CN103531145A

CN103531145A - 一种无线数码管显示屏

Info

Publication number: CN103531145A
Application number: CN201310472354.1A
Authority: CN
Inventors: 刘济玉
Original assignee: DALIAN GUONING ELECTRONICS Co Ltd
Current assignee: DALIAN GUONING ELECTRONICS Co Ltd
Priority date: 2013-10-12
Filing date: 2013-10-12
Publication date: 2014-01-22

Abstract

本发明公开了一种无线数码管显示屏，包括无线转串口模块、51单片机、信号驱动器、数码管驱动电路和宽电压输入模块，所述无线转串口模块接收需要显示的无线数据，将接收到的所述无线数据转化为串口数据，经所述串口数据传送给所述51单片机，所述51单片机根据自定义协议处理接收到的所述需要显示的无线数据，然后把处理后的显示数据所述通过信号驱动器发送到所述单位数码管驱动电路进行显示。本发明提供的无线数码管显示屏通过无线通信技术，克服了手持设备普遍存在LED/LCD显示器尺寸都很小，不利于观察记录以及将通信线缆按到手持设备上，造成手持设备拖拉等问题。

Description

一种无线数码管显示屏

技术领域

本发明涉及数码管显示屏，尤其涉及一种无线数码管显示屏。

背景技术

目前，许多手持设备都配有LED或者是LCD显示器，但是受限于手持设备的体积不能太大，耗电不能太多，所以普遍存在LED／LCD显示器尺寸都很小，不利于观察记录，更不能实现多人对测量数据的观察和现场指挥。有些大尺寸的数码管显示屏虽然能通过串口，RS485等接收数据进行显示，但是需要将通信线缆接到手持设备上，造成手持设备拖拖拉拉，很不方便。

因此，本领域的技术人员致力于开发一种无线数码管显示屏，利用无线通信技术，接收手持设备上的数据，显示在大尺寸数码管显示屏上。

发明内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种无线数码管显示屏，通过无线方式接收手持设备发来的数据，实时驱动大尺寸数码管显示。

为实现上述目的，本发明提供了一种无线数码管显示屏，包括无线转串口模块、51单片机、信号驱动器、数码管驱动电路和宽电压输入模块，其特征在于，所述无线转串口模块接收需要显示的无线数据，将接收到的所述无线数据转化为串口数据，经所述串口数据传送给所述51单片机，所述51单片机根据自定义协议处理接收到的所述需要显示的无线数据，然后把处理后的显示数据所述通过信号驱动器发送到所述数码管驱动电路，所述数码管驱动电路将接收到的所述显示数据显示出来，所述宽电压输入模块与所述51单片机相连接，为所述51单片机提供电压输入。

在本发明的较佳实施方式中，所述数码管驱动电路包括串入并出转换器、大电流驱动器和1位数码管，所述串入并出转换器通过所述信号驱动器接收所述51单片机发送的所述显示数据，实现串并转换，通过所述大电流驱动器驱动所述1位数码管点亮。

在本发明的另一较佳实施方式中，所述数码管为多路数码管，通过所述数码管驱动电路级联得到。

在本发明的较佳实施方式中，所述无线数码管显示屏还包括一个复位／晶振电路。

在本发明的另一较佳实施方式中，所述无线数码管显示屏还包括一个编码器，所述编码器和所述51单片机连接，所述编码器为一个8位的拨码开关，通过不同的组合，可以使单片机工作在不同的模式下，用于日历／时间的调整。

在本发明的较佳实施方式中，所述无线数码管显示屏还包括语音播放模块，采用WT588D语音模块，与所述51单片机连接，自动读出需要显示的所述显示数据。

在本发明的另一较佳实施方式中，所述51单片机的自定义协议格式如下：

起始码

机号

数字1

数字2

数字3

数字4

小数点位置

结束码

1字节

起始码固定为0xAA，结束码固定为0xFE，机号，数字以及小数点位置为整数值；

负数为1A，A～F的值为“A-F”。1F不显示；

小数点位置是从最后面FE开始算起的位置。

在本发明的较佳实施方式中，所述51单片机为STC12C5AXXS2系列单片机，所述单片机具有双串口，一路串口和所述无线转串口模块相连，用于数据通信，另一路串口用于发送所述显示数据到所述数码管驱动电路的驱动单元。

在本发明的另一较佳实施方式中，所述无线转串口模块，采用WLK04M78型模块，固定在箱体上，天线安装在箱体的外面，模块通过电缆所述51单片机相连，该模块的无线频率为780MHz。

本发明提供的无线数码管显示屏通过无线通信技术，接收手持设备上的数据，显示在大尺寸数码管显示屏上，使得数据一目了然，克服了手持设备普遍存在LED／LCD显示器尺寸都很小，不利于观察记录以及将通信线缆按到手持设备上，造成手持设备拖拉等问题。

以下将结合附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本发明的目的、特征和效果。

附图说明

图1是本发明的一个较佳实施例的系统设计原理图；

图2是本发明的一个较佳实施例的无线转串口模块与主控板的P7接口连接方式；

图3是本发明的一个较佳实施例的主控板的P6接口与驱动板接口P5和P6的连接方式；

图4是本发明的一个较佳实施例的系统软件流程图。

具体实施方式

如图1所示为本发明的一个较佳实施例的系统设计原理图，包括无线转串口模块、51单片机、信号驱动器、数码管驱动电路和宽电压输入模块。无线转串口模块把无线数据转化为串口数据，51单片机接收串口数据，根据自定义协议处理显示数据，然后把显示数据发送到数码管驱动电路上进行显示。

51单片机采用STC12C5AXXS2系列单片机，该款单片机是1T单片机，具有高速、低功耗、抗干扰能力强的特点，是宏晶的新一代51系列单片机。本系统主要利用了它的双串口功能，一路串口和无线模块相连，用于数据通信。另一路串口用于发送数据到数码管驱动单元。宽电压输入模块采用DCDC技术，电压转换效率高达90％，发热量小，电压5V输出，工作稳定。复位电路采用RC电路，因为STC12C5AXXS2单片机有内置的复位电路，所以既便宣又稳定。晶振为12MHz。无线转串口模块采用780MHz的无线收发模块，传输距离达500米，采用扩频技术，抗干扰能力强。编码器为一个8位的拨码开关，通过不同的组合，可以使单片机工作在不同的模式下，主要用于日历/时间的调整。在有些场合，需要语音播放显示的数据，本系统采用WT588D语音模块来实现自动数据读出功能。51单片机的串口工作在工作模式0时，为同步移位寄存器，此时，TXD，RXD不是用来发送，接收，而是RXD既用来输出，又用来输入是数据线，TXD用作移位脉冲。所以用TXD，RXD，再加上一个锁存控制信号STR，就可以串行输出显示的数据了。为了提高驱动能力，加上了一片CD4049用作信号驱动器。

为了提高系统的灵活性和安装方便。本发明的电路做到两种电路板上，一种电路板上面有宽电压模块，51单片机，晶振和复位电路，编码器，语音播放模块，信号驱动器等，称为主控板，另一种电路板有串并转换电路和大电流驱动电路，称为驱动板。电路板上有接口，用与相互连接。

在驱动板上，由CD4094实现串并转换，转换后的电平通过大电流驱动器ULN2803，驱动数码管点亮。大尺寸的数码管电压一般12V，电流40mA左右。如果是多位数码管，把驱动板级联即可。本设计数码管驱动属于静态驱动，具有驱动相对电流小，开管次数低，能延长数码管的寿命。

无线转串口模块采用WLK04M78型模块，该模块固定在箱体上，天线安装在箱体的外面，模块通过电缆和主控制板相连。模块的无线频率有433MHz，780MHz等几种配置，串口波特率可调节，本系统用9600bps进行通信。

无线转串口模块有7个引脚，功能为：

管脚	名称	方向	说明
				1	GND		地
2	VCC		供电电源1.8V-3.6V
				3	SET_A	输入	用于选择模块工作模式
4	RXD	输入	串口输入口，TTL电平
				5	TXD	输出	串口输出口，TTL电平。
6	AUX	输出	用于指示模块工作状态
				7	SET_B	输入	用于选择模块工作模式

其中，3脚SET_A，7脚SET_B为工作模式选择脚。其中SET_A，SET_B都为低电平时，模块是正常工作模式，其他值时，构成几种节电模式。本发明中只使用了正常工作模式，所以把SET_A，SET_B直接接低电平。6脚AUX也用不到，所以无线转串口模块和主控板上的P7接口，连接方式如图2所示。

驱动板接收主控板发来的串行信号和控制信号，由U1标识的芯片CD4094实现串并转换，U3标识的芯片ULN2803实现大电流驱动增益，然后输出8个笔信号，分别接数码管的“日”字行的7笔和小数点。为了做板方便，每个驱动板上有两套这样的电路，其串行信号级联，这样，每块驱动板可以驱动两个数码管字，如果需要更多的字，再加驱动板即可。如图3所示，图3中只画出了两块驱动板级联，两块驱动板可驱动4个数字。如果需要更多的数字，继续级联驱动板就可以了。例如，本系统需要5个数码管，那么就要3块驱动板相级联，最后一块驱动板只焊一半即可。

驱动板与数码管连接很简单，直接把驱动板的P1和P2接口A-DP接到数码管的相对应的A-DP，本电路驱动的是共阳极数码管，因此要把VCC_LED连到各个数码管的阳极上。

系统软件部分的处理流程如图4所示，具体流程如下：

看门狗利用单片机集成的看门狗功能，系统时钟预分频64，如果12Mhz的话，看门狗复位时间大概是2秒。因此，在程序处理中每个循环都喂狗一次。

通信指示灯控制口用单片机普通的IO口，当收到串口1的通信数据，闪烁一次。

串口1连接无线转串口模块，工作模式1，采用中断方式接收数据。利用定时器1产生波特率。设定波特率9600，无校验位，8位数据位。

串口2用于传输数码管数据，工作模式0，同步位移方式，8位数据位，发送时低位在前，波特率固定为时钟频率的1／12，如果12Mhz的话，1M的数据传输率。因为本系统数码管是静态驱动，不存在刷新的问题，1M的数据传输率，可以保证显示1000个数字而不产生闪烁。这点是动态驱动方式所不能比拟的。另外，用一个串口硬件去实现数据的传输，保证了时序的正确性和实时性，比用普通的IO口软件进行模拟的方法好很多。

无线模块初始化部分对协议解析用的缓存区进行了初始化。

语言部分初始化，主要是对语音模块的复位脚RST输出一个复位信号，等待语音模块正确复位。语言模块里面的数字发音是通过PC电脑上软件烧写进去的，每个数字发音都有一个地址，位数的发音也有自己的地址。这样，当收到要显示的数字时，查表得到其地址，计算得到位数，通过SPI接口向U4，WT588D送出相应的地址序列，WT588D就会自动找到语音信息，驱动喇叭发出声音。喇叭接在P3口上。WT588D本身的驱动能力有限，只能驱动0.5W以下的喇叭，如果接外部功放，可以从预留的P2口接出。

初始化完所有的模块后，程序进入一个无限循环，在循环里面不检测串口1是否接收到协议命令，如过接收到了，就对协议进行解析，取出要显示的数字，根据数字查编码表，得到共阳极数码管的编码，送到显示串口2发送出去就可以了。如果有自动读出的需要，就通过SPI送出对应的地址到WT588D。

本系统的协议格式为：

起始码

机号

数字1

数字2

数字3

数字4

小数点位置

结束码

1字节

起始码固定为0xAA，结束码固定为0xFE，机号，数字以及小数点位置为整数值。

负数为1A，A～F的值为“A-F”。1F不显示。

小数点位置是从最后面FE开始算起的位置。

例如：如果收到AA010102030402FE，显示屏显示“1123.4”

如果收到AA011A02030403FE，显示屏显示“1-2.34”

当显示屏正确显示完数据，返回010B，错误时，返回020B

在循环中，要及时喂狗。防止发生看门狗复位。

以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims

1.一种无线数码管显示屏，包括无线转串口模块、51单片机、信号驱动器、数码管驱动电路和宽电压输入模块，其特征在于，所述无线转串口模块接收需要显示的无线数据，将接收到的所述无线数据转化为串口数据，经所述串口数据传送给所述51单片机，所述51单片机根据自定义协议处理接收到的所述需要显示的无线数据，然后把处理后的显示数据所述通过信号驱动器发送到所述单位数码管驱动电路，所述数码管驱动电路将接收到的所述显示数据显示出来，所述宽电压输入模块与所述51单片机相连接，为所述51单片机提供电压输入。

2.如权利要求1所述的无线数码管显示屏，其中，所述数码管驱动电路包括串入并出转换器、大电流驱动器和1位数码管，所述串入并出转换器通过所述信号驱动器接收所述51单片机发送的所述显示数据，实现串并转换，通过所述大电流驱动器驱动所述1位数码管点亮。

3.如权利要求2所述的无线数码管显示屏，其中，所述数码管为多路数码管，通过所述数码管驱动电路级联得到。

4.如权利要求1所述的无线数码管显示屏，其中，所述无线数码管显示屏包括一个复位／晶振电路。

5.如权利要求1所述的无线数码管显示屏，其中，所述无线数码管显示屏包括一个编码器，所述编码器和所述51单片机连接，所述编码器为一个8位的拨码开关，通过不同的组合，可以使单片机工作在不同的模式下，用于日历/时间的调整。

6.如权利要求1所述的无线数码管显示屏，其中，所述无线数码管显示屏包括一个语音播放模块，采用WT588D语音模块，与所述51单片机连接，自动读出需要显示的所述显示数据。

7.如权利要求1所述的无线数码管显示屏，其中，所述51单片机的自定义协议格式如下：

起始码机号数字1 数字2 数字3 数字4 小数点位置结束码 1字节 1字节 1字节 1字节 1字节 1字节 1字节 1字节

负数为1A，A～F的值为“A-F”，1F不显示；

小数点位置是从最后面FE开始算起的位置。

8.如权利要求1所述的无线数码管显示屏，其中，所述51单片机为STC12C5AXXS2系列单片机，所述单片机具有双串口，一路串口和所述无线转串口模块相连，用于数据通信，另一路串口用于发送所述显示数据到所述数码管驱动电路的驱动单元。

9.如权利要求1所述的无线数码管显示屏，其中，所述无线转串口模块，采用WLK04M78型模块，固定在箱体上，天线安装在箱体的外面，模块通过电缆所述51单片机相连，所述WLK04M78型模块无线频率为780MHz。