【JP077】基于PLC的霓虹灯控制系统的设计[三菱][KT+PPT+RW]
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【JP077】基于PLC的霓虹灯控制系统的设计[三菱][KT+PPT+RW],jp077,基于,plc,霓虹灯,控制系统,设计,三菱,kt,ppt,rw
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工业控制计算机)2008年21卷第6期基于单片机的南阳理工学院电子系，河南南阳473004)张广超 孟艳霞 王玲玲(中国矿业大学(北京)化环学院，北京100083)摘要首先介绍了着介绍了基于89后在关键词：阵，编码，显示 9CU is by eU is by ED，往采用基于单片机的本低，效果好。因此掌握基于单片机的 系统概述常事先把需要显示的文字转换成点阵图形，在按照显示控制的要求以一定的格式形成显示数据。对于只控制通断的文字显示屏来说，每个在需要该则填O。当然，根据控制电路的安排，相反的定义同样时可行的。这样依照所需显示的文字，按显示屏的各行各列逐点填写显示数据，就可以构成一个显示数据文件，其格式相对自由，只要能够满足显示控制的要求即可。文字的点阵格式比较规范，可以采用现行计算机通用的字库字模。组成一个字的点阵，其大小也可以有16428点阵方式构成文字，是非常灵活的，可以根据需要任意组合和变化，只要设计好合适的数据文件，就可以得到满意的显示效果。因而对于文字经常需要变化的信息，采用了增强显示效果，简单的显示模式是静态显示。与静态显示模式相对应，有各种动态显示模式，它们所显示的文字是动态的。按照文字运动的特点可分为闪烁、平移、旋转、缩放等多种显示模式。产生不同显示模式的方法可以通过一定的算法从原来的显示数据直接生成。例如，按顺序调整行号，可以使显示图文产生上下平移；而顺序调整列显示数据的位置，就可以达到左右平移的目的；同时调整行列顺序，就能得到对角线平移的效果。其它模式的数据刷新，也可找到相应的算法。不过当算法太复杂，太浪费时间的话，也可以考虑预先生成刷新数据，存储备用。2汉字编码原理在计算机中，所有的数据都是以不同的数据操作，可以得到不同的结果。而对于中文显示操作，就是将汉字的内码。这样就可以用一组数字来表示汉字的内码，数字的各位信息来记载汉字的形状，即：字模，如图1所示。图1汉字编码图只要将汉字的相应字模信息文件存入成汉字编码；在使用时，先根据汉字编码组成语句，添加到程序的相应位置，即可显示相应的汉字。3系统结构整个系统由单片机、744示由1689片机的、C、D；码器74阵的16行数据线驱动由2片74一片74脚连接下一片的片的引脚分别并联。4显示原理本系统采用动态显示模式，所谓动态显示模式简单的说就是逐行轮流点亮。我们把所有同一行发光管的阳极连接在一起，把所有同一列发光管的阴极连在一起，先送出对应第一行发光管亮灭的数据并锬存，然后选 圈2系统框图万方数据基于单片机的用循环的方法实现延时的设计。这里设计一个延时时间长度为1程序编译本程序编译采用能强大，它提供丰富的库函数和功能强大的集成开发调试工具，全成的汇编代码紧凑，容易理解。其界面如图5。图3硬件电路连接图通第一行使其点亮一定的时间，然后熄灭；再送出第二行的数据并锁存，然后选通第二行使其点亮相同的时间，然后熄灭；直到第十六行显示完后又重新点亮第一行，这样反复轮回。采用扫描方式进行显示时，每行有一个行驱动器，各行的同名列共用一个列驱动器。显示数据通常存储在单片机的存储器中，按8位一个字节的形式顺序排放。显示时要把一行中各列的 图5编译界面圈数据都送到相应的列驱动器上去。数据传输可以采用并行方式 7程序仿真或串行方式。采用并行方式时，相应的硬件数目多，当列数很多 本系统在别为：时，并行传输方案是不可取。 744后将线采用串行传输方案，可以只用一根信号线，将列数据按顺序 路连接好，加载上有一行的各列数据都已经传输 到如下结果(本系统中取的汉字为“电子系”三个字)：到位之后，这一行的各列才能并行的进行显示。这样，对于一行的显示过程就可以分解成列数据准备传输和列数据显示两个部分。对于串行传输方式来说，列数据准备时间可能相当长，在行扫描周期确定的情况下，留给行显示的时间就太少，这就存在列数据准备与列数据显示时间相矛盾的问题，可以采用重叠处理的方法来解决，即在显示本行各列数据的同时，传输下一行的列数据。这就要求对于列数据准备来说，它应能实现串入并出的移位功能；对于列数据显示来说，应具有并行锁存的功能。这样，本行已准备好的数据打入并行锁存器进行显示时，串并移位寄存器就可以准备下一行的列数据，而不影响本行的显示。5程序设计本程序主要包括三大部分，分别为主程序、显示子程序、延时子程序。程序流程图如图4所示。主程序主要完成整个硬件系统的初始化，主要包括对I序中的所用到的各个参数的设置与定义。接着依次调用字模程序和延时程序。显示子程序是将按组顺序存储的点阵数据，按行扫描依次取出， 图4程序流程图逐行点亮一屏汉字显示完毕后，循环显示一段时问后，点阵地址偏移32个字节，接着显示下一屏数据。在取数据时，要考虑清楚汉字取模的原理，16这里采用的是后者按列取模。先调用字模的程序，然后将每一个16进制发送出去，先调用每一列的上半部分，在调用下半部分，接着等二列、第三列依次调用显示。图6仿真界面图8结束语当需要显示的信息比较多的时候，应在电路中扩展外部数据存储器，把汉字的字模存储在外部的数据存储器中，其整体设计思想与本文所述系统一致。参考文献1曹巧媛单片机原理及应用M北京：电子工业出版社，20012马忠梅单片机的北京：北京航空航天大学出版社，20063刘和平单片机北京：北京航空航天大学出版社20064蔡朝洋单片机控制实习与专题制作M北京：北京航空航天大学出版社，2006 收稿日期：2008211 1万方数据第 26 卷 第 12 期2002 年 12 月 信 息 技 术26 122002一种 字信息动态显示可控系统的设计施 齐 云(哈尔滨工程大学信息与通信工程学院 , 哈尔滨 150001)摘要 : 介绍了一种采用 8 8 点阵 行汉字信息动态显示可控系统的设计方案 , 给出了各部分功能电路的具体实现方法。关键词 : 汉字显示 ; 系统设计中图分类号 :24 文献标识码 :B 文章编号 :1009 - 2552 (2002) 12 - 0047 - 03 50001 , a of in 8 of s we of ED of It to 引言随着 件品质的不断提高 ,示器的应用更为普遍 ,显示各种信息的显示屏随处可见 ,其显示方式也是多种多样的 ,最常见、用的最多的就是滚屏显示 (即一列一列滚动显示 ) 和分屏显示 (即一屏一屏跳动显示 ) 。本文介绍用 8 8 点阵显示器实现的显示信息、方式可变的显示控制系统设计的基本原理和设计思想 ,并给出了系统的总体电路框图和各部分功能电路的具体实现方法。1 系统设计要求及功能(1)用 8 8 阵显示器显示汉字。(2)可用按键进行显示信息的选择。(3)可用按键进行滚动和跳动两种显示方式的选择。(4) 可用 司的 件 行系统的设计和仿真 ,并可将设计配置到 4 芯片中。2 系统总体设计方案该系统的总体设计方框图如图 1 所示 ,每个方框内的单元电路都可利用 软件设计成为功能模块 ,再将每个模块连接起来形成顶层设计文件并进行编译和下载。下面以可显示四条信息、每条信息占 64 列即八个汉字的显示控制系统为例来说明该系统的设计思想及原理。2. 1 用 8 8 阵显示器显示汉字的原理8 8 阵显示器的每一行发光管的阳极接在一起作为数据线 D ,每一列发光管的阴极接在一起作为列位线 B ,因此要使点阵中如图 2 (a)所示收稿日期 :2002 - 08 - 19作者简介 :施齐云 (1964 - ) ,女 ,1982 年毕业于哈尔滨船舶工程学院 ,哈尔滨工程大学信息与通信工程学院讲师 ,研究方向 :数字系统设计。74 1994 ,必须使这一点所在行的数据线 高电平、所在列的列位线 低电平。图 1 系统设计方框图如果要显示图 2 (b) 所示的的汉字“山”时 ,则必须一列一列的显示 ,即当 低电平时 ,00011110 ( 显示“山”的左起第一列 ;当 低电平时 , 00000010 (02H)显示“山”的左起第二列 ,以此类推 ;当列位线 次为低电平时 ,数据线 步变化 ,且依次通过“山”各列对应的数据为 102H、 02H、 702H、 02H、 10H ,则实现了从左至右一列一列的显示。当各列显示转换很快即动态扫描显示时 (每列显示至少达到 25次 ,由于视觉暂留的存在 ,观察到的是一个显示稳定的“山”字 ,感觉就像八列同时显示的一样。2. 2 数据存储器可选用 件中的参数化模块 其数据的存储原则是每个汉字占八列 ,每个地址对应一列数据 ,起始地址对应第一个汉字的左起第一列 ,以此类推 ,最大地址对应最后一个汉字的最右一列。利用 方便的进行存储器参数的选择、数据的输入和初始化。图 2 点阵显示器显示原理2. 3 分频器分频器的功能是将晶振的 20时钟经分频后产生 15 1种频率的时钟。其中 ,1控制动态扫描显示所需时钟 ;5控制滚动显示时间的时钟 ,即滚动时间间隔为 0. 2 秒 ;而1控制跳动显示时间的时钟。每个字的显示时间为 1 秒。2. 4 显示列控制器此功能块是由一个八进制计数器和译码器组成 ,其八个输出为顺序负脉冲 ,依次控制点阵的列位线 其动态扫描频率为 1 125同时计数器的输出作为同步控制信号 (用 2 表示 )以实现数据线与列位线的相应变化。2. 5 选择信息控制器此模块完成的功能如表 1 所示 ,其输出 7以此确定显示哪条信息 ;同时 ,输出的复位信号 来控制显示方式控制器的复位端 ,当按键按下时就产生低电平使显示方式控制器复位 ,以保证每次选择显示信息都能从该条信息的起始位置开始显示。表 1 选择信息控制器功能表输入1 3输出 1 1 1 0 0 第一条信息 00000000 001111111 0 1 1 0 1 第二条信息 01000000 011111111 1 0 1 1 0 第三条信息 10000000 101111111 1 1 0 1 1 第四条信息 11000000 11111111实现选择信息控制器的参考电路如图 3 所示 ,此电路的特点是 :按动输入按键 3 中的某一个键所产生的负脉冲不必进行消抖就可对其进行相应的编码并把编码结果寄存起来。图 3 选择信息控制器2. 6 显示方式控制器显示方式控制器的电路如图 4 所示 ,用输入按键 控制显示方式 ,输出 别控制存储器的低 6 位地址 动 同时产生输出信号 其作用与 即每次变化显示方式时保证从要显示的那条信息的起始位置开始。当按动 ,计数器 74161 (1) 和 (2) 共同构成84 1994 8 即 64 进制计数器 ,对应信息中包含的八个汉字共 64 列 ,其时钟 为 5计数器为 0 时输出 0 7 之间变化并且与列位线的变化同步 ,对应显示一条信息的 0 7 列 ,计数器计为 1 时 ,则对应显示该条信息的 1 8 列 ,以此类推 ,实现了一条信息的滚动显示。图 4 显示方式控制器电路当按动 ,74161 (1)的时钟 封锁使其一直保持为 0 ;74161 (2) 的时钟 1此计数器为 0 时 ,输出 0 7 之间变化 ,对应显示信息的第一个汉字 ,计数器为 1 时 ,输出 8 15 之间变化 ,对应显示信息的第二个汉字 ,以此类推 ,则实现了跳动显示方式。由于计数器 74161(2)每计一个数对应显示信息中的一个汉字 ,其输出只用了低三位 因此每条信息最多只能包含八个汉字。将上面的各功能模块连接起来就完成了此显示系统的设计。如果了解该系统的设计原理要想增加信息量和每条信息容量 ,只要对相应的功能模块进行简单的修改即可实现 ,而使用 软件或文本输入设计法进行设计修改则更为简单方便。3 结束语本文介绍的基于 汉字动态显示系统具有设计简单、显示方式和显示信息可控、扩容灵活和成本低等特点 ,非常适合一些汉字信息动态显示场合。 责任编辑 :杨立民(上接第 14 页 ) 是 格要求遵守的一个规范 ) ,客户端就可以马上使用更新后的中间件而无需在客户端进行任何改动。这对于企业级的应用程序来说无疑是极其有效率的。系统已经投入使用 ,基于 的管理信息系统取得了令人满意的效果。参 考 文 献1 高智勇 ,等译 . 技术大全 . 北京 :机械工业出版社 ,2001.2 潘爱民 . 北京 :清华大学出版社 ,1999.3 余英 ,梁刚 . + 实践与提高 - 篇 . 北京 :中国铁道出版社 ,2001.4 李维 . . x 高级程序设计篇 . 北京 :机械工业出版社 ,20015 姚彦茹94 1994 基于 机械 08庆龙 20081028 课题研究的目的和意义 课题研究目的 ： 在现代生活中，彩灯作为一种装饰，既可以增强人们的感观，起到广告宣传的作用，又可以增添节日气氛，为人们的生活增添亮丽，用在舞台上增强晚会灯光效果。随着科学技术的发展以及人民生活水平的提高，人们对于彩灯的要求越来越高， 课题研究意义 ： 随着电子技术的发展，应用系统向着小型化、快速化、大容量、重量轻的方向发展， 形图语言作为可编程逻辑器件的标准语言描述能力强，覆盖面广，抽象能力强，在实际应用中越来越广泛。于是，人们开始追求贯彻整个系统设计的自动化，可以从繁重的设计工作中彻底解脱出来，把精力集中在创造性的方案与概念构思上，从而可以提高设计效率，缩短产品的研制周期。整个过程通过 大减轻了设计人员的工作强度，减少了出错的机会，并且提高了设计质量。 霓虹灯控制系统 用单片机实现该方案时有很多缺点： 用单片机实现该方案所需的外围电路多，工作量相对于 可靠性及抗干扰能力也显然不如 中断优先级不明确，相对于 配套设施和功能没有 用 可靠性高，抗干扰能力强， 配套齐全，功能完善，适用性强， 系统的设计、建造工作量小，维护方便，容易改造。 基本内容和拟解决的问题 基本内容： 分析霓虹灯控制系统的特点性能要求和工艺过程。 根据技术要求确定总体方案。 拟解决的问题： 霓虹灯变压器主要分为两类，一种是漏磁式霓虹灯变压器，另一种是电子式霓虹灯变压器，漏磁式霓虹灯变压器可靠性好但是重量重、体积大、价格高所以选择电子变压器，但电子变压器可靠性差，所以要设计出可靠性高的电子变压器 无人靠近时，霓虹灯随着一定规律缓慢变化，并且语音播报系统放出舒缓音乐。 有人靠近时，霓虹灯变化快速，并且语音播报系统放出欢快音乐。 霓虹灯布置边框流水灯按顺序闪烁。八个字能按顺序进行亮灭，并且边框灯能同时闪烁。 技术路线或研究方法 针对霓虹灯电子变压器可靠性差的问题，设计可靠性高的变压器。 从可靠性方面研究市场上逐渐成为主流的 6要考虑 功率管的选择，保护电路的设计 保护来提高可靠性。 无人靠近时，霓虹灯随着一定规律缓慢变化，并且语音播报系统放出舒缓音乐。 有人靠近时，霓虹灯变化快速，并且语音播报系统放出欢快音乐。霓虹灯布置边框流水灯按顺序闪烁。八个字能按水许进行亮灭，并且边框灯能同时闪烁。 使用传感器接受有人靠近的信号，再通过编程改变灯闪烁的时间间隔来改变灯闪烁的速率。 2 月 27日 3 月 14日：分配任务书，查阅资料，书写开题报告 3 月 14日 3 月 31日：拟定总体方案设计 4 月 1日 4 月 15日：相关元器件的选择 4 月 16日 5 月 5日：硬件系统设计 5 月 6日 5 月 20日：系统软件设计； 5 月 21日 6 月 5日：撰写设计说明书，绘制图纸 6 月 5日 6 月 15日：完成毕业设计，准备答辩 进度安排 主要参考文献 1皮壮行 可编程控制器的系统设计与应用实例M北京：机械工业出版社， 2000 2廖常初 M机械工业出版社，2008 3易泓可电气控制系统设计基础与范例 M机械工业出版社， 2008 4狄建雄自动化类专业毕业设计指南 M南京大学出版社， 2007 5丁炜，魏孔平可编程控制器在工业控制中的应用M化学工业出版社， 2004 6试析 J2010 7雪莲 J2007 8肖雪玲 J2009 9陈延奎 J2009 10孙培德 ,张合林 J. 仪器仪表用户 ,2012 11黄海 应用及维护 J007 12苗荣霞 ,戴宝华 . 霓虹灯 J2008 13吕家东 J2009 14刘春英 J2008 15严雄飞 J2007 16李杰 J2008 17陈振 J2008 18卜文峰 . 一种新型霓虹灯电子变压器设计 J. 师范大学学报 19吴琼 J2010 20纪丹 J2007 谢谢观看 毕业设计中期 检 查表 填表日期 2012年 5月 10日 迄今已进行 11 周剩余 6 周 学生姓名 王庆龙 院 系 机电工程学院 专业、班级 机械 08导教师姓名 刘桂波 职称 讲师 从事 专业 机械电子 是否 外聘 是否 题目名称 基于 霓虹灯控制系统设计 学 生 填 写 毕业设计工作进度 已完成主要内容 待完成主要内容 设计可靠性高的变压器 ， 编制 I/O 接 口 功能表， 电器元件的选择， 元件目录表。 梯形图或指令表编制 制程序。 设计说明书。 存在问题及努力方向 语音播报系统的控制， 梯形图 软件设计。 学生签字： 王庆龙 指导教师 意 见 毕业设计进度：超前 正常 滞后 严重滞后 指导教师签字： 年 月 日 系 意见 系 主任 签字： 年 月 日 毕业设计任务书 学生姓名 王庆龙 院 系 机电工程学院 专业、班级 机械设计制造及自动 化 08导教师姓名 刘桂波 职称 讲师 从事 专业 机械电子 是否 外聘 是 否 题目名称 基于 霓虹灯控制系统 设计 一、设计 目的、意义 在现代生活中，彩灯作为一种装饰，既可以增强人们的感观，起到广告宣传的作用，又可以增添节日气氛，为人们的生活增添亮丽，用在舞台上增强晚会灯光效果。随着科学技术的发展以及人民生活水平的提高， 人们对于彩灯的要求越来越高，另一方面， 随着电子技术的发展，应用系统向着小型化、快 速化、大容量、重量轻的方向发展， 术的应用引起电子产品及系统开发的 巨大变革。 梯形图 语言作为可编程逻辑器件的标准语言描述能力强，覆盖面广，抽象能力强，在实际应用中越来越广泛。 于是 ，人们开始追求贯彻整个系统设计的自动化，可以从繁重的设计工作中彻底解脱出来，把精力集中在创造性的方案与概念构思上，从而可以提高设计效率，缩短产品的研制周期。整个过程通过 动完成，大大减轻了设计人员的工作强度，减少了出错的机会， 并且 提高了设计质量。 二、设计内容、 技术 要求 （研究方法） 设计内容： 1 分析 霓虹灯控制系统的特 点、性能要求、工艺过程 。 2根据技术要求确定总体方案 。 3 制 系统 的硬件设计 。 4 制 系统 的软件设计 。 技术要求： 1无人靠近时，霓虹灯随着一定规律缓慢变化，并且语音播报系统放出舒缓音乐。 2有人靠近时，霓虹灯变化快速，并且语音播报系统放出欢快音乐。 3霓虹灯布置如图所示，边框流水灯按顺序闪烁。八个字能按顺序进行亮灭，并且边框灯能同时闪烁。 4针对霓虹灯电子变压器可靠性差的问题，设计可靠性高的变压器。 5 绘制电气原理图：包括主电路、控制电路、 件电路，编制 I/O 接口功能表。 6选择电器元件、编制元器件目录表。 7采用梯形图或指令表编制 制程序。 三、设计完成后应提交的 成果 1绘制电气原理图、接线图 。 2 制系统的软件流程图 3 系统框图 4 设计说明书，字数 以上（程序另附）。 四、设计 进度安排 2 月 27 日 3 月 14 日：分配任务书，查阅资料，书写开题报告 3 月 14 日 3 月 31 日：拟定总体方案设计 4 月 1 日 4 月 15 日：相关元器件的选择 4 月 16 日 5 月 5 日：硬件系统设计 5 月 6 日 5 月 20 日：系统软件设计； 5 月 21 日 6 月 5 日：撰写设计说明书，绘制图纸 6 月 5 日 6 月 15 日：完成毕业设计，准备答辩 五、主要参考资料 1皮壮行 可编程控制器的系统设计与应用实例 M 北京：机械工业 出版社， 2000 2廖常初 程及应用 M 机械工业 出版社， 2008 3易泓可 电气控制系统设计基础与范例 M 机械工业 出版社， 2008 4狄建雄 自 动化类专业毕业设计指南 M 南京大学出版社 ， 2007 5丁炜，魏孔平 可编程控制器在工业控制中的应用 M 化学工业出版社 ， 2004 六、备注 指导教师签字： 年 月 日 系 主任签字： 年 月 日 本科学生毕业论文 基于 霓虹灯控制系统的设计 系部名称： 机电工程学院 专业班级： 机械 设计制造及其自动化 08生姓名： 王庆龙 指导教师： 刘桂波 职 称： 讲师 黑 龙 江 工 程 学 院 二一二年六月 s 012 摘 要 随着改革的不断深入 ,社会主义市场经济的不断繁荣和发展 ,大中小城市都在进行亮化工程 。企业为展现自己的形象和产品 ,一般都会采用通过霓虹灯广告屏来这种广告手法，所以当我们夜晚走在大街上 ,马路两旁各色各样的霓虹灯广告随处可见。这就涉及到如何去控制霓虹灯的亮灭、闪烁时间等诸多控制问题，如何去快捷、可靠、简单的去控制，成为人们考虑的重点，在这我认为 适合去解决这些问题，因为 用方便、适应面广、可靠性高、抗干扰能力强、编程简单等特点。并且 工业自动化控制特别是顺序控制中的方面具有比较突出的优势，在现实中人们也是多通过 控制霓虹灯的。 关键词： 虹灯 ；变压器；控制系统；音乐播放系统 黑龙江工程学院本科生毕业设计 of of in by to so we in on of is to a to to is a in LC is to LC LC in in in is LC to 龙江工程学院本科生毕业设计 目 录 摘要 第 1 章 绪论 1 题研究的背景目的和意义 1 题研究的目的 1 题研究的意义 1 题发展状况 1 题研究的内容 2 术路线 2 第 2 章 总体方案设计 3 案论证 3 体方案 5 章小结 6 第 3 章 硬件设计 7 子变压器的设计 7 件的选择 10 选择 10 压线的选择 10 他元器件的选择 10 控电路图 10 址分配表 11 章小结 12 第 4 章 软件设计 13 程图 13 形图 15 章小结 20 结论 21 参考文献 22 黑龙江工程学院本科生毕业设计 致谢 23 附录 24 1 毕业设计（论文） 开题报告 设计（论文）题目 :基于 霓虹灯控制系统 设计 院 系 名 称 : 机电工程学院 专 业 班 级 : 机械 08 学 生 姓 名 : 王庆龙 导 师 姓 名 : 刘桂波 开 题 时 间 : 2 月 27 日 指导委员会 审查意见： 签字 ： 年 月 日 2 目的和意义： 课题研究目的： 在现代生活中，彩灯作为一种装饰，既可以增强人们的感观，起到广告宣传的作用，又可以增添节日气氛，为人们的生活增添亮丽，用在舞台上增强晚会灯光效果。随着科学技术的发展以及人民生活水平的提高，人们对于彩灯的要求越来越高 。 课题研究 意义 ： 随 着电子技术的发展，应用系统向着小型化、快速化、大容量、重量轻的方向发展， 术的应用引起电子产品及系统开发的巨大变革。梯形图语言作为可编程逻辑器件的标准语言描述能力强，覆盖面广，抽象能力强，在实际应用中越来越广泛。于 是，人们开始追求贯彻整个系统设计的自动化，可以从繁重的设计工作中彻底解脱出来，把精力集中在创造性的方案与概念构思上，从而可以提高设计效率，缩短产品的研制周期。整个过程通过 动完成，大大减轻了设计人员的工作强度，减少了出错的机会，并且提高了设计质量。 霓虹灯是一种低气压冷阴极辉光放电灯，又称冷阴极管。被广泛用于广告、招牌、标识、景观、装饰亮化 ;冷阴极管还被高档豪华酒店、文化娱乐场所用于照明以及特种灯等。 在现代生活中，霓虹灯作为广告装饰光源，将向高品质发展，在目前技术条件下，还没有一种新光 源可全面替代，仍具有独特的生命力。霓虹灯又是冷阴极灯管照明，作为艺术品的一种，成为光的雕塑产品，将向高品质、高档产品发展。 在霓虹灯的应用中，装饰灯、广告灯、布景灯的变化多种多样，但就其工作模式，可分为三种主要类型：长明灯、流水灯及变幻灯。流水灯负载变化频率高，变换速度快，使人有眼花缭乱之感，分为多灯流动、单灯流动等情形。 霓虹灯发明于 19 世纪末、 20 世纪初， 1910 年世界上第一支商业性霓虹灯用于巴黎的皇宫大厦作照明装饰获得成功。 1926 年，霓虹灯传入中国， 1966 年，文化大革命使中国霓虹灯除制作政治宣传标语 外，基本处于停顿状态。以十一届三中全会为标志，改革开放的市场经济使中国霓虹灯进入恢复和初步发展阶段。中国霓虹灯发展创历史新高后，由于 压，大、中城市户外广告整治拆除行 3 动和世界经济危机的影响以及霓虹灯大发展带来的低价竞争，部分质量良莠不全等使霓虹灯发展受阻。霓虹行业以“科学发展观”指导企业生产经营，在坚持做好、做优、发展霓虹灯同时研究、开发 产品以及景观灯、亮化工程等，形成新的利润增长点。 近年来，在电光源研究学科研究中，逐步出现了个边缘学科，即灯用电子学。这一新学科的形成给光电源技术，工艺带来了巨 大的突破，从深度和广度两个方面促进着电光源的发展。目前，已出现的电子镇流器，电子触发器，电子启辉器和电子变压器等新的电子部件，成功应用于光源产品中。新型的电子部件与霓虹灯相结合的产物：霓虹灯电子变压器扫描式霓虹灯控制器和变色霓虹灯等新产品也不断涌现。而在这些新的电子部件中，尤以电子变压器特别引起霓虹灯行业的关注和欢迎。霓虹灯长期沿用的漏磁变压器，性能稳定可靠，制造业日趋成熟，但它还存在着一些明显的缺点。如它的体积较大因而显得笨重，一台规格 450漏磁变压器重量达 10价高，耗材多，在安装使用和维修 方面很不方便，新型电子变压器的研究正是针对这些缺点 经过科研人员的努力，实现了每个可带 6的电子变压器，从而实现了电子变压器实际应用于霓虹灯技术中，节能电子变压器具有重量轻，节电，功率因数高，维修和安装方便等特点因此在美国已经被广泛应用，我国特别是广州、京和上海地区，节能型电子变压器研制也十分活跃，应用日趋广泛，但作为一种新的电子器件的发展，它也存在着一些不够成熟的地方。 霓虹灯控制系统有很多，如单片机、 制系统等 用单片机实现该方案时有很多缺点： 用单片机实现该方案所需的外围电路多，工作量相对于 大， 可靠性及抗干扰能力也显然不如 中断优先级不明确，相对于 言用起来较复杂， 配套设施和功能没有 善。 用 优势很明显： 可靠性高，抗干扰能力强 ， 配套齐全，功能完善，适用性强 ， 系统的设计、建造工作量小，维护方便，容易改造 。 4 基本内容： 分析霓虹灯控制系统的特点性能要求和工艺过程。 根据技术要求确定总体方案。 制系统的硬件设计。 制系统软件的设计。 拟解决的问题： 霓虹灯变压器主要分为两类， 一种是漏磁式霓虹灯变压器 ， 另一种 是电子式霓虹灯变压器 ， 漏磁式霓虹灯变压器 可靠性好但是重量重、体积大、价格高所以选择电子变压器，但电子变压器可靠性差，所以要设计出可靠性高的电子变压器 无人靠近时，霓虹灯随着一定规律缓慢变化，并且语音播报系统放出舒缓音乐。 有人靠近时，霓虹灯变化快速，并且语音播报系统放出欢快音乐。 霓虹灯布置边框流水灯按顺序闪烁。八个字能按水许进行亮灭，并且边框灯能同时闪烁。 针对霓虹灯电子变压器可靠性差的问题，设计可靠性高的变压器。 从可靠性方面研究市场上逐渐成为主流的 6电子式霓虹灯变压器，主要考虑 功率管的选择，保护电路的设计 来提高可靠性 。 无人靠近时，霓虹灯随着一定规律缓慢变化，并且语音播报系统放出舒缓音乐。 有人靠近时，霓虹灯变化快速，并且语音播报系统放出欢快音乐。 霓虹灯布置边框流水灯按顺序闪烁。八个字能按 顺序 进行亮灭，并且边框灯能同时闪烁。 使 用传感器接受有人靠近的信号，再通过编程计时器的时间来改变霓虹灯的变化速率 。 2 月 27 日 3 月 14 日：分配任务书，查阅资料，书写开题报告 3 月 14 日 3 月 31 日：拟定总体方案设计 4 月 1 日 4 月 15 日：相关元器件的选择 5 4 月 16 日 5 月 5 日：硬件系统设计 5 月 6 日 5 月 20 日：系统软件设计； 5 月 21 日 6 月 5 日：撰写设计说明书，绘制图纸 6 月 5 日 6 月 15 日：完成毕业设计，准备答辩 6. 主要参考文献 ： 1皮壮行 可编程控制器的系统设计与应用实例 M 北京：机械工业 出版社，2000 2廖常初 程及应用 M 机械工业 出版社， 2008 3易泓可 电气控制系统设 计基础与范例 M 机械工业 出版社， 2008 4狄建雄 自动化类专业毕业设计指南 M 南京大学出版社 ， 2007 5丁炜，魏孔平 可编程控制器在工业控制中的应用 M 化学工业出版社 ， 2004 6试析 制系统的可靠性设计问题 J2010 7雪莲 J2007 8肖雪玲 J2009 9陈延奎 制系统的设计方法 J2009 10孙培德 ,张合林 多机通讯方面的应用 J. 仪器仪表用户 ,2012 11黄海 程控制器 (应用及维护 J2007 12苗荣霞 ,戴宝华 . 霓虹灯 制与监控组态设计 J2008 13吕家东 系统的设计 J2009 14刘春英 J2008 15严雄飞 J2007 16李杰 J2008 17陈振 J2008 18卜文峰 . 一种新型霓虹灯电子变压器设计 J. 师范大学学报 19吴琼 J2010 20纪丹 J2007 总体方案的确定： 边框流水灯按顺序闪烁。八个字能按顺序进行亮灭，并且边框灯能同时闪烁。并且语音播报系统放出舒缓音乐。当有人靠近时，霓虹灯变化加快，并且语音播报系统放出欢快音乐。 中间八个字的按顺序亮灭，和边框流水灯的闪烁可以通过通电延时定时器的常开及常闭触点来完成，有人靠近改变变化速度，可以通过传感器的感应控制 电器控制元件和 1. 2. 连接导线若干， 3. 霓虹灯 24个， 4. 敏 传感器一个。 5. 字型霓虹灯 8个， 设计中有 2 个输入点和 15 个输出点。按 用的选择要求输入和输出端是都要有10%20%的扩展空间， 三菱 4 个输入点和 24个输出点 符合使用要求所以选用三菱 元器件 个数 1 霓虹灯 24 1 字型霓虹灯 8 动开关 敏传感器控制开关 虹灯 1 虹灯 2 虹灯 3 虹灯 4 虹灯 5 虹灯 6 虹灯 7 虹灯 8 虹灯 虹灯 10 霓虹灯 虹灯 虹灯 虹灯 音播报系统 工作原理： 22013滤波后变成直流电，供给后面的振荡电路， 接点的电压在 15V 左右， 定 155V 电压。 按的保险丝，起短路及大电流保护作用。 除交流电高频干扰。振荡起荡电路由 6和 2205、 4充电，当 发二极管 得三极管 意 荡电路主要由 9组成，由于起振线路的触发 使得 旦 通， 初级、 电。 在同一个高频铁氧体磁芯上，由于有电流流过 感应电压使得 旦 1、 时通过 致 导通变为截止，而 截止变为导通，如此周而复始，使电路产生振荡。 1、 4上依旧存在的充电电压释放掉， 6有保护 形的作用。 1 的作用是使得保护电路工作可靠， 消除干扰信号及开机保护，一旦出现过流保护线路工作单向可控硅 荡线路停振不工作，保护 护线路一旦起作用，待故障排除后，重新开机后才能恢复正常工作。 功率管的选择 霓虹灯电子变压器出现故障大多数原因是功率管损坏，功率管的选择直接关系到霓虹灯电子变压器的可靠性， 用图 11、 果见表 1中负载是 12 霓虹灯管，全亮电压 /电流是指霓虹灯电子变压器刚好使整个负载长度都点亮时的输入交流电压 /电流，而正常亮度电压 /电流指 霓虹灯电子变压器是整个负载长度都达到正常亮度时的输入交流电压 /电流。 表 1负载长度 全亮电压 /电流 正常亮度电压 /电流 2401A 6M 120V/23050V/27081M 150V/31570V/32522M 180V/35400V/387301403 08 6M 105V/23050V/2767M 140V/30880V/3268M 180V/34690V/37508 7M 150V/284 8M 190V/338 从表 1同的功率管带负载的能力是不一样的，随着负载长度的增加霓虹灯电子变压器的全亮电压 /电流及正常亮度电压 /电流均增加， 具有带 6负 载能力，即使 合使用，其全亮及正常亮度电压 /电流也没有多大改变，输入电压高达 220 保护电路的设计 保护电路的设计直接影响霓虹灯电子变压器可靠性。霓虹灯在使用过程中难免会出现灯管破裂、灯头线脱落、潮湿天气高压对地打火等异常现象，导致电子变压器电流剧增，功率管发热烧毁。所以保护线路必须在电流大于某阀值时及时工作，保护功率管。试验中用增加工作电压的方法模拟增加的异常电流。依然用图 1出变压器匝数为 100/2875，选择 数均为 5 匝， 数 为 8 匝， 值均为 W， 8 米负载，改变值情况下，输入交流电电压逐渐增加，观察记录起始保护电路工作时的电流 。当 值确定后，起始保护动作仅与工作电流有关，与工作电压及负载管长没有关系。 阻值越大，起始保护线路电流越大。 值取 时 8 米负载输入电压大于 240V，起始保护电流 5005分钟后起保。试验中发现不同功率管对 1用 时同一型号功率管，不同厂家生产的 表 1 3 4 5 6 起始保护电流（ 430 450 465 490 500 515 1 制器 20240=76800 个显示点的点阵液晶显示模块，每 8个显示点构成一个字节，每行 40个字节，全屏共计 40240=9600 个字节。 可以显示汉字和字符，汉字和字符可以采用3232 、 2424 、 1616 、 88 等点阵形式。 3根，它直接与 且很容易与单片机接口。其主要功能特点是：内部有功能较强的 I/丰富的指令功能；最大可驱动 640256的点阵液晶显示模块；图形和文本方式混合显示；内部存储器最大容量达 64k,可选用只读存储器和随机存储器。 制器的指令集如表 1所示。从指令集中可看出，除了一般液晶显示器所具有的设置功能之外，其突出的一个特点是还可以设置光标四个方向的移动等功能。控制器的命令字简单、易于掌握、便于编程 3。 表 1 制器指令集 功 能 指 令 代 码 说 明 参数量 系统控制 N 40H 53H 初始化，显示窗口 设置空闲操作 8 - 显示操作 N/9/58H 44H 50H 4示开，设置显示方式 设置显示区域，卷动 设置光标形状 设置 设置光标移动方向 设置点单元卷动位置 设置合显示方式 1 10 2 2 - 1 1 绘制操作 6H 47H 设置光标地址 读出光标地址 2 2 存储操作 2H 43H 数据写入显示缓冲区 从显示缓冲区读出数据 2 监控电路与输入信号采集时序 监控系统电路如图 1所示。左边的信号来自于可编程序控制器（ 当 数据参数（ ， 单片机发出断申请。单片机通过可编程芯片 82现信息输入。液晶显示器通过 接口电路是按照液晶 显示器和 据应用需要编制的 3232 字库和3216 字符库存放在 16于输入信号来自于 片机采集信息需结合 序要求如图 2所示。 为单片机的中断申请信号，通常 常 个扫描周期至少数毫秒乃至十多毫 秒。为了确保单片机读入的数据和状态准确无误，单片机响应中断信号后，启动定时器延时 2 3 t=2 3后才从 82421码编制好的三位十进制数： 7。 3 系统软件设计 单片机程序主要分为三个部分：初始化；输入信号采集；字符和汉字显示。初始化程序需对液晶显示模块 2、 82入信号采集程序由 中断服务程序组成。 的时间常数、开定时器 0中断和启动时器 0；定时器 0中断服务程序的任务是从 821H， 2H；并在中断服务程序中设置采集一次信息标志（置位单元 001” ）。字符和汉字显示程
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