CN111077835A - 一种远程通信多点控制比赛时显系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种远程通信多点控制比赛时显系统，包括主机系统和多个从机系统；主机系统包括主机控制器、与主机控制器连接的DS1302时钟芯片、AT24C02掉电保护芯片、键盘模块、六个数码管驱动模块及用于时分间双点显示的两个发光二极管；从机系统包括从机控制器、与从机控制器连接的ULN2003达林顿晶体管阵列、有线通信接收模块及单片集成达林顿结构的NPN型功率晶体管；ULN2003达林顿晶体管阵列的输出端连接六个大屏显示用数码管，NPN型功率晶体管的集电极连接声光报警电路。本发明连接多个从机系统，能够实现一对多的多点控制，根据运动场需要布局大屏显示数码管，能够实现比赛时显全方位、无死角观瞻。
Description
技术领域
本发明涉及一种远程通信多点控制比赛时显系统，属于电子显示技术领域。
背景技术
随着社会的快速发展，全民健身以及体育竞技运动更趋广泛深入；相应地，将日新月异的进步与的相关智能通信技术应用于相关的设备系统呈现出爆炸性需求增长态势；现有的运动比赛，需求更多种多样运动形式、规模和场馆大小更加多样，现有的比赛时显系统难以满足观众需要全方位无死角观瞻比赛信息的需求。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种远程通信多点控制比赛时显系统,能够远程通信多点控制比赛时显，满足观众对大型运行场馆比赛时显的全方位、无死角观瞻需求。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种远程通信多点控制比赛时显系统，包括主机系统和多个从机系统；
所述主机系统包括主机控制器、分别与主机控制器连接的主机电源、DS1302时钟芯片、AT24C02掉电保护芯片、键盘模块、有线通信发送模块、六个74HC595芯片及用于时分间双点显示的两个发光二极管；六个74HC595芯片对应连接有六个小屏显示用数码管；所述主机电源的电源端连接有电源保护电路，所述电源保护电路包括多个二极管，其中一个二极管的阴极与所述主机控制器的电源端连接，阴极同向串联其他二极管之后接地；
所述从机系统包括从机控制器、分别与从机控制器连接的从机电源、ULN2003达林顿晶体管阵列、有线通信接收模块以及单片集成达林顿结构的NPN型功率晶体管；所述有线通信发送模块与有线通信接收模块相匹配；所述ULN2003达林顿晶体管阵列的输出端连接有六个大屏显示用数码管，所述NPN型TIP122大功率晶体管的集电极通过第一限流分压电阻连接扬声器、通过第二限流分压电阻连接发光二极管阵列。
进一步的，所述主机控制器、从机控制器均采用AT89S52单片机。
进一步的，所述主机控制器和从机控制器上分别连接有复位电路，所述复位电路上连接有能够触发复位的复位按键。
进一步的，所述键盘模块至少包括十个相互独立的功能按键，十个功能键分别定义为：功能键、选择键、"+"键、"-"键、分复位键、分暂停键、分启动键、秒启动键、秒复位键、秒暂停键。
进一步的，所述有线通信发送模块与有线通信接收模块选用MAX485芯片，MAX485芯片的2号和3号引脚接地。
进一步的，所述NPN型TIP122功率晶体管的集电极大功率驱动的发光二极管阵列，包括两条并联的发光二极管支路，每条发光二极管支路由若干同向串联的发光二级管组成。
进一步的，六个大屏显示用数码管两两一组，分别用于显示时、分、秒。
与现有技术相比，本发明所达到的有益效果：
本发明提供的技术方案一个主机系统同时连接多个从机系统，通过与主机系统连接的有线通信发送模块和与各从机系统连接的有线通信接收模块，实现一对多的多点控制发送，能够保证多点控制的时显同步；采用ULN2003达林顿大功率晶体管阵列对大屏显示数码管进行驱动显示，能够满足大屏显示数码管的大功率需求，根据运动场地需要合理布局大屏显示用数码管便能够实现大型运动场地全方位、无死角观瞻，适用于各级各类运动比赛场所，具有较广泛实际的市场应用需求。
附图说明
图1为本发明实施例提供的远程通信多点控制比赛时显系统的电路原理框图；
图2为本发明实施例提供的主机控制器与DS1302时钟芯片、MAX485芯片、键盘模块的电路连接关系图；
图3为本发明实施例中主机控制器与AT24C02掉电保护芯片的电路连接关系图；
图4为本发明实施例中与主机控制器连接的其中三个常规显示数码管的电路连接关系图；
图5为本发明实施例中与主机控制器连接的另外三个常规显示数码管的电路连接关系图；
图6为本发明实施例中时分间双点显示的电路图；
图7为本发明实施例中主机控制器的电源保护电路的电路图；
图8为本发明实施例中从机控制器的接口电路图；
图9为本发明实施例中大屏显示用数码管的驱动电路图；
图10为本发明实施例中声光报警模块的电路图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
如附图所示，本发明实施例提供的远程通信多点控制比赛时显系统，包括主机系统和多个从机系统，所述主机系统包括主机控制器、以及与主机控制器连接的时间模块、存储模块、键盘模块、常规驱动小型数显模块、通讯发送模块。所述从机系统包括从机控制器、以及与从机控制器连接的声光报警模块、大功率驱动显示模块、通讯接收模块，每个通讯接收模块均与通讯发送模块连接；所述通讯发送模块与通讯接收模块采用MAX485芯片并基于RS－485通信协议连接并控制常规驱动小型数显模块和大功率驱动显示模块同步显示。
所述通讯发送模块与通讯接收模块为有线连接，连接更稳定，抗干扰能力更强，单个主机控制器发送显示指令，多个从机控制器接收并显示，扩大了比赛时显覆盖范围，通过合理的布局能够实现比赛时间全方位、无死角观瞻。
选用芯片MAX485的电路模块编程实现基于RS－485通信协议的主机控制器发送、多个从机控制器接收，用于多个从机控制器分别通过RS-485串口单向接收从主机控制器发送的数码管显示时间信号、比赛总时长分秒倒计时与24S倒计时信号、声光报警信号；可靠距离可达1Km以上，足以满足绝大多数各类各项比赛场馆的有线通信传送要求；多个从机控制器的大功率声光报警模块只用于接收，所以该板上RS-485通信选用的MAX-485芯片的2、3引脚接地。
在本发明实施例中，主机控制器和从机控制器均采用AT89S52单片机芯片。
主机控制器能够实现以下功能：
分计时：能实现0～99分和0～59秒任意调整，具有启动、复位功能；
秒计时：能实现0～99秒任意调整，具有复位、启动功能；
报警：可以选择设置的24S倒计时截止违例等自动发声报警等。
时间模块采用DS1302时钟芯片，能够提供标准时间。
常规驱动小型数显模块采用74HC595芯片，共配置有6个，两两一组划分，共分为三组，6个74HC595芯片的输出端分别连接一个常规数码管，共计6个常规数码管，采用动态扫描共阳的方法显示。选用数码管驱动电路芯片74HC595与动态扫描共阳显示方法，用以直接在主机系统上显示标准时间、0～99分和0～59秒可选择调整的分计时倒数计时、0～99秒任意调整的秒计时倒数计时。
存储模块选用应用了I2C总线技术的AT24C02掉电保护芯片，能够满足在线编程、电擦写、读写与掉电存储保护的需求。
大功率驱动显示模块由ULN2003达林顿大功率晶体管阵列驱动，具有高耐压、大电流的特性。选用中大功率的ULN2003达林顿大功率晶体管阵列驱动基于特大号大功率数码管的大屏显示，共选用大功率特大号六位数码管显示。六位大屏幕显示用数码管两两一组分为三组，分别用于显示时、分、秒。在本发明实施例中，三组数码管按照倒“品”字形布局，左上侧两个数码管用以显示时、右上侧两个数码管用以显示分、中下侧两个数码管用以显示秒的数值；在显示比赛总时长分秒倒计时和24秒倒计时情况下，左上侧两个数码管用以显示比赛总时长分秒倒计时的分钟数值，右上侧两个数码管用以显示比赛总时长分秒倒计时的秒的数值，而中下侧两个数码管用以显示24S倒计时的秒的数值。各数码管选用动态扫描驱动显示方法。
从机控制器连接的声光报警模块由大功率的单片集成达林顿结构的NPN型大功率晶体管的TIP122驱动，选用大功率的单片集成达林顿结构的NPN型大功率晶体管的TIP122并选配集电极电路串接相应大电流、大功率限流分压电阻设计实现驱动大电流、大功率的声光报警电路，具体的，从NPN型大功率晶体管TIP122的集电极引出两条支路，其中一条支路通过第一限流分压电阻连接扬声器，另一条支路通过第二限流分压电阻连接发光二极管阵列。发光二极管阵列至少包括两条并联的发光二极管支路，每条发光二极管支路由若干同向串联的发光二级管组成。相应报警用扬声器与显示发光二极管阵列对应选用高电流、大功率器件；从机系统性设计选用P1.0驱动。
当比赛总时长分秒倒计时或24S倒计时到0时发出声光报警；按相应的分复位、秒复位键可解除对应的声光报警。
键盘模块包括十个独立键盘，独立键盘功能设置如下功能键、选择键、"+"键、"-"键、分复位键、分暂停键、分启动键、秒启动键、秒复位键、秒暂停键。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。
Claims (7)
1.一种远程通信多点控制比赛时显系统，其特征在于，包括主机系统和多个从机系统；
所述主机系统包括主机控制器、分别与主机控制器连接的主机电源、DS1302时钟芯片、AT24C02掉电保护芯片、键盘模块、有线通信发送模块、六个74HC595芯片及用于时分间双点显示的两个发光二极管；六个74HC595芯片对应连接有六个小屏显示用数码管；所述主机电源的电源端连接有电源保护电路，所述电源保护电路包括多个二极管，其中一个二极管的阴极与所述主机控制器的电源端连接，阴极同向串联其他二极管之后接地；
所述从机系统包括从机控制器、分别与从机控制器连接的从机电源、ULN2003达林顿晶体管阵列、有线通信接收模块以及单片集成达林顿结构的NPN型功率晶体管；所述有线通信发送模块与有线通信接收模块相匹配；所述ULN2003达林顿大功率晶体管阵列的输出端连接有六个大屏显示用数码管；所述NPN型TIP122大功率晶体管的集电极大功率驱动通过第一限流分压电阻连接大功率扬声器、通过第二限流分压电阻连接串联后再并联的发光二极管阵列。
2.根据权利要求1所述的远程通信多点控制比赛时显系统，其特征在于，所述主机控制器、从机控制器均采用AT89S52单片机。
3.根据权利要求1所述的远程通信多点控制比赛时显系统，其特征在于，所述主机控制器和从机控制器上分别连接有复位电路，所述复位电路上连接有能够触发复位的复位按键。
4.根据权利要求1所述的远程通信多点控制比赛时显系统，其特征在于，所述键盘模块至少包括十个相互独立的功能按键，十个功能键分别定义为：功能键、选择键、"+"键、"-"键、分复位键、分暂停键、分启动键、秒启动键、秒复位键、秒暂停键。
5.根据权利要求1所述的远程通信多点控制比赛时显系统，其特征在于，所述有线通信发送模块与有线通信接收模块选用MAX485芯片，MAX485芯片的2号和3号引脚接地。
6.根据权利要求1所述的远程通信多点控制比赛时显系统，其特征在于，所述NPN型TIP122大功率晶体管的集电极大功率驱动的发光二极管阵列，包括两条并联的发光二极管支路，每条发光二极管支路由若干同向串联的发光二级管组成。
7.根据权利要求1所述的远程通信多点控制比赛时显系统，其特征在于，六个大屏显示用数码管两两一组分为三组，分别用于显示时、分、秒。
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