CN110445369A - 点阵式智能候车亭电子站牌专用控制装置 - Google Patents

点阵式智能候车亭电子站牌专用控制装置 Download PDF

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CN110445369A CN201910729766.6A CN201910729766A CN110445369A CN 110445369 A CN110445369 A CN 110445369A CN 201910729766 A CN201910729766 A CN 201910729766A CN 110445369 A CN110445369 A CN 110445369A
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Abstract

本发明公开了点阵式智能候车亭电子站牌专用控制装置，属于公交站牌技术领域。它包括电源电路，控制电路，485隔离收发电路所述电源电路采用车载电源芯片TPS40057，所述车载电源芯片TPS40057的KFF端口连接电阻R101的一端，电阻R101的另一端分六路分别连接电源、电容C43的一端后接地、电阻R100的一端、电容C44的一端、场效应二极管Q7的D端口和车载电源芯片TPS40057的VIN端口，所述电阻R100的另一端和电容C44的另一端合并后连接车载电源芯片TPS40057的ILIM端口。本发明所使用芯片具有宽电压输入，9‑36V输入，大电流输出特性，0‑8A输出，转换效率高达95%，且温升较低的优势。

Description

点阵式智能候车亭电子站牌专用控制装置
技术领域
本发明涉及点阵式智能候车亭电子站牌专用控制装置，属于公交站牌技术领域。
背景技术
随着城市规模的不断扩大，公交行业得到了快速发展，方便了人们上班、出行及旅游，公交出行成了不少市民的主要选择。
但传统的公交站牌，作为指示公交车路线的载体，一般只是将相关乘车信息、站点信息印制、喷涂、粘贴在公交站牌上，这样信息变更起来比较麻烦，并存在信息量有限、更新缓慢的不足之处。为此，电子公交站牌逐步替代传统公交站牌，进入到人们的视野中。
但是，电子公交站牌上的显示板需要通过芯片进行信息的接收、转换和发送，但是目前所使用的芯片在接收和发送信息之间进行信息转换时花费时间较长，从而使得转换效率偏低，另外转换信息时的温升偏高。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于：提供点阵式智能候车亭电子站牌专用控制装置，它解决了目前所使用的芯片在接收和发送信息之间进行信息转换时花费时间较长，从而使得转换效率偏低，另外转换信息时的温升偏高的问题。
本发明所要解决的技术问题采取以下技术方案来实现：
点阵式智能候车亭电子站牌专用控制装置，包括电源电路，控制电路，485隔离收发电路，所述电源电路采用车载电源芯片TPS40057，所述车载电源芯片TPS40057的KFF端口连接电阻R101的一端，电阻R101的另一端分六路分别连接电源、电容C43的一端后接地、电阻R100的一端、电容C44的一端、场效应二极管Q7的D端口和车载电源芯片TPS40057的VIN端口，所述电阻R100的另一端和电容C44的另一端合并后连接车载电源芯片TPS40057的ILIM端口；所述车载电源芯片TPS40057的RT端口连接电阻R102的一端后分五路分别连接电容C49的一端、电阻R103的一端、电阻R105的一端、电容C51的一端和接地，电容C49的另一端、电阻R103的另一端、电阻R105的另一端、电容C51的另一端分别连接车载电源芯片TPS40057的BP5端口、SYNC端口、SGND端口和SS/SD端口，车载电源芯片TPS40057的BOOST端口连接电容C50的一端后分四路分别连接车载电源芯片TPS40057的SW端口、场效应二极管Q7的S端口、电感L1的一端和场效应二极管Q8的D端口，所述场效应二极管Q7的G端口连接电阻R104后连接车载电源芯片TPS40057的HDRV端口，场效应二极管Q8的G端口分两路分别连接电阻R107的一端和电阻R109的一端，电阻R107的另一端连接车载电源芯片TPS40057的LDRV端口，电阻R109的另一端分五路分别连接车载电源芯片TPS40057的PGND端口、电容C52的一端后连接车载电源芯片TPS40057的BP10端口、场效应二极管Q8的S端口、电阻R111的一端和接地，所述电阻R111的另一端连接电阻R108的一端，电阻R108的另一端分五路分别连接电感L1的另一端、电阻R106的一端、电容C53的一端、电容C54的一端和VCC_5V端口，所述VCC_5V端口连接控制电路，电容C54的另一端和电容C53的另一端合并后接地，电阻R106的另一端连接电容C55后分三路分别连接电容C56的一端、电容C57的一端和车载电源芯片TPS40057的VFB端口，所述电容C56的另一端连接电阻R110的一端，电阻R110的另一端分两路分别连接电容C57的另一端和车载电源芯片TPS40057的COMP端口。
作为优选实例，所述控制电路采用芯片74HC245，芯片74HC245的DIR端口分两路分别连接电阻R43的一端和电阻R38的一端，电阻R43的另一端连接245_DIR端口，245_DIR端口的另一端是死连接，芯片74HC245上的A1、A2、A3、A4、A5、A6、A7、B1、B2、B3、B4、B5、B6、B7端口的另一端均为死连接，电阻R38的另一端分四路分别连接芯片74HC245的VCC端口、电容C21的一端、电容C22的一端和VCC_5V端口，电容C21的另一端分三路分别连接电容C22的另一端、电阻R45的一端和接地，电阻R45的另一端连接芯片74HC245的OE端口，芯片74HC245的GND端口接地，芯片74HC245的B0端口连接电阻R48的一端后连接B0端口，所述B0端口连接Header4的3号引脚，Header4的2号引脚接地，Header4的1号引脚连接VRGB_5V端口，Header4的4号引脚死连接。
作为优选实例，所述485隔离收发电路采用ADUM1201电磁隔离芯片，VDD端口连接VCC_3V3端口，电磁隔离芯片ADUM1201的VIB端口连接接收数据引脚，电磁隔离芯片ADUM1201的VOA端口连接发送数据引脚，电磁隔离芯片ADUM1201的GND1端口接地，电磁隔离芯片ADUM1201的GND2端口连接ISO_GND端口，电磁隔离芯片ADUM1201的VDD2端口分三路分别连接ISO_5V端口、电阻R5的一端和电阻R6的一端，电阻R5的另一端连接LED灯X2的一端，LED灯X2的另一端分两路分别连接电磁隔离芯片ADUM1201的VIA端口和电阻R9的一端，电阻R9的另一端连接U3的RO端口，所述U3设有八个端口，U3的RE端口和DE端口合并后连接485_DCtrl端口，U3的DI端口连接电阻R11的一端后分两路分别连接LED灯X3的一端和电磁隔离芯片ADUM1201的VOB端口，LED灯X3的另一端连接电阻R6的另一端；U3的VCC端口连接ISO_5V端口，U3的GND端口接地，U3的B端口分五路分别连接继电器JP1、电阻R7的一端后连接ISO_GND端口、瞬态电压抑制二极管D1的一端、瞬态电压抑制二极管D2的一端和电阻R8的一端，电阻R8的另一端一次连接避雷器F1）后连接485_B端口，继电器JP1的另一端连接电阻R10的一端，电阻R10的另一端后连接R13的一端、U3的A端口、D1的另一端、D3的一端和电阻R12,电阻R12的另一端一次连接避雷器F2后连接485_A端口，R13的另一端连接ISO_5V端口，D3的另一端分四路分别连接D2的一端、Shield-GND端口、电容C5和R14,所述R14的另一端分两路分别与电容C5的另一端和RARTH端口相连，所述R14的一端与Shield-GND端口相连。
本发明的有益效果是：本发明所使用芯片具有宽电压输入，9-36V输入，大电流输出特性，0-8A输出，转换效率高达95%，且温升较低的优势。
附图说明
图1为本发明的电源电路原理图；
图2为本发明中的控制电路原理图；
图3为本发明中的485隔离收发电路的原理图；
图4为本发明中从机防反接电路原理图
图5为本发明中从机防反接电路中芯片74HC04控制电路的接收信号时的原理图；
图6为本发明中从机防反接电路中芯片74HC04控制电路的发送信号时的原理图。
具体实施方式
为了对本发明的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。
如图1-6所示，点阵式智能候车亭电子站牌专用控制装置，包括电源电路，控制电路，485隔离收发电路，电源电路采用车载电源芯片TPS40057，车载电源芯片TPS40057的KFF端口连接电阻R101的一端，电阻R101的另一端分六路分别连接电源、电容C43的一端后接地、电阻R100的一端、电容C44的一端、场效应二极管Q7的D端口和车载电源芯片TPS40057的VIN端口，电阻R100的另一端和电容C44的另一端合并后连接车载电源芯片TPS40057的ILIM端口；车载电源芯片TPS40057的RT端口连接电阻R102的一端后分五路分别连接电容C49的一端、电阻R103的一端、电阻R105的一端、电容C51的一端和接地，电容C49的另一端、电阻R103的另一端、电阻R105的另一端、电容C51的另一端分别连接车载电源芯片TPS40057的BP5端口、SYNC端口、SGND端口和SS/SD端口，车载电源芯片TPS40057的BOOST端口连接电容C50的一端后分四路分别连接车载电源芯片TPS40057的SW端口、场效应二极管Q7的S端口、电感L1的一端和场效应二极管Q8的D端口，场效应二极管Q7的G端口连接电阻R104后连接车载电源芯片TPS40057的HDRV端口，场效应二极管Q8的G端口分两路分别连接电阻R107的一端和电阻R109的一端，电阻R107的另一端连接车载电源芯片TPS40057的LDRV端口，电阻R109的另一端分五路分别连接车载电源芯片TPS40057的PGND端口、电容C52的一端后连接车载电源芯片TPS40057的BP10端口、场效应二极管Q8的S端口、电阻R111的一端和接地，电阻R111的另一端连接电阻R108的一端，电阻R108的另一端分五路分别连接电感L1的另一端、电阻R106的一端、电容C53的一端、电容C54的一端和VCC_5V端口，VCC_5V端口连接控制电路，电容C54的另一端和电容C53的另一端合并后接地，电阻R106的另一端连接电容C55后分三路分别连接电容C56的一端、电容C57的一端和车载电源芯片TPS40057的VFB端口，电容C56的另一端连接电阻R110的一端，电阻R110的另一端分两路分别连接电容C57的另一端和车载电源芯片TPS40057的COMP端口。
控制电路采用芯片74HC245，芯片74HC245的DIR端口分两路分别连接电阻R43的一端和电阻R38的一端，电阻R43的另一端连接245_DIR端口，245_DIR端口的另一端是死连接，芯片74HC245上的A1、A2、A3、A4、A5、A6、A7、B1、B2、B3、B4、B5、B6、B7端口的另一端均为死连接，电阻R38的另一端分四路分别连接芯片74HC245的VCC端口、电容C21的一端、电容C22的一端和VCC_5V端口，电容C21的另一端分三路分别连接电容C22的另一端、电阻R45的一端和接地，电阻R45的另一端连接芯片74HC245的OE端口，芯片74HC245的GND端口接地，芯片74HC245的B0端口连接电阻R48的一端后连接B0端口，B0端口连接Header4的3号引脚，Header4的2号引脚接地，Header4的1号引脚连接VRGB_5V端口，Header4的4号引脚死连接。
485隔离收发电路采用ADUM1201电磁隔离芯片，VDD端口连接VCC_3V3端口，电磁隔离芯片ADUM1201的VIB端口连接接收数据引脚，电磁隔离芯片ADUM1201的VOA端口连接发送数据引脚，电磁隔离芯片ADUM1201的GND1端口接地，电磁隔离芯片ADUM1201的GND2端口连接ISO_GND端口，电磁隔离芯片ADUM1201的VDD2端口分三路分别连接ISO_5V端口、电阻R5的一端和电阻R6的一端，电阻R5的另一端连接LED灯X2的一端，LED灯X2的另一端分两路分别连接电磁隔离芯片ADUM1201的VIA端口和电阻R9的一端，电阻R9的另一端连接U3的RO端口，U3设有八个端口，U3的RE端口和DE端口合并后连接485_DCtrl端口，U3的DI端口连接电阻R11的一端后分两路分别连接LED灯X3的一端和电磁隔离芯片ADUM1201的VOB端口，LED灯X3的另一端连接电阻R6的另一端；U3的VCC端口连接ISO_5V端口，U3的GND端口接地，U3的B端口分五路分别连接继电器JP1、电阻R7的一端后连接ISO_GND端口、瞬态电压抑制二极管D1的一端、瞬态电压抑制二极管D2的一端和电阻R8的一端，电阻R8的另一端一次连接避雷器F1）后连接485_B端口，继电器JP1的另一端连接电阻R10的一端，电阻R10的另一端后连接R13的一端、U3的A端口、D1的另一端、D3的一端和电阻R12,电阻R12的另一端一次连接避雷器F2后连接485_A端口，R13的另一端连接ISO_5V端口，D3的另一端分四路分别连接D2的一端、Shield-GND端口、电容C5和R14,R14的另一端分两路分别与电容C5的另一端和RARTH端口相连，R14的一端与Shield-GND端口相连。
点阵式智能候车亭电子站牌专用控制装置，还包括从机防反接电路、采用芯片74HC04的控制电路和非门自收发电路；
机防反接电路包括电源PWR+,电源PWR+分五路分别连接四个PMOS管的AO3401和电阻R24，每个AO3401的另一端均连接GDS,每个GDS的另一端均分为两路，每个GDS另一端的其中一路共线并分四路分别连接电容C9、稳压管Z1的一端、电阻R33和电阻R34,每个GDS另一端的另一路均连接VCC-5V,且位于最边缘处的GDS另一端还连接电容C8，电容C9的另一端、稳压管Z1的另一端和R33的另一端三者共线并与电容C8相连，R34的另一端连接GND端口，电容C8的另一端连接电阻R24。
采用芯片74HC04的控制电路包括VCC端口、1A端口、1Y端口、2A端口、2Y端口、3A端口、3Y端口、4A端口、4Y端口、5A端口、5Y端口、6A端口,、6Y端口和GND端口，1A端口上与TXD1是死引脚，1Y端口分两路分别连接电阻R10和2A端口，电阻R10的另一端连接有发光二极管X1,发光二极管X1的另一端连接GND端口，2Y端口分两路分别连接电阻R9和二极管VD3，电阻R9的另一端和二级管VD3的另一端共线后分两路分别连接3A端口和电容器C5,3Y端口的一端连接电阻R11,电阻R11的一端连接VCC-3V3端口，电容C5的另一端和芯片74HC04的控制电路上的GND端口共线后连接GND端口，6A端口的一端连接电阻R8,电阻R8的分两路分别与VCC-3V3端口连接和与芯片74HC04的控制电路上的VCC端口形成死引脚，6Y端口的一端与5A相连接，5Y端口分两路分别与RXD1端口和4A端口相连，4Y端口的一端连接电阻R12，电阻R12的一端连接发光二极管X2，发光二极管X2的另一端连接GND端口。
非门自收发电路包括SP3485, SP3485的RO端口连RO端口，SP3485的RE端口和DE端口合并后连接485_DCtrl端口，SP3485的DI端口连接驱动器输入端口，SP3485的VCC端口连接ISO_3V3端口，SP3485的GND端口接地，SP3485的B端口分五路分别连接继电器JP1、电阻R1的一端后连接GND端口、瞬态电压抑制二极管D2的一端后连接电阻R5、瞬态电压抑制二极管D3的一端和R2的一端，R2的另一端连接避雷器F1后连接485_B端口，JP1的另一端连接R3，R3的另一端三路分别连接电阻R4的一端、D4的一端和SP3485的A端口，R4的另一端连接避雷器F2后连接485_A端口，D3的另一端分四路分别连接D4的一端、GND端口、电容C4和R16,R16的另一端分两路分别与电容C4的另一端和GND端口相连，R14的一端与GND端口相连。
防反接电路采用PMOS管作为管理电流，相较于二极管内阻更小，功耗较低，所以压差更小，不会使供电电压随电流增大而降低，导致系统的不稳定。
正确连接时；刚上电，MOS管的寄生二极管导筒，所以S的电位经实际测量为0.6V，而G极的电位，是VBAT,VBAT-0。6V大于UCS的阀值开启电压，MOS管的DS就会导通，由于内阻很小，故把寄生二极管短路了，压降几乎为0.
电源接反时：UCS=0，MOS管不会导通，和负载的回路是断的，从而保证电路安全。
采用74HC04 6非门芯片作为RS485自动化收发控制芯片，74HC04时高速的硅栅CMOS器件，并兼容低功耗肖特基的TTL。所以采用本芯片可以使实际的485波特率达到较高的速率，从而减少了软件切换485芯片收发模式的麻烦。
非门自收发控制过程如下：
接收：默认没有数据时，RO为高电平， RE为低电平使能，RO收数据有效，MAX485为接收态。
发送：发送数据0时，TXD1为高电平时，反向输出后，DI为低电平，此时收发器处于接收状态，驱动器就变成了高阻态，也就是发送端与A\B断开了，此时A\B之间的电压就取决于A\B的上下拉电阻了，A为高电平、B为低电平，也就成为了逻辑0。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (3)

1.点阵式智能候车亭电子站牌专用控制装置，包括电源电路，控制电路，485隔离收发电路，其特征在于：所述电源电路采用车载电源芯片TPS40057，所述车载电源芯片TPS40057的KFF端口连接电阻R101的一端，电阻R101的另一端分六路分别连接电源、电容C43的一端后接地、电阻R100的一端、电容C44的一端、场效应二极管Q7的D端口和车载电源芯片TPS40057的VIN端口，所述电阻R100的另一端和电容C44的另一端合并后连接车载电源芯片TPS40057的ILIM端口；所述车载电源芯片TPS40057的RT端口连接电阻R102的一端后分五路分别连接电容C49的一端、电阻R103的一端、电阻R105的一端、电容C51的一端和接地，电容C49的另一端、电阻R103的另一端、电阻R105的另一端、电容C51的另一端分别连接车载电源芯片TPS40057的BP5端口、SYNC端口、SGND端口和SS/SD端口，车载电源芯片TPS40057的BOOST端口连接电容C50的一端后分四路分别连接车载电源芯片TPS40057的SW端口、场效应二极管Q7的S端口、电感L1的一端和场效应二极管Q8的D端口，所述场效应二极管Q7的G端口连接电阻R104后连接车载电源芯片TPS40057的HDRV端口，场效应二极管Q8的G端口分两路分别连接电阻R107的一端和电阻R109的一端，电阻R107的另一端连接车载电源芯片TPS40057的LDRV端口，电阻R109的另一端分五路分别连接车载电源芯片TPS40057的PGND端口、电容C52的一端后连接车载电源芯片TPS40057的BP10端口、场效应二极管Q8的S端口、电阻R111的一端和接地，所述电阻R111的另一端连接电阻R108的一端，电阻R108的另一端分五路分别连接电感L1的另一端、电阻R106的一端、电容C53的一端、电容C54的一端和VCC_5V端口，所述VCC_5V端口连接控制电路，电容C54的另一端和电容C53的另一端合并后接地，电阻R106的另一端连接电容C55后分三路分别连接电容C56的一端、电容C57的一端和车载电源芯片TPS40057的VFB端口，所述电容C56的另一端连接电阻R110的一端，电阻R110的另一端分两路分别连接电容C57的另一端和车载电源芯片TPS40057的COMP端口。
2.根据权利要求1所述的点阵式智能候车亭电子站牌专用控制装置，其特征在于：所述控制电路采用芯片74HC245，芯片74HC245的DIR端口分两路分别连接电阻R43的一端和电阻R38的一端，电阻R43的另一端连接245_DIR端口，245_DIR端口的另一端是死连接，芯片74HC245上的A1、A2、A3、A4、A5、A6、A7、B1、B2、B3、B4、B5、B6、B7端口的另一端均为死连接，电阻R38的另一端分四路分别连接芯片74HC245的VCC端口、电容C21的一端、电容C22的一端和VCC_5V端口，电容C21的另一端分三路分别连接电容C22的另一端、电阻R45的一端和接地，电阻R45的另一端连接芯片74HC245的OE端口，芯片74HC245的GND端口接地，芯片74HC245的B0端口连接电阻R48的一端后连接B0端口，所述B0端口连接Header4的3号引脚，Header4的2号引脚接地，Header4的1号引脚连接VRGB_5V端口，Header4的4号引脚死连接。
3.根据权利要求1所述的点阵式智能候车亭电子站牌专用控制装置，其特征在于：所述485隔离收发电路采用ADUM1201电磁隔离芯片，VDD端口连接VCC_3V3端口，电磁隔离芯片ADUM1201的VIB端口连接接收数据引脚，电磁隔离芯片ADUM1201的VOA端口连接发送数据引脚，电磁隔离芯片ADUM1201的GND1端口接地，电磁隔离芯片ADUM1201的GND2端口连接ISO_GND端口，电磁隔离芯片ADUM1201的VDD2端口分三路分别连接ISO_5V端口、电阻R5的一端和电阻R6的一端，电阻R5的另一端连接LED灯X2的一端，LED灯X2的另一端分两路分别连接电磁隔离芯片ADUM1201的VIA端口和电阻R9的一端，电阻R9的另一端连接U3的RO端口，所述U3设有八个端口，U3的RE端口和DE端口合并后连接485_DCtrl端口，U3的DI端口连接电阻R11的一端后分两路分别连接LED灯X3的一端和电磁隔离芯片ADUM1201的VOB端口，LED灯X3的另一端连接电阻R6的另一端；U3的VCC端口连接ISO_5V端口，U3的GND端口接地，U3的B端口分五路分别连接继电器JP1、电阻R7的一端后连接ISO_GND端口、瞬态电压抑制二极管D1的一端、瞬态电压抑制二极管D2的一端和电阻R8的一端，电阻R8的另一端一次连接避雷器F1）后连接485_B端口，继电器JP1的另一端连接电阻R10的一端，电阻R10的另一端后连接R13的一端、U3的A端口、D1的另一端、D3的一端和电阻R12,电阻R12的另一端一次连接避雷器F2后连接485_A端口，R13的另一端连接ISO_5V端口，D3的另一端分四路分别连接D2的一端、Shield-GND端口、电容C5和R14,所述R14的另一端分两路分别与电容C5的另一端和RARTH端口相连，所述R14的一端与Shield-GND端口相连。
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