一種工業(yè)顯示屏的設(shè)計(jì)

在煉焦生產(chǎn)過程中，多臺(tái)作業(yè)機(jī)車按照給定的生產(chǎn)計(jì)劃，相互配合進(jìn)行工作，筆者設(shè)計(jì)了煉焦生產(chǎn)作業(yè)機(jī)車自動(dòng)化控制系統(tǒng)。
為了幫助車上操作人員正確、準(zhǔn)時(shí)進(jìn)行操作，防止誤操作或各機(jī)車相互配合不當(dāng)造成事故，煉焦控制系統(tǒng)中設(shè)計(jì)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(shí)間以及實(shí)際時(shí)間，當(dāng)前其它相關(guān)作業(yè)機(jī)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(bào)、報(bào)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(jī)AT89C51作為電路核心，AT89C51串行口接收中央控制室主控計(jì)算機(jī)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(shí)器Tl作為波特率發(fā)生器，TO用作定時(shí)。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(jī)現(xiàn)象，采用MAX813芯片實(shí)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(shí)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(hào)進(jìn)行“喂食”，一旦AT89C51出現(xiàn)“死鎖”時(shí)，不可能再執(zhí)行CPL P2．4，MAX813的計(jì)數(shù)器溢出，控制RESET引腳向AT89C51輸出一個(gè)復(fù)位信號(hào)，使AT89C51復(fù)位。

2 顯示電路設(shè)計(jì)
顯示電路設(shè)計(jì)采用SPI接口的顯示驅(qū)動(dòng)電路芯片MCl4489。SPI總線是一個(gè)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(shí)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(jiǎn)化電路設(shè)計(jì)，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(dòng)器，集鎖存、譯碼、驅(qū)動(dòng)、掃描、時(shí)鐘于一體，采用動(dòng)態(tài)掃描方式驅(qū)動(dòng)共陰極LED數(shù)碼管或獨(dú)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(dòng)5個(gè)顯示單元，1個(gè)顯示單元可以是1個(gè)數(shù)碼管或4個(gè)獨(dú)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(dòng)端，低電平有效。MCl4489采用B1～B5依次有效的動(dòng)態(tài)掃描方式驅(qū)動(dòng)5個(gè)顯示單元，B5為最高位驅(qū)動(dòng)端。
a～h：數(shù)碼管顯示段驅(qū)動(dòng)端。驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管時(shí)，a～g分別驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管的a～g字段，h驅(qū)動(dòng)小數(shù)點(diǎn)。驅(qū)動(dòng)指示燈時(shí)，a、b、c、d直接控制4個(gè)指示燈，e、f、g處于低電平。一片MCl4489最多可控制5個(gè)數(shù)碼管或20個(gè)獨(dú)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(shí)鐘脈沖CLOCK下降沿移出數(shù)據(jù)，可用于芯片間級(jí)聯(lián)，前級(jí)D0接后級(jí)DI。
CLOCK：串行數(shù)據(jù)時(shí)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(dòng)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