一種工業(yè)顯示屏的設(shè)計

在煉焦生產(chǎn)過程中，多臺作業(yè)機車按照給定的生產(chǎn)計劃，相互配合進(jìn)行工作，筆者設(shè)計了煉焦生產(chǎn)作業(yè)機車自動化控制系統(tǒng)。
為了幫助車上操作人員正確、準(zhǔn)時進(jìn)行操作，防止誤操作或各機車相互配合不當(dāng)造成事故，煉焦控制系統(tǒng)中設(shè)計了一種工業(yè)顯示屏。顯示屏用數(shù)碼管和指示燈顯示：當(dāng)前本車的生產(chǎn)任務(wù)，執(zhí)行任務(wù)的時間以及實際時間，當(dāng)前其它相關(guān)作業(yè)機車的位置、工作狀態(tài)以及允許工作條件；顯示屏用語音進(jìn)行作業(yè)提示、工作狀態(tài)通報、報警。圖1為工作中的顯示屏，數(shù)碼管用L表示，指示燈用D表示。

1 總體電路結(jié)構(gòu)
顯示屏總體電路框圖如圖2。單片機AT89C51作為電路核心，AT89C51串行口接收中央控制室主控計算機發(fā)來串行數(shù)據(jù)，由此控制顯示的內(nèi)容和發(fā)出相應(yīng)的語音。AT89C51內(nèi)部定時器Tl作為波特率發(fā)生器，TO用作定時。為了和車上PLC通信接口一致，顯示屏采用RS一485串行通信標(biāo)準(zhǔn)，用MAX485作為通信接口。

為了防止系統(tǒng)出現(xiàn)死機現(xiàn)象，采用MAX813芯片實現(xiàn)“看門狗”功能。MAX813第6腳WDI接至AT89C51的P2．4，程序中每隔一定的時間執(zhí)行一條CPL，P2．4指令，即不斷地向MAX8l3的WDI腳發(fā)出脈沖信號進(jìn)行“喂食”，一旦AT89C51出現(xiàn)“死鎖”時，不可能再執(zhí)行CPL P2．4，MAX813的計數(shù)器溢出，控制RESET引腳向AT89C51輸出一個復(fù)位信號，使AT89C51復(fù)位。

2 顯示電路設(shè)計
顯示電路設(shè)計采用SPI接口的顯示驅(qū)動電路芯片MCl4489。SPI總線是一個同步串行外設(shè)接口，只需3～4根數(shù)據(jù)線和控制線即可實現(xiàn)與具有SPI總線接口功能的I／O器件進(jìn)行接口，因此，可以簡化電路設(shè)計，節(jié)省器件。
2．1 MCl4489介紹
MCl4489是Motorola公司生產(chǎn)的一種高集成度的顯示驅(qū)動器，集鎖存、譯碼、驅(qū)動、掃描、時鐘于一體，采用動態(tài)掃描方式驅(qū)動共陰極LED數(shù)碼管或獨立的LED指示燈，且亮度可程控為全亮或半亮。一片MCl4489可直接驅(qū)動5個顯示單元，1個顯示單元可以是1個數(shù)碼管或4個獨立的LED指示燈。
(1)MCl4489引腳功能
MCl4489其引腳排列如圖3，引腳功能如下。
Bl～B5(BANKl～5)：顯示位驅(qū)動端，低電平有效。MCl4489采用B1～B5依次有效的動態(tài)掃描方式驅(qū)動5個顯示單元，B5為最高位驅(qū)動端。
a～h：數(shù)碼管顯示段驅(qū)動端。驅(qū)動數(shù)碼管時，a～g分別驅(qū)動數(shù)碼管的a～g字段，h驅(qū)動小數(shù)點。驅(qū)動指示燈時，a、b、c、d直接控制4個指示燈，e、f、g處于低電平。一片MCl4489最多可控制5個數(shù)碼管或20個獨立的指示燈。
EN：串行輸入使能端，為低電平有效。
DI(DATA IN)：串行數(shù)據(jù)輸入端。EN有效期間，串行數(shù)據(jù)在CLOCX上升沿由DI端移入內(nèi)部移位寄存器，高位在前。
D0(DATA OUT)：串行數(shù)據(jù)輸出端。在時鐘脈沖CLOCK下降沿移出數(shù)據(jù)，可用于芯片間級聯(lián)，前級D0接后級DI。
CLOCK：串行數(shù)據(jù)時鐘輸入端。
Rx：外部電流設(shè)置電阻，要求Rx≥700Ω，其值決定驅(qū)動電流大小，選擇Rx阻值調(diào)節(jié)顯示亮度。
VDD、VSS：電源端、地線。
(2)MCl4489顯示控制