單元，其特征在于用戶變量裝置為電位計(jì)或開(kāi)關(guān)。
13.如權(quán)利要求1所述數(shù)字電子控制單元，其特征在于一個(gè)顯示驅(qū)動(dòng)單元與所述中央控制單元的輸出相連接，用于選擇性地將檢測(cè)到的參數(shù)或來(lái)自用戶輸入裝置的用戶數(shù)值顯示在一個(gè)外部顯示裝置上。
14.如權(quán)利要求1所述數(shù)字電子控制單元，其特征在于一個(gè)音頻驅(qū)動(dòng)單元與所述中央控制單元的輸出相連接，用于通過(guò)利用一個(gè)外部音頻傳感器而產(chǎn)生引起用戶注意的音頻信號(hào)。
15.如權(quán)利要求1所述數(shù)字電子控制單元，其特征在于用于為數(shù)字電子控制單元提供能量的電源中包含有一個(gè)低損耗電容式壓降電路、一個(gè)電壓鉗位元件、一個(gè)整流及濾波電路以形成所需的DC電壓。
16.如權(quán)利要求1所述數(shù)字電子控制單元，其特征在于包含有實(shí)時(shí)時(shí)鐘、遙控接口單元和網(wǎng)絡(luò)接口單元但不包含電源、外部傳感元件、用戶變量器件和外部開(kāi)關(guān)裝置的整個(gè)數(shù)字電子控制電路構(gòu)成一個(gè)專用集成電路(ASIC)，以提供一種微型且成本效益低的控制部件。
17.如權(quán)利要求16所述數(shù)字電子控制單元，其特征在于為了提供更大的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)容量所述ASIC中不包含非易失性存儲(chǔ)器，但其中包含有一個(gè)用于與非易失性存儲(chǔ)器相連接的內(nèi)存接口模塊。
18.如權(quán)利要求1所述數(shù)字電子控制單元，其特征在于輸出驅(qū)動(dòng)及保護(hù)電路包含一個(gè)熱保護(hù)電路、一個(gè)過(guò)電流保護(hù)、過(guò)電壓保護(hù)電路和一個(gè)用于在初始開(kāi)機(jī)過(guò)程可以有效降低負(fù)載啟動(dòng)電壓的軟啟動(dòng)電路。
19.如權(quán)利要求1所述數(shù)字電子控制單元，其特征在于時(shí)鐘振蕩器的頻率范圍為32KHZ-25MHz。
20.如權(quán)利要求19所述數(shù)字電子控制單元，其特征在于時(shí)鐘振蕩器的頻率最好為4MHz。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于控制家用和商用器具的數(shù)字電子控制單元，該單元包含多個(gè)線性和非線性傳感器(2a－2d)、模擬多路轉(zhuǎn)接器(3)、模數(shù)轉(zhuǎn)換器(4)、線性偏移及靈敏度校正電路(5)、中央控制單元(6)、數(shù)字噪聲濾光器(7)、數(shù)字分路器(8)、控制鎖存器(9a－9f)和非易失性存儲(chǔ)器(17)。所述數(shù)字電子控制單元在所述中央控制單元輸入處還包含至少一個(gè)下述結(jié)構(gòu)實(shí)時(shí)時(shí)鐘(C)、遙控接口(R)、網(wǎng)絡(luò)接口(N)。采用專用集成電路(ASIC)的方式來(lái)實(shí)施本發(fā)明中所述控制單元可以獲得一種微型且成本效益低的控制部件。
文檔編號(hào)D06F33/02GK1318162SQ99811001
公開(kāi)日2001年10月17日 申請(qǐng)日期1999年7月16日 優(yōu)先權(quán)日1999年7月16日
發(fā)明者R·巴特納格爾 申請(qǐng)人:瓦蘇技術(shù)有限公司