基于PLC的霓虹燈控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

基于PLC的霓虹燈控制系統(tǒng)設(shè)計(jì),基于PLC的霓虹燈控制系統(tǒng)設(shè)計(jì),基于,plc,霓虹燈,控制系統(tǒng),設(shè)計(jì) 第 26 卷 第 12 期 2002 年 12 月 信 息 技 術(shù) INFORMATION TECHNOLOGY VOL. 26 NO. 12 Dec. 2002 一種 LED 漢字信息動(dòng)態(tài)顯示可控系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 施 齊 云 (哈爾濱工程大學(xué)信息與通信工程學(xué)院 , 哈爾濱 150001) 摘要 : 介紹了一種采用 8 8 點(diǎn)陣 LED 進(jìn)行漢字信息動(dòng)態(tài)顯示可控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案 , 給出了各 部分功能電路的具體實(shí)現(xiàn)方法。 關(guān)鍵詞 : LED ; 漢字顯示 ; 系統(tǒng)設(shè)計(jì) 中圖分類(lèi)號(hào) :TN911. 24 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 :B 文章編號(hào) :1009 - 2552 (2002) 12 - 0047 - 03 The Design of Controlled System in LED Chinese Characters Information Dynamic Display Shi Qiyun ( Information and Communication Engineering College , Harbin Engineering University , Harbin 150001 , China) Abstract : This paper introduces a design project of controlled system in which Chinese characters information is dynamically displayed with 8 8 LED lattice , and provides concrete realization methad of each part s of functional electric circuit. From which we can understand the basic principle of the LED lattice displaying Chinese characters. This system makes the choice of displaying information and implementation by PLD. It is very convenient and practical to extend and modify information. Key words : LED ; Chinese characters display ; System design 0 引言 隨著 LED 器件品質(zhì)的不斷提高 ,LED 顯示器的 應(yīng)用更為普遍 ,顯示各種信息的顯示屏隨處可見(jiàn) ,其 顯示方式也是多種多樣的 ,最常見(jiàn)、用的最多的就是 滾屏顯示 (即一列一列滾動(dòng)顯示 ) 和分屏顯示 (即一 屏一屏跳動(dòng)顯示 ) 。 本文介紹用 8 8 點(diǎn)陣顯示器實(shí)現(xiàn)的顯示信息、 方式可變的顯示控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本原理和設(shè)計(jì)思 想 ,并給出了系統(tǒng)的總體電路框圖和各部分功能電 路的具體實(shí)現(xiàn)方法。 1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求及功能 (1)用 8 8 LED 點(diǎn)陣顯示器顯示漢字。 (2)可用按鍵進(jìn)行顯示信息的選擇。 (3)可用按鍵進(jìn)行滾動(dòng)和跳動(dòng)兩種顯示方式的 選擇。 (4) 可用 Altera 公司的 EDA 軟件 MAX + PLUS 進(jìn)行系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和仿真 ,并可將設(shè)計(jì)配置到 FLEX10K系列中的 EPF10K10LC84 - 4 芯片中。 2 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案 該系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)方框圖如圖 1 所示 ,每個(gè)方 框內(nèi)的單元電路都可利用 MAX + PLUS 軟件設(shè)計(jì) 成為功能模塊 ,再將每個(gè)模塊連接起來(lái)形成頂層設(shè) 計(jì)文件并進(jìn)行編譯和下載。下面以可顯示四條信 息、每條信息占 64 列即八個(gè)漢字的顯示控制系統(tǒng)為 例來(lái)說(shuō)明該系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思想及原理。 2. 1 用 8 8 LED 點(diǎn)陣顯示器顯示漢字的原理 8 8 LED 點(diǎn)陣顯示器的每一行發(fā)光管的陽(yáng)極 接在一起作為數(shù)據(jù)線 D ,每一列發(fā)光管的陰極接在 一起作為列位線 B ,因此要使點(diǎn)陣中如圖 2 (a)所示 收稿日期 :2002 - 08 - 19 作者簡(jiǎn)介 :施齊云 (1964 - ) ,女 ,1982 年畢業(yè)于哈爾濱船舶工程學(xué)院 , 哈爾濱工程大學(xué)信息與通信工程學(xué)院講師 ,研究方向 :數(shù) 字系統(tǒng)設(shè)計(jì)。 74 1994-2006 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http:/ 的一點(diǎn)亮?xí)r ,必須使這一點(diǎn)所在行的數(shù)據(jù)線 D5 為 高電平、所在列的列位線 B2 為低電平。 圖 1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)方框圖 如果要顯示圖 2 (b) 所示的的漢字“山”時(shí) ,則必 須一列一列的顯示 ,即當(dāng) B0 為低電平時(shí) ,D7 D0 為 00011110 ( IEH) 顯示“山”的左起第一列 ;當(dāng) B1 為低 電平時(shí) , D7 D0 為 00000010 (02H)顯示“山”的左起 第二列 ,以此類(lèi)推 ;當(dāng)列位線 B0 B7 依次為低電平 時(shí) ,數(shù)據(jù)線 D7 D0 同步變化 ,且依次通過(guò)“山”各列 對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)為 1EH、 02H、 02H、 7EH、 02H、 02H、 1EH、 00H ,則實(shí)現(xiàn)了從左至右一列一列的顯示。當(dāng)各列顯 示轉(zhuǎn)換很快即動(dòng)態(tài)掃描顯示時(shí) (每列顯示至少達(dá)到 25 次 P秒 ) ,由于視覺(jué)暫留的存在 ,觀察到的是一個(gè)顯示 穩(wěn)定的“山”字 ,感覺(jué)就像八列同時(shí)顯示的一樣。 2. 2 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器 可選用 MAX + PLUS軟件中的參數(shù)化模塊 Lmp - rom來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ) ,其數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)原則是每個(gè) 漢字占八列 ,每個(gè)地址對(duì)應(yīng)一列數(shù)據(jù) ,起始地址對(duì)應(yīng) 第一個(gè)漢字的左起第一列 ,以此類(lèi)推 ,最大地址對(duì)應(yīng) 最后一個(gè)漢字的最右一列。利用 MAX + PLUS可方 便的進(jìn)行存儲(chǔ)器參數(shù)的選擇、數(shù)據(jù)的輸入和初始化。 圖 2 點(diǎn)陣顯示器顯示原理 2. 3 分頻器 分頻器的功能是將晶振的 20MHz 主時(shí)鐘經(jīng)分 頻后產(chǎn)生 1KHz、 5Hz 和 1Hz 三種頻率的時(shí)鐘。其中 , 1KHz 是控制動(dòng)態(tài)掃描顯示所需時(shí)鐘 ;5Hz 是控制滾 動(dòng)顯示時(shí)間的時(shí)鐘 ,即滾動(dòng)時(shí)間間隔為 0. 2 秒 ;而 1Hz 是控制跳動(dòng)顯示時(shí)間的時(shí)鐘。每個(gè)字的顯示時(shí) 間為 1 秒。 2. 4 顯示列控制器 此功能塊是由一個(gè)八進(jìn)制計(jì)數(shù)器和譯碼器組 成 ,其八個(gè)輸出為順序負(fù)脈沖 ,依次控制點(diǎn)陣的列位 線 B0 B7 ,其動(dòng)態(tài)掃描頻率為 1KHzP8 即 125Hz 。 同時(shí)計(jì)數(shù)器的輸出作為同步控制信號(hào) (用 TB0 2 表 示 )以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)線與列位線的相應(yīng)變化。 2. 5 選擇信息控制器 此模塊完成的功能如表 1 所示 ,其輸出 Q1Q0 控制存儲(chǔ)器地址的高兩位 A7A6 ,以此確定顯示哪條 信息 ;同時(shí) ,輸出的復(fù)位信號(hào) SET 用來(lái)控制顯示方 式控制器的復(fù)位端 ,當(dāng)按鍵按下時(shí)就產(chǎn)生低電平使 顯示方式控制器復(fù)位 ,以保證每次選擇顯示信息都 能從該條信息的起始位置開(kāi)始顯示。 表 1 選擇信息控制器功能表 輸入 P0 P1 P2 P3 輸出 Q1 Q0 選擇的顯 示信息 顯示信息對(duì)應(yīng)的地址范圍 A7A6A5A4A3A2A1A0 0 1 1 1 0 0 第一條信息 00000000 00111111 1 0 1 1 0 1 第二條信息 01000000 01111111 1 1 0 1 1 0 第三條信息 10000000 10111111 1 1 1 0 1 1 第四條信息 11000000 11111111 實(shí)現(xiàn)選擇信息控制器的參考電路如圖 3 所示 , 此電路的特點(diǎn)是 :按動(dòng)輸入按鍵 P0 3 中的某一個(gè) 鍵所產(chǎn)生的負(fù)脈沖不必進(jìn)行消抖就可對(duì)其進(jìn)行相應(yīng) 的編碼并把編碼結(jié)果寄存起來(lái)。 圖 3 選擇信息控制器 2. 6 顯示方式控制器 顯示方式控制器的電路如圖 4 所示 ,用輸入按 鍵 K1、 K2 來(lái)控制顯示方式 ,輸出 S0 S5 分別控制存 儲(chǔ)器的低 6 位地址 A0 A5。按動(dòng) K1、 K2 的同時(shí)產(chǎn)生 輸出信號(hào) CLR ,其作用與 SET相同 ,即每次變化顯示 方式時(shí)保證從要顯示的那條信息的起始位置開(kāi)始。 當(dāng)按動(dòng) K1 時(shí) ,計(jì)數(shù)器 74161 (1) 和 (2) 共同構(gòu)成 84 1994-2006 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http:/ 一個(gè) 8 8 即 64 進(jìn)制計(jì)數(shù)器 ,對(duì)應(yīng)信息中包含的八 個(gè)漢字共 64 列 ,其時(shí)鐘 CP1、 CP2 均為 5Hz ;計(jì)數(shù)器 為 0 時(shí)輸出 S0 S5 在 0 7 之間變化并且與列位線 的變化同步 ,對(duì)應(yīng)顯示一條信息的 0 7 列 ,計(jì)數(shù)器 計(jì)為 1 時(shí) ,則對(duì)應(yīng)顯示該條信息的 1 8 列 ,以此類(lèi) 推 ,實(shí)現(xiàn)了一條信息的滾動(dòng)顯示。 圖 4 顯示方式控制器電路 當(dāng)按動(dòng) K2 時(shí) ,74161 (1)的時(shí)鐘 CP1 被封鎖使其 一直保持為 0 ;74161 (2) 的時(shí)鐘 CP2 為 1Hz ,此計(jì)數(shù) 器為 0 時(shí) ,輸出 S0 S5 在 0 7 之間變化 ,對(duì)應(yīng)顯示 信息的第一個(gè)漢字 ,計(jì)數(shù)器為 1 時(shí) ,輸出 S0 S5 在 8 15 之間變化 ,對(duì)應(yīng)顯示信息的第二個(gè)漢字 ,以此 類(lèi)推 ,則實(shí)現(xiàn)了跳動(dòng)顯示方式。由于計(jì)數(shù)器 74161 (2)每計(jì)一個(gè)數(shù)對(duì)應(yīng)顯示信息中的一個(gè)漢字 ,其輸出 只用了低三位 QCQBQA ,因此每條信息最多只能包 含八個(gè)漢字。 將上面的各功能模塊連接起來(lái)就完成了此顯示 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。如果了解該系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原理要想增加 信息量和每條信息容量 ,只要對(duì)相應(yīng)的功能模塊進(jìn) 行簡(jiǎn)單的修改即可實(shí)現(xiàn) ,而使用 MAX + PLUS 軟件 或文本輸入設(shè)計(jì)法進(jìn)行設(shè)計(jì)修改則更為簡(jiǎn)單方便。 3 結(jié)束語(yǔ) 本文介紹的基于 LED 的漢字動(dòng)態(tài)顯示系統(tǒng)具 有設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單、顯示方式和顯示信息可控、擴(kuò)容靈活和 成本低等特點(diǎn) ,非常適合一些漢字信息動(dòng)態(tài)顯示場(chǎng) 合。 責(zé)任編輯 :楊立民 (上接第 14 頁(yè) ) 是 COM 嚴(yán)格要求遵守的一個(gè)規(guī)范 ) ,客 戶(hù)端就可以馬上使用更新后的中間件而無(wú)需在客戶(hù) 端進(jìn)行任何改動(dòng)。這對(duì)于企業(yè)級(jí)的應(yīng)用程序來(lái)說(shuō)無(wú) 疑是極其有效率的。 系統(tǒng)已經(jīng)投入使用 ,基于 COM + 的管理信息系 統(tǒng)取得了令人滿意的效果。 參 考 文 獻(xiàn) 1 高智勇 ,等譯 . Richard C.Leinecher. COM + 技術(shù)大全 . 北京 :機(jī)械 工業(yè)出版社 ,2001. 2 潘愛(ài)民 . COM原理與應(yīng)用 . 北京 :清華大學(xué)出版社 ,1999. 3 余英 ,梁剛 . Visual C + 實(shí)踐與提高 - COM 和 COM + 篇 . 北京 : 中國(guó)鐵道出版社 ,2001. 4 李維 . Delphi 5. x ADOPMTSPCOM + 高級(jí)程序設(shè)計(jì)篇 . 北京 :機(jī)械 工業(yè)出版社 ,2001 5 Guy Eddon , Henry Eddon. Inside COM + Base Services. USA : Mi2 crosoft Press , 1999. 責(zé)任編輯 :姚彥茹 94 1994-2006 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http:/