CN202159475U - 一种基于dsp控制的数据采集存储通讯液晶显示装置 - Google Patents

Abstract

基于DSP控制的数据采集存储通讯液晶显示装置。包括DSP处理器，显示控制芯片，第一串行通信芯片，第二串行通信芯片，模/数转换芯片，电源芯片，时钟芯片，图形RAM，数据RAM，固态存储器。本实用新型可以实现电力参数实时数据显示，还可对各重要参数波形、数据进行模拟显示和对比分析；可在线模拟电力设备投、切前后电网电能质量的对比，实现电力设备系统自检；具备大于400日设备运行状态存储能力、电网电能质量数据记录存储功能和远程通讯接口及PC机通讯接口。

Description

一种基于DSP控制的数据采集存储通讯液晶显示装置

技术领域

本实用新型涉及一种液晶显示装置，特别是涉及一种包括数据采集存储通讯的液晶显示装置。

背景技术

随着国家对电能质量要求的不断提高和电力系统自动化控制技术的发展，越来越多的高智能电力设备不断涌现，对电力参数的显示提出了更高的要求，传统的LED数码管显示只能实现纯数据显示，而体现电能质量高低的各种电力参数的波形图、柱形图以及波形对比等利用数码管无法实现。随着电力系统系统化发展，更多的电力系统采用了网络化远程监控系统对电力设备、仪表进行管理，这就要求电力设备不仅仅要有就地显示功能，还要具备远程通讯能力。许多电力设备是挂网24小时不间断运行，这就要求电力设备自身具备运行状态的记录存储功能，以便日后检修维护及数据统计使用。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种基于DSP控制的液晶显示装置，实现数据的采集、存储、显示和通讯的集成。

本实用新型的基于DSP控制的数据采集存储通讯液晶显示装置，包括DSP处理器，显示控制芯片，第一串行通信芯片，模/数转换芯片，电源芯片，DSP处理器的引脚2至引脚9串联电阻后接地，引脚167至引脚175串联电阻后接地，DSP处理器通过第一串行通信芯片获得负载侧电力参数和设备工作状态，通过模/数转换芯片获得电网侧电力参数，经过DSP处理器转换成图形化数据，通过显示控制芯片显示在显示屏上。

第一串行通信芯片的引脚1和引脚3之间连接电解电容，引脚4和引脚5之间连接电解电容，引脚6串联电解电容后接地，引脚2与电解电容串联。

还包括第二串行通信芯片，远程监控系统与第二串行通信芯片进行通信，实现与DSP处理器数据和控制信号的交换。

还包括时钟芯片，DSP处理器的引脚116串联电阻和引脚117串联电阻后经二极管连接时钟芯片的引脚8，电池经二极管连接时钟芯片的引脚8；时钟芯片为各类输入数据提供时间参照点。

还包括第一电压隔离芯片，第二电压隔离芯片，显示控制芯片通过第一电压隔离芯片连接DSP处理器，第一电压隔离芯片和第二电压隔离芯片与DSP处理器连接组成十六位传输通道。

还包括图形RAM，图形RAM与DSP处理器连接，向显示控制芯片传输图形数据，或根据远程监控系统的调用请求，传输实时或历史的图形数据。

还包括数据RAM，用于系统重新上电后DSP处理器按该数据内容继续往固态存储器写数据。

还包括固态存储器，连接图形RAM，数据RAM和DSP处理器，用于存储DSP处理器将输入数据转换产生的图形数据，分类数据。

电源芯片的引脚17和引脚18并联电解电容和电容后输出3.3V工作电压；引脚23和引脚24并联电解电容和电容后输出1.8V工作电压；电容和电解电容与5V电源共接地点。

本实用新型采用LCD液晶显示屏不仅可以实现电力参数实时数据显示，还可对各重要参数波形、数据进行模拟显示和对比分析，将电网电能质量更清晰直观的展现给用户。本实用新型采用多通道模拟输入模/数转换器和高速DSP处理器实现对电网侧电压和电流的同步采样和数据分析，可在线模拟电力设备投切前后电网电能质量的对比，实现电力设备系统自检。另外具备大于400日设备运行状态、电网电能质量数据记录存储功能和远程通讯接口及PC机通讯接口，设备监测和维护更方便、更智能。下面结合附图对本实用新型的实施例作进一步说明。

附图说明

图1为本实用新型实施例硬件结构示意图；

图2为本实用新型实施例的硬件连接示意图；

图3为本实用新型实施例的DSP处理器引脚连接示意图；

图4为本实用新型实施例的图形存储模块引脚连接示意图；

图5为本实用新型实施例的数据存储模块引脚连接示意图；

图6为本实用新型实施例的显示控制模块引脚连接示意图；

图7为本实用新型实施例的通信模块引脚连接示意图；

图8为本实用新型实施例的采集模块引脚连接示意图；

图9为本实用新型实施例的电源模块引脚连接示意图；

图10为本实用新型实施例的时钟模块引脚连接示意图。

具体实施方式

如图1所示，本实用新型的基于DSP控制的液晶显示装置的实施例包括信号处理器，电源模块，采集模块，通信模块，显示控制模块，图形存储模块，数据存储模块和时钟模块。

如图2所示，信号处理器包括DSP处理器U1，型号为TMS320F2812。

电源模块包括电源转换电路，其中电源芯片U6，型号为TPS767D318。

采集模块包括模/数转换芯片U5，型号为AD73360。

通信模块包括第一串行通信芯片U15，第二串行通信芯片U16，型号为MAX232。

显示控制模块包括第一电压隔离芯片U2，第二电压隔离芯片U3，型号为74LVTH245；显示控制芯片U4，型号为LM2088RCW。

图形存储模块包括图形RAM U11，型号为CY7C1011DV33；固态存储器U12，型号为W25Q64BV。

数据存储模块包括数据RAM U13，型号为FM18L08；固态存储器U14，型号为W25Q64BV。

时钟模块包括时钟发生电路，其中时钟芯片U7型号为PCF8563。

如图3至图10所示，DSP处理器U1对本实施例的输入信号和输出信号进行处理。通过RS232接口接入电力设备的上位机传输的负载侧各电力参数和电力设备工作状态数据、PC工作站管理数据及远程监控系统的监控数据经第一串行通信芯片U15，第二串行通信芯片U16输入到DSP处理器U1；通过模/数转换芯片U5将实时采集的电网侧电力参数数据输入到DSP处理器U1。DSP处理器U1将实时采集数据经傅里叶变换取得各项参数，与上位机传送的数据进行对比形成不同类型的对比数据，作为显示数据经显示控制芯片U4输出到显示屏上，实现电力设备的系统自检，直观看到电力设备投、切前后电能质量的差异。

模/数转换芯片U5，用于对电网侧三相电压(Ua、Ub、Uc)变化值和三相电流(Ia、Ib、Ic)变化值进行高速同步采样与模数转换，将生成的数字信号传送到DSP处理器U1。

时钟芯片U7，用来生成实时时钟，为各类输入数据提供时间参照点，使输入输出数据依据时间变化存储，便于历史数据的统计分析。

电源芯片U6，用于将系统提供的5V供电，转换为+3.3V和+1.8V电平输出，为实施例中各功能芯片及外围电路供电。

第一串行通信芯片U15，第二串行通信芯片U16，与RS232接口组成通讯接口，一方面通过第一串行芯片U15将上位机传输的负载侧各电力参数数据和电力设备工作状态数据传输给DSP处理器U1，或将存储的历史数据和DSP处理器U1处理后的分类数据传输至PC工作站进行统计分析；另一方面，通过第二串行通信芯片U16与远程监控系统进行通信，实现数据和控制信号的交换。

第一电压隔离芯片U2，第二电压隔离芯片U3和显示控制芯片U4完成对DSP处理器U1处理结果的显示。第一电压隔离芯片U2，第二电压隔离芯片U3将DSP处理器U1的输出信号电平转换为显示控制芯片U4的输入电平，同时为输出信号提供十六条数据线，大大提高数据传输速度，使屏幕实时显示数据处理结果，并为远程监控系统的调用实时调用显示结果和历史显示数据提供传输带宽。

固态存储器U14用来实现历史数据存储功能，数据RAM U13为并口铁电RAM用于存储该Flash的存储状态，由于铁电RAM掉电不丢失数据，系统重新上电后DSP处理器U1按该数据内容继续往固态存储器U14写数据，保证掉电后的数据存储不会重复写同一地址而导致历史数据丢失。

DSP处理器U1对输入数据的处理结果进行图形化处理。图形化数据保存在固态存储器U12中。图形RAM U11作为缓存，一方面向显示控制芯片U4传输图形数据，用于实现显示屏上的波形直观显示，另一方面，根据远程监控系统的调用请求，传输实时或历史的图形数据。

由于电网侧采集信号电压的差异，不适于直接将采集信号直接接入，因此将DSP处理器U1的引脚2至引脚9串联电阻R78后接地，引脚167至引脚175串联电阻R79后接地，屏蔽采集引脚，避免出现信号干扰。

根据本实施例数据处理速度的需要，在DSP处理器U1的引脚76和引脚76之间连接晶体振荡器XTAL1，振荡频率30兆赫，晶体振荡器XTAL1的X1端连接电容C41，晶体振荡器XTAL1的X1端连接电容C42。

第一串行通信芯片U15的引脚1和引脚3之间连接电解电容C18a，引脚4和引脚5之间连接电解电容C19a，引脚6串联电解电容C20a后接地，引脚2与电解电容C21a、电解电容C22a串联，各电解电容对第一串行通信芯片U15的参考电平进行滤波，消除高频成分，使输出电平和输入信号稳定。

根据DSP处理器U1的工作电压和其他外围芯片间工作电压的差异，利用电源芯片U6输出有相同接地点的不同输出电压，可以有效避免不同工作电源对整个系统的谐波干扰。电源芯片U6的引脚17和引脚18并联电解电容C4和电容C3后输出3.3V工作电压；引脚23和引脚24并联电解电容C2和电容C1后输出1.8V工作电压；电容C1、电容C3、电容C7和电解电容C2、电解电容C4、电解电容C5、电解电容C6、电解电容C8、电解电容C9与5V电源共接地点。

为保证时钟芯片U7提供的时间连续，通过两个途径为该芯片提供工作电源。一是由DSP处理器U1的引脚116串联电阻R45和引脚117串联电阻R46后经二极管D2连接时钟芯片U7的引脚8；另一途径是由电池BT1供电，经二极管D2连接时钟芯片U7的引脚8。时钟芯片U7的基础频率由晶体振荡器XTAL2确定，时钟芯片U7的引脚1和引脚2之间连接晶体振荡器XTAL2，连接晶体振荡器XTAL2两端并联电容C34和电容C35，电容C34和电容C35保证晶体振荡器XTAL2震动频率不漂移。

以上所述的实施例仅仅是对本实用新型的优选实施方式进行描述，并非对本实用新型的范围进行限定，在不脱离本实用新型设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本实用新型的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本实用新型权利要求书确定的保护范围内。

Claims (9)

1.一种基于DSP控制的数据采集存储通讯液晶显示装置，包括DSP处理器(U1)，显示控制芯片(U4)，第一串行通信芯片(U15)，模/数转换芯片(U5)，电源芯片(U6)，其特征在于：DSP处理器(U1)的引脚2至引脚9串联电阻(R78)后接地，引脚167至引脚175串联电阻(R79)后接地，DSP处理器(U1)通过第一串行通信芯片(U15)获得负载侧电力参数和设备工作状态，通过模/数转换芯片(U5)获得电网侧电力参数，经过DSP处理器(U1)转换成图形化数据，通过显示控制芯片(U4)显示在显示屏上。

2.如权利要求1所述基于DSP控制的数据采集存储通讯液晶显示装置，其特征在于：第一串行通信芯片(U15)的引脚1和引脚3之间连接电解电容(C18a)，引脚4和引脚5之间连接电解电容(C19a)，引脚6串联电解电容(C20a)后接地，引脚2与电解电容(C21a)、电解电容(C22a)串联。

3.如权利要求2所述基于DSP控制的数据采集存储通讯液晶显示装置，其特征在于：包括第二串行通信芯片(U16)，远程监控系统与第二串行通信芯片(U16)进行通信，实现与DSP处理器(U1)数据和控制信号的交换。

4.如权利要求3所述基于DSP控制的数据采集存储通讯液晶显示装置，其特征在于：还包括时钟芯片(U7)，DSP处理器(U1)的引脚116串联电阻(R45)和引脚117串联电阻(R46)后经二极管(D2)连接时钟芯片(U7)的引脚8，电池(BT1)经二极管(D2)连接时钟芯片(U7)的引脚8，时钟芯片(U7)为各类输入数据提供时间参照点。

5.如权利要求4所述基于DSP控制的数据采集存储通讯液晶显示装置，其特征在于：包括第一电压隔离芯片(U2)，第二电压隔离芯片(U3)，显示控制芯片(U4)通过第一电压隔离芯片(U2)连接DSP处理器(U1)，第一电压隔离芯片(U2)和第二电压隔离芯片(U3)与DSP处理器(U1)连接组成十六位传输通道。

6.如权利要求5所述基于DSP控制的数据采集存储通讯液晶显示装置，其特征在于：包括图形RAM(U11)，图形RAM(U11)与DSP处理器(U1)连接，向显示控制芯片(U4)传输图形数据，或根据远程监控系统的调用请求，传输实时或历史的图形数据。

7.如权利要求6所述基于DSP控制的数据采集存储通讯液晶显示装置，其特征在于：包括数据RAM(U13)，用于系统重新上电后DSP处理器(U1)按该数据内容继续往固态存储器(U14)写数据。

8.如权利要求7所述基于DSP控制的数据采集存储通讯液晶显示装置，其特征在于：包括固态存储器(U12，U14)，连接图形RAM(U11)，数据RAM(U13)和DSP处理器(U1)，用于存储DSP处理器(U1)将输入数据转换产生的图形数据，分类数据。

9.如权利要求8所述基于DSP控制的数据采集存储通讯液晶显示装置，其特征在于：电源芯片(U6)的引脚17和引脚18并联电解电容(C4)和电容(C3)后输出3.3V工作电压；引脚23和引脚24并联电解电容(C2)和电容(C1)后输出1.8V工作电压；电容(C1)、电容(C3)、电容(C7)和电解电容(C2)、电解电容(C4)、电解电容(C5)、电解电容(C6)、电解电容(C8)、电解电容(C9)与5V电源共接地点。

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