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2877 基于PLC的霓虹灯控制系统设计 基于 PLC 霓虹灯 控制系统 设计

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第26卷 第12期2002年12月信 息 技 术INFORMATION TECHNOLOGYVOL.26NO.12Dec.2002一种LED汉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88点阵LED进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: LED;汉字显示;系统设计中图分类号:TN911.24 文献标识码:B 文章编号:1009 - 2552(2002)12 - 0047 - 03The Design of Controlled System in LED ChineseCharacters Information Dynamic DisplayShi Qiyun(Information and Communication Engineering College, H arbin Engineering University, H arbin 150001 , China)Abstract : This paper introduces a design project of controlled system in which Chinese characters informationis dynamically displayed with 88 LED lattice , and provides concrete realization methad of each parts offunctional electric circuit. From which we can understand the basic principle of the LED lattice displayingChinese characters. This system makes the choice of displaying information and implementation by PLD. It isvery convenient and practical to extend and modify information.Key words: LED; Chinese characters display; System design0 引言随着LED器件品质的不断提高,LED显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88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88 LED点阵显示器显示汉字。(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Altera公司的EDA软件MAX + PLUS进行系统的设计和仿真,并可将设计配置到FLEX10K系列中的EPF10K10LC84 - 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MAX + PLUS 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88 LED点阵显示器显示汉字的原理88 LED点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 1994-2006 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. 的一点亮时,必须使这一点所在行的数据线D5为高电平、 所在列的列位线B2为低电平。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B0为低电平时,D7D0为00011110(IEH)显示 “山” 的左起第一列;当B1为低电平时, D7D0为00000010(02H)显示 “山” 的左起第二列,以此类推;当列位线B0B7依次为低电平时,数据线D7D0同步变化,且依次通过 “山” 各列对应的数据为1EH、02H、02H、7EH、02H、02H、1EH、00H,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 秒) ,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MAX + PLUS 软件中的参数化模块Lmp- rom来实现数据的存储,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MAX + PLUS 可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20MHz主时钟经分频后产生1KHz、5Hz和1Hz三种频率的时钟。其中,1KHz是控制动态扫描显示所需时钟;5Hz是控制滚动显示时间的时钟,即滚动时间间隔为0. 2秒;而1Hz是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B0B7 ,其动态扫描频率为1KHz8即125Hz。同时计数器的输出作为同步控制信号(用TB02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Q1Q0控制存储器地址的高两位A7A6 ,以此确定显示哪条信息;同时,输出的复位信号SET用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P0 P1 P2 P3输 出Q1Q0选择的显示信息显示信息对应的地址范围A7A6A5A4A3A2A1A0011100第一条信息0000000000111111101101第二条信息0100000001111111110110第三条信息1000000010111111111011第四条信息1100000011111111 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P03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K1、K2来控制显示方式,输出S0S5分别控制存储器的低6位地址A0A5。按动K1、K2的同时产生输出信号CLR ,其作用与SET相同,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K1时,计数器74161(1)和(2)共同构成84 1994-2006 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. 一个88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CP1、CP2均为5Hz;计数器为0时输出S0S5在07之间变化并且与列位线的变化同步,对应显示一条信息的07列,计数器计为1时,则对应显示该条信息的18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K2时,74161(1)的时钟CP1被封锁使其一直保持为0 ;74161(2)的时钟CP2为1Hz ,此计数器为0时,输出S0S5在07之间变化,对应显示信息的第一个汉字,计数器为1时,输出S0S5在815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QCQBQA ,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MAX + PLUS 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LED的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COM严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COM +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. Richard C.Leinecher. COM+技术大全.北京:机械工业出版社,2001.2 潘爱民. COM原理与应用.北京:清华大学出版社,1999.3 余英,梁刚.Visual C+实践与提高- COM和COM +篇.北京:中国铁道出版社,2001.4 李维.Delphi 5.x ADO