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一种工业显示屏的设计

--一种工业显示屏的设计

供稿:工控网 2010/2/4 11:13:00

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  • 关键词: 工业显示屏 炼焦
  • 摘要:在炼焦生产过程中,多台作业机车按照给定的生产计划,相互配合进行工作,笔者设计了炼焦生产作业机车自动化控制系统。

      在炼焦生产过程中,多台作业机车按照给定的生产计划,相互配合进行工作,笔者设计了炼焦生产作业机车自动化控制系统。
    为了帮助车上操作人员正确、准时进行操作,防止误操作或各机车相互配合不当造成事故,炼焦控制系统中设计了一种工业显示屏。显示屏用数码管和指示灯显示:当前本车的生产任务,执行任务的时间以及实际时间,当前其它相关作业机车的位置、工作状态以及允许工作条件;显示屏用语音进行作业提示、工作状态通报、报警。图1为工作中的显示屏,数码管用L表示,指示灯用D表示。

1 总体电路结构
    显示屏总体电路框图如图2。单片机AT89C51作为电路核心,AT89C51串行口接收中央控制室主控计算机发来串行数据,由此控制显示的内容和发出相应的语音。AT89C51内部定时器Tl作为波特率发生器,TO用作定时。为了和车上PLC通信接口一致,显示屏采用RS一485串行通信标准,用MAX485作为通信接口。

为了防止系统出现死机现象,采用MAX813芯片实现“看门狗”功能。MAX813第6脚WDI接至AT89C51的P2.4,程序中每隔一定的时间执行一条CPL,P2.4指令,即不断地向MAX8l3的WDI脚发出脉冲信号进行“喂食”,一旦AT89C51出现“死锁”时,不可能再执行CPL P2.4,MAX813的计数器溢出,控制RESET引脚向AT89C51输出一个复位信号,使AT89C51复位。


2 显示电路设计
    显示电路设计采用SPI接口的显示驱动电路芯片MCl4489。SPI总线是一个同步串行外设接口,只需3~4根数据线和控制线即可实现与具有SPI总线接口功能的I/O器件进行接口,因此,可以简化电路设计,节省器件。
2.1 MCl4489介绍
    MCl4489是Motorola公司生产的一种高集成度的显示驱动器,集锁存、译码、驱动、扫描、时钟于一体,采用动态扫描方式驱动共阴极LED数码管或独立的LED指示灯,且亮度可程控为全亮或半亮。一片MCl4489可直接驱动5个显示单元,1个显示单元可以是1个数码管或4个独立的LED指示灯。
    (1)MCl4489引脚功能
    MCl4489其引脚排列如图3,引脚功能如下。
    Bl~B5(BANKl~5):显示位驱动端,低电平有效。MCl4489采用B1~B5依次有效的动态扫描方式驱动5个显示单元,B5为最高位驱动端。
    a~h:数码管显示段驱动端。驱动数码管时,a~g分别驱动数码管的a~g字段,h驱动小数点。驱动指示灯时,a、b、c、d直接控制4个指示灯,e、f、g处于低电平。一片MCl4489最多可控制5个数码管或20个独立的指示灯。
    EN:串行输入使能端,为低电平有效。
    DI(DATA IN):串行数据输入端。EN有效期间,串行数据在CLOCX上升沿由DI端移入内部移位寄存器,高位在前。
    D0(DATA OUT):串行数据输出端。在时钟脉冲CLOCK下降沿移出数据,可用于芯片间级联,前级D0接后级DI。
    CLOCK:串行数据时钟输入端。
    Rx:外部电流设置电阻,要求Rx≥700Ω,其值决定驱动电流大小,选择Rx阻值调节显示亮度。
    VDD、VSS:电源端、地线。
    (2)MCl4489显示控制

 ①显示译码方式
    MCl4489有3种显示译码方式,如表1。

②“配置字”和“显示字”
    输入到MCl4489的数据分为两类:“配置字”和“显示字”,一片MCl4489需要1字节的“配置字”,3字节的“显示字”。MCl4489的“配置字”、“显示字”分别在不同的有效期间输入。
    “配置字”确定显示代码的译码方式,见表2。

“显示字”是各显示单元的显示代码,并控制小数点位置和显示亮度。3字节共有24位D23~DO。D23~D20是控制用高半字节,D23是控制显示亮度,D23=0,控制显示为半亮状态,D23=1,控制显示为全亮状态;D22~D20是控制小数点的位置,见表3。D19~D16、D15~D12、D11~D8、D7~D4、D3~DO分别是B5、B4、B3、B2、B1的显示代码。

   图l下面的数码管、指示灯L13~L24、D11~D35显示由4片MCl4489驱动,级联构成第二串显示电路。第二串显示电路每一片MCl4489的B1~B3驱动3个数码管,B4驱动驱动4个LED指示灯,B5驱动2个LED指示灯。4片MCl4489的配置字都是00110001B,即Bl~B3采取16进制译码,B4、B5不译码。根据MCl4489输入规定,4片级联需要输入12字节的配置字,输入14字节的显示字,输入格式见表4。

AT89C5l采用软件模拟MCl4489串行接口时序进行接口,P2.0、P2.1、P2.2作为第一串显示电路的EN、CLOCK、DI,P2.5、P2.6、P2.7作为第二串显示电路的丽、CLOCK、DI。

第一串显示电路输入程序如下。

3 语音电路设计
    显示屏中需要讲的话在VP880系统下进行录音、并分割成语音段存放在存储器中。语音的采样频率较高能产生更好的音质,但造成容量增大,一般采样频率取32kps速率。显示屏应用VPl606语音处理芯片设计语音电路。
3.1 语音处理芯片V1606
    VPl606是可用于多段语音再生的语音处理芯片。当与外围语音存储器相连后,可根据相应的控制信号再生多达64段的语音信息。64段语音数字信号分别存储在存储器中4个堆,在每个堆能存放16段语音。在外部控制信号作用下,VPl606从存储器中取出相应的语音信号,经解调译码后,输出模拟语音信号。
    VPl606为48脚DIP封装,其各引脚的有关功能及说明如下。
    AO~A19:地址总线,输出。
    DO~D7:数据总线,输入。
    ANG、ANG:模拟语音信号差分输出端,与放大器连接。
    ANGD:模拟语音信号反馈输入端。
    EVN:包络信号输入端。此引脚连接一个反馈电阻到INT引脚。
    INT:综合输出端,连接一个外部RC电路。
    INA~IND:二进制段代码输入端,INA为低位。
    INE、INF:二进制堆代码输入端,INE为低位。
    SE、SF:二进制堆代码输出端,与EPROMi奎接,将
    INE、INF输入的堆代码输出到存储器,选择相应的堆。
    I/O:控制输入/忙输出端,低电平有效,作为输入是控制信号,当段代码、堆代码输入到INA~INF后,在此引脚输入一个低电平脉冲才能触发相应语音段;作为输出是“忙”信号,在语音播放时,此引脚变为低电平输出,表示正在播放。
    OSC1、OSC2:内部振荡器连接外部RC元件引脚,如果采用外部时钟脉冲,则外部时钟脉冲从OSC2引脚输入。
    RESET:复位输入端,低电平有效。
  

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