《这下载信息-煤矿监测监控工作站显示终端的设计3.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《这下载信息-煤矿监测监控工作站显示终端的设计3.pdf（3页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、 第1期2008年2月工矿自动化Industry and Mine AutomationNo.1Feb.2008文章编号:1671-251X(2008)01-0096-03煤矿监测监控工作站显示终端的设计3张治斌,朱俊杰(河南理工大学电气工程与自动化学院,河南 焦作 454000)摘要:提出了一种单片机显示终端结构电路的设计方法,讨论了电路中各个主要模块的结构以及应用方法和技巧。该显示终端实现了用户与煤矿监测监控工作站的交互以及用户与网络资源的交互。关键词:煤矿;监控系统;工作站;显示终端;单片机 中图分类号:TD672 文献标识码:BDesign of Display Terminal of
2、 Monitoring and Control Workstation of Coal MineZHANG Zhi2bin,ZHU Jun2jie(College of Electrical Engineering and Automation of Henan Polytechnic University,Jiaozuo 454000,China)Abstract:The paper put forward a kind of design method of structure circuit of display terminal basedon single2chip microcom
3、puter,discussed the structure,the application methods and skills of main modulesof the circuit.The display terminal realized interaction between user and monitoring and control work2station of coal mine and between user and network resource too.Key words:coal mine,monitoring and control system,works
4、tation,display terminal,single2chipmicrocomputer收稿日期:2007-08-143 基金项目:河南省教育厅自然科学研究项目(200510460015)作者简介:张治斌(1953-),男,河南洛阳人,高级工程师,主要研究方向为计算机控制。0 引言煤矿监测监控工作站是现代煤矿安全生产监测监控系统的重要组成部分。然而,一般的煤矿监测监控工作站的显示功能简单,接口单一,输入方式比较少,有的甚至没有显示功能。工作站的参数设置多数通过通信远程进行,给正常的操作和维修、维护工作带来了困难和不便。因此,笔者研究设计了一种微型的、多功能、多接口和多输入方式的面向煤矿
5、监测监控工作站的显示终端,以适应煤矿新一代安全监测监控系统网络信息化建设的需要。1 显示终端的结构显示终端的设计采用高端单片机为主处理器(MCU),外围设备接口电路包括通用显示模块、通用键盘(标准键盘和自定键盘)模块、通信模块(包括RS232及以太网线与RS232总线转换模块)、红外发射/接收模块、触摸屏模块、字库存储等功能模块。其结构框图如图1所示。图1 显示终端结构框图MCU将从通用键盘模块、红外发射模块、触摸屏模块发来的数据进行处理后,向字库存储模块发出命令,从字库存储模块中提取所需的字模,然后通过通用显示模块在LCD上显示所输入的数据。同时MCU将输入的数据通过RS232总线通信模块将
6、其传送到工作站或是通过以太网与RS232转换模块传送到以太网所指向的远程工作站,从而实现远程数据传输与控制。2 硬件电路设计显示终端的硬件电路如图2所示。STC89C516RD+是电路的主处理器,它具有64 KB的程序存储空间(FLASH)和1 280 B的数据存储空间(RAM)。STC89C516RD+为真正的看门狗,缺省为关闭(冷启动),启动后无法关闭,可放心省去外部看门狗。它具有超低功耗、超强抗干扰和降低单片机对外部的电磁辐射三大特点。图2 显示终端的硬件电路图 通用键盘模块是人机交互的主要工具,所以在考虑其应具有良好的兼容性时,除了能够使用标准键盘以外,显示终端还能够使用一些特定的键盘
7、和一些自主设计制作的键盘,从而达到了更好的适用性。红外发射/接收模块的功能也是实现数据的输入,它为人机交互提供了更加方便快捷的方法。在键盘使用不方便的情况下,它更是起到了不可或缺的作用。对于红外发射,本设计采用TC9148芯片,TC9148是COMS低功耗红外遥控发射专用IC,通常与TC9149/TC9150红外遥控接收IC配合使用,对电路进行控制。TC9148可连接18个键,其中12个键为脉冲发射键(即按1次发射1次编码脉冲,接收机解调后生成1个单脉冲信号),其余6个键具有连续发射功能(即按下发射键,红外发射管连续发射该键的编码信号直到放开该键为止,接收机端可得到一串脉冲信号)。其工作原理框
8、图如图3所示。图3 红外发射模块的工作原理框图 红外接收电路采用HS0038一体化红外接收头,接收频率为38 kHz+1 kHz。HS0038用于数据通信时,在标准RS232下,波特率设置不能大于2 400 bps,否则HS0038无法区分接收到的信号(2 400 bps已接近其带宽极限)。其电路工作原理框图如图4所示。图4 红外接收模块的工作原理框图触 摸 屏 作 为一 个 输 入设 备,该 电 路 使 用ADS7843专门对其控制。电路运行中,串口首先向ADS7843发送控制字,ADS7843经过电极电压切换和A/D转换完成后,再向串口读出电压转换值。这就完成了触摸屏接口模块的1个工作周期
9、。显示模块的主要功能是显示中英文、数字、表格以及图形,从而更好地实现人机交互的目的。HY-240128M液晶显示模块的点阵数为240128,自带32 KB的SRAM作为显示缓冲区。该显示模块的行驱动、列驱动均由SPLC086A控制,液晶控制器为T6963C。硬件复位后,需要对控制器初始化,因为上电后液晶模块的SRAM中为随机数,所以初始化后或整屏内容更新前,都要清屏。字库存储模块采用AT24CXX串行EEPROM。792008年第1期张治斌等:煤矿监测监控工作站显示终端的设计在同一条总线上可串联8个A T24CXX EEPROM,同MCU的2个I/O引脚。总线上每一个存储器地址输入(A0,A1
10、,A2)的硬件连线是唯一的。在图2中存储器的识别地址是0(A0,A1,A2接地)。U5为电平转换芯片,由于单片机的TTL逻辑电平和RS232C的电器特性完全不同,RS232C的逻辑0电平为+5+15 V,逻辑1电平为-5-15 V,因此在将工作站和单片机的10脚和11脚交叉连接时必须进行电平转换。RS232总线通信模块实现了MCU与工作站的通信。该电路采用主串口9芯引脚连线,RXD(管脚2)为接收数据信号线,TXD(管脚3)为发送数据信号线。3 软件功能设计面向煤矿监测监控工作站的显示终端的软件设计采用模块化设计,按功能不同可分为字符功能、图形功能和数据转换及通信功能。(1)字符功能可显示汉字
11、、英文、数字及自定义字符,字符大小可根据不同的需要定义为88、812、816、1616点阵模式。功能显示方式有正显、反显、闪烁显示等,支持多行、多页和多窗口显示。(2)图形功能具有定义图形显示坐标功能。提供了画点、线、圆、弧、椭圆、矩形、弓形、扇形等的作图模式定义、线宽度定义、任意位置写字符、块填充功能、规则区域填充、任意封闭曲线包围的非规则区域填充等图形功能。用户可在该基础上编制具有良好人机界面的应用程序。(3)数据转换及通信功能与近端的工作站通过串行口通信。通过通信转换模块实现不同数据之间的转换,进而通过以太网实现与远端工作站的通信。按照用户的要求和工作站的查询等命令传送相应用户所需的信息
12、,或传送煤矿监测监控工作站所需的信息。设计上保留接收主站控制命令的功能。4 结语本文将传统的显示终端和微处理器以及相关的电路组合为一体,达到了较好的控制与显示效果。所设计的显示终端具有多输入方式、多功能、多接口,尤其是它的通信接口方式转换功能,使它具有更广泛的应用前景。参考文献:1 张治斌,乔应旭.标准闪存卡在煤矿安全监控分站中的应用J.煤炭科学技术,2006,6(6):1921.2 吴 平,龚 彬,丁铁夫.液晶显示模块和MSP430在显示终端上的应用J.液晶与显示,2003,18(6).3 李景平.基于现场总线思想的煤矿综合监控系统设计J.测控技术,2000,19(12).第1期2008年2
13、月工矿自动化Industry and Mine AutomationNo.1Feb.2008文章编号:1671-251X(2008)01-0098-04基于PROFIBUS-PA总线接口的智能变频器黄江平(华东交通大学电气与电子工程学院,江西 南昌 330013)摘要:文章采用模块化设计并实现了一个带PROFIBUS-PA通信接口的智能变频器,介绍了该变频器的总体结构、主要部分电路原理和软件设计等。该变频器以DSP芯片(TMS320F240)作为变频部分的控制核心,并使用了专用通信接口芯片SPC4和SIM1构成PROFIBUS-PA总线中的一个智能从站,主开关器件采用功率模块PM100RSA120作为逆变器,从而可以准确判断电机的转速、位置和转动方向。关键词:变频器;接口电路;调速;PROFIBUS-PA;DSP;SPC4 中图分类号:TM461 文献标识码:B收稿日期:2007-08-09作者简介:黄江平(1966-),男,江西吉水县人,副教授,现主要从事计算机控制教学与科研工作。0 引言近年来,随着电力电子技术、计算机技术和电