CN203689044U

CN203689044U - 一种led导向牌控制器

Info

Publication number: CN203689044U
Application number: CN201420008669.0U
Authority: CN
Inventors: 曹晨寅; 廖宜山
Original assignee: HANGZHOU PANASIGN PHOTOELECTRIC STANDARD DECORATION CO Ltd
Current assignee: HANGZHOU PANASIGN INTELLIGENT OPTOELECTRONICS CO., LTD.
Priority date: 2014-01-06
Filing date: 2014-01-06
Publication date: 2014-07-02
Anticipated expiration: 2024-01-06

Abstract

本实用新型涉及一种LED导向牌控制器。本实用新型由供电电路、LED驱动电路、通信电路、MCU控制电路、扬声器驱动电路和红外接收头电路组成。所述的供电电路包括三端稳压器U7和DC-DC隔离模块U6。所述的MCU控制电路包括外部振荡电路、存储电路、复位电路、调试电路和主控芯片U1。所述的LED驱动电路共有六路。所述的扬声器驱动电路包括扬声器驱动芯片U4。所述的红外接收头电路包括HL端子。所述的通信电路包括通信芯片U5。本实用新型具有本地遥控器遥控功能、RS485远程通讯功能、LED模组驱动、语音播报功能以及工作可靠性高、选择范围大、使用寿命长、抗电磁辐射等优点。

Description

一种LED导向牌控制器

技术领域

本实用新型属于电子信息技术领域，涉及一种LED导向牌控制器。

背景技术

目前市场用的控制器导向牌专用控制器结构复杂、抗EMC性能差，同时随着市场的变化，急需一种智能化的LED导向牌。

发明内容

本实用新型针对现有技术的不足，提供了一种LED导向牌控制器。

本实用新型由供电电路、LED驱动电路、通信电路、MCU控制电路、扬声器驱动电路和红外接收头电路组成。

所述的供电电路包括三端稳压器U7和DC-DC隔离模块U6；电容C15、C16并联在DC-DC隔离模块U6的1、2引脚之间，作为前端滤波电容；电容C14、C13、电阻R63并联在DC-DC隔离模块U6的4、6引脚之间，电容C14、C13作为后端滤波电容，其中隔离模块U6的1引脚外接12V直流，2引脚和4引脚均接地，所述的DC-DC隔离模块U6型号为VB1205-1W。

电容C36、C35并联在三端稳压器U7的1、2引脚之间，作为前端滤波电容，电容C34、C33并联在三端稳压器U7的2、3引脚之间，作为后端滤波电容；三端稳压器U7的1引脚依次通过电阻R64和二极管D4外接到12V直流，三端稳压器U7的2引脚接地；所述的三端稳压器U7型号为LM7805。

所述的MCU控制电路包括外部振荡电路、存储电路、复位电路、调试电路和主控芯片U1。

所述的外部振荡电路由15.360MHz的晶体振荡器X1和电容C19、C20组成。

所述的存储电路包括存储芯片U3和上拉电阻R51、R52、R53；存储芯片U3的5、6、7引脚通过上拉电阻R53、R52、R51接电源VCC，存储芯片U3的5、6、7引脚同时接主控芯片U1的4、2、3引脚；存储芯片U3的1、2、3、4引脚接地；所述的主控芯片U1的型号为R8C/24，存储芯片U3型号为AT24C02。

所述的LED驱动电路共有六路，每路中有两根信号线与主控芯片U1的I/0连接，其中一根是驱动信号线，另一根是采样信号线。

驱动信号线控制三极管的导通与截止，其中三极管的集电极连接到MOS管的栅极，栅极电压为串联电阻R4、R5的分压电压。

采样信号线采样MOS管的源极电压，经由低通滤波电路返回。

所述的扬声器驱动电路包括扬声器驱动芯片U4，扬声器驱动芯片U4的3引脚、7引脚接VCC电源，14引脚接地GND。扬声器驱动芯片U4的5引脚与6引脚分别接喇叭端子SPEAKER的1、2端和3、4端，用于外接8Ω喇叭。扬声器驱动芯片U4的U4的4引脚接电容C25到地GND。扬声器驱动芯片U4的2、1、12、15引脚与别与主控芯片U1的13、14、18、17引脚连接，扬声器驱动芯片U4的8、16引脚与主控芯片U1的15、16引脚连接。所述的扬声器驱动芯片U4的型号为YX5P055。

所述的红外接收头电路包括HL端子，用于外接KSM603CM红外接收头及指示LED，HL端子的1引脚接VCC电源，2引脚接地，3引脚与主控芯片U1的21引脚连接，4引脚与VCC连接、5引脚与主控芯片U1的30引脚连接、6引脚与主控芯片U1的31引脚连接。

所述的通信电路包括通信芯片U5，通信芯片U5的1引脚接VCC，3、7、8引脚接地GND，4引脚为接收使能。5引脚为驱动器输出使能。通信芯片U5的3、6引脚与主控芯片U1的23、24引脚连接，实现通信芯片U5与主控芯片U1的串行通讯的数据读写控制。电阻R56为通信芯片U5的6引脚的上拉电阻，3引脚由电阻R58下拉到地GND，3引脚并接有滤波电容C28。通信芯片U5的5引脚由电阻R57下拉到地GND。电容C27为通信芯片U5电源VCC的滤波电容。通信芯片U5的16引脚接隔离电源SVCC，15、9、10引脚接隔离电源的地SGND。通信芯片U5的12、13引脚分别与485接线端子的1、2引脚连接。所述的通讯电路主芯片U5型号为ISO3082。

本导向牌控制器具有本地遥控器遥控功能、RS485远程通讯功能、LED模组驱动、语音播报功能以及工作可靠性高、选择范围大、使用寿命长、抗电磁辐射等优点。

附图说明

图1 为本实用新型的结构示意图；

图2 为图1中的供电电路结构示意图；

图3 为图1中的MCU周边电路结构示意图；

图4 为图1中的LED模组驱动电路结构示意图；

图5为图1中的扬声器驱动电路结构示意图；

图6 为图1中的红外接收头电路结构示意图；

图7 为图1中的通讯电路结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步说明。

如图1所示，本实用新型以驱动LED模组为光源的图象显示，实现本地遥控器遥控、RS485远程通讯、语音播报多功能导向牌的控制器产品。

六组LED模组受控于控制器，由LED驱动电路驱动，语音芯片受单片机控制用于驱动扬声器，根据不同的显示图象播放预录语音，并对播放音量可调。单片机控制通讯芯片，实现控制器与上位机进行RS485通讯。在同一屏敝双绞线上，控制器地址可从1到254，通讯波特率9.6kBPS,最大通讯距离1000米。控制器接线端接红外线遥控接收头，可实现8米内本地遥控操作。

整个电子组件板安装在铝合外壳内部，可以有效提高抗对讲机等设备的电磁辐射的EMC性能。控制器关键电子器件均采用工业级产品，确保控制器在室外环境中可靠工作。

如图2所示，POWER外接DC12V供电，压敏电阻VAR1进行浪涌过压保护，保护电压56V。高压瓷介电容C37用于抑制、消除高频干扰。D4二极管用于U6隔离电源、U7三端稳压器两个电源工作模块之间的隔断。R64是15欧姆2瓦的限流电阻，防止U7的LM7805工作电流过高。C36、C35是LM7805的前端滤波电容，C34、C33是LM7805的后端VCC(DC5V)的滤波电容。C15、C16是隔离DC-DC模块VB1205-1W的前端滤波电容，C14、C13为通讯隔离电源的后端滤波电容。VB1205-1W为通讯电路提供DC5V隔离电源，R63则是470欧姆的假负载，用于平稳SVCC的通讯电源。

如图3所示，外部振荡电路由15.360MHz的晶体振荡器及两个30pF的NPO高精度电容组成。调试口SI用于程序烧写，1脚接MCU的28脚TXD1，2脚接MCU的29脚RXD1，3脚接MCU的MODE并由5.1kΩ的R49上拉。4脚接地。数据存储电路用于储存程序确定的数据，与MCU为I²C总线连接。U3是AT24C02，8脚接VCC，4脚接地GND。1至3脚接地GND，则为拉低电平，表示器件固定可编程地址。U3的7脚与MCU的P3_3连接并由R51的10K电阻上拉，AT24C02的7脚为WP，即为数据写保护。高电平时，MCU只能对其进行读操作，当WP为低电平时，MCU可对U3进行读写操作。U3的6脚接MCU的2脚SCL连接，SCL为I²C的时钟线。U3的5脚接与MCU的4脚SDA连接，SDA为I²C的数据线。时钟线、数据线由R52、R53两个10k电阻上拉，为规定接法。复位芯片U2是MCP103实现MCU的上电复位。

如图4所示，LED模组驱动电路由六个电路结构相同的电路组成，以LED1外接一路LED灯进行说明。该电电路主开关器件为Q1的IRF540N，当T1的9013截止时，Q1的栅极电压为R4、R5的分压电压，为11V。当Q1栅极为11V时，IRF540N可驱动电流可达10安培。C1为滤波电容，消除Q1栅极的干拢。Q1控制端栅极受T1的9013控制，当T1导通时，T1栅极被拉低，IRF540N关断。反之则打开。T1的9013基极受MCU标号为LED OUT1的52脚控制，当MCU的52脚为低电平时，T1截止，当MCU的52脚为高电平时，T1导通。R1、R2分压4V可保证T1导通可靠。R3为限流电阻，防止T1基极电流过大。Q1的IRF540N驱动主回路上的R6、R7为采样电阻，采样信号经R8与C2组成的低通滤波电路送至MCU标号为LED ADIN1的51脚。

如图5所示，扬声器驱动主芯片为U4的YX5P055，U4的3脚、7脚接VCC电源，14脚接地GND。5脚与6脚分别接SPEAKER的1、2端和3、4端，用于外接8Ω喇叭。U4的4脚按芯片资料规定外接100nF电容到地GND。U4的2、1、12、15脚与别与标号为YX5P UK1、YX5P UK2、YX5P UK3、YX5P UK4 的MCU第13、14、18、17脚连接，MCU通过拉低相应端口的电平来控制U4的5、6脚输出相应的预录语音。U4的8、16脚与标号为YX5P SCL、YX5P DSA的MCU第15、16脚连接，通过MCU端口电平拉低次数来控制YX5P055的输出音量。C23、C24为U4的芯片供电滤波电容，确保芯片供电的平稳。

如图6所示，HL端子用于外接KSM603CM红外接收头及指示LED，HL的1脚为VCC，2脚为地GND，3脚与MCU的21脚连接。MCU通过读该引脚的信号来判别遥控器发出的指令。HL端子的4、5、6用于连接内部指示灯，4脚与VCC连接、5脚与MCU的30脚连接、6脚与MCU的31脚连接。

如图7所示，通讯电路主芯片U5采用了ISO3082,该芯片为半双工RS485通讯芯片，内部高压隔离可达4kV。U5的1脚接VCC，3、7、8脚接地GND。4脚为接收使能，允许ISO3082接收数据。5脚为驱动器输出使能，当其被MCU的22脚控制为高电平时，允许发送驱动器工作，反之，则禁止发送驱动器工作。U5的3、6脚与MCU的23、24脚连接，实现ISO3082与MCU的串行通讯的数据读写控制。R56是U5的6脚的上拉电阻，3脚由R58下拉到地GND，3脚并接有15pF滤波电容C28，提高读数据可靠。U5的5脚由R57下拉到地GND，默认状态下，ISO3082禁止输出，当该管脚被MCU拉高时，允许输出。C27为U5电源VCC的滤波电容。U5的16脚接隔离电源的SVCC，15、9、10脚接隔离电源的地SGND。ISO3082的12、13脚分别与485接线端子的1、2脚连接，是芯片的接收器输入和驱动器输出、接收器反向输入和驱动器反向输出引脚。RS485信号采用A、B两线差动传输，即VA大于VB0.2V时，表示为1，当VB大于VA0.2V表示为0。D1、D2、D3为双向ESD管，保护电压为8V。R59、R60、R61为RS485通讯双绞屏闭线的阻抗匹配电阻，在必要时选择性焊接。C30、C31滤波电容，过滤A、B引脚上的干扰波，提高稳定性能。C29为U5通讯芯片隔离端的电源滤波电容。485接线端的3脚用于外接双绞屏闭地线，内部R62与C32提高接地可靠、防干扰的作用。

Claims

1. 一种LED导向牌控制器，由供电电路、LED驱动电路、通信电路、MCU控制电路、扬声器驱动电路和红外接收头电路组成，其特征在于：

所述的供电电路包括三端稳压器U7和DC-DC隔离模块U6；电容C15、C16并联在DC-DC隔离模块U6的1、2引脚之间，作为前端滤波电容；电容C14、C13、电阻R63并联在DC-DC隔离模块U6的4、6引脚之间，电容C14、C13作为后端滤波电容，其中隔离模块U6的1引脚外接12V直流，2引脚和4引脚均接地，所述的DC-DC隔离模块U6型号为VB1205-1W；

电容C36、C35并联在三端稳压器U7的1、2引脚之间，作为前端滤波电容，电容C34、C33并联在三端稳压器U7的2、3引脚之间，作为后端滤波电容；三端稳压器U7的1引脚依次通过电阻R64和二极管D4外接到12V直流，三端稳压器U7的2引脚接地；所述的三端稳压器U7型号为LM7805；

所述的MCU控制电路包括外部振荡电路、存储电路、复位电路、调试电路和主控芯片U1；

所述的外部振荡电路由15.360MHz的晶体振荡器X1和电容C19、C20组成；

所述的存储电路包括存储芯片U3和上拉电阻R51、R52、R53；存储芯片U3的5、6、7引脚通过上拉电阻R53、R52、R51接电源VCC，存储芯片U3的5、6、7引脚同时接主控芯片U1的4、2、3引脚；存储芯片U3的1、2、3、4引脚接地；所述的主控芯片U1的型号为R8C/24，存储芯片U3型号为AT24C02；

所述的LED驱动电路共有六路，每路中有两根信号线与主控芯片U1的I/0连接，其中一根是驱动信号线，另一根是采样信号线；

驱动信号线控制三极管的导通与截止，其中三极管的集电极连接到MOS管的栅极，栅极电压为串联电阻R4、R5的分压电压；

采样信号线采样MOS管的源极电压，经由低通滤波电路返回；

所述的扬声器驱动电路包括扬声器驱动芯片U4，扬声器驱动芯片U4的3引脚、7引脚接VCC电源，14引脚接地GND；扬声器驱动芯片U4的5引脚与6引脚分别接喇叭端子SPEAKER的1、2端和3、4端，用于外接8Ω喇叭；扬声器驱动芯片U4的U4的4引脚接电容C25到地GND；扬声器驱动芯片U4的2、1、12、15引脚与别与主控芯片U1的13、14、18、17引脚连接，扬声器驱动芯片U4的8、16引脚与主控芯片U1的15、16引脚连接；所述的扬声器驱动芯片U4的型号为YX5P055；

所述的红外接收头电路包括HL端子，用于外接KSM603CM红外接收头及指示LED，HL端子的1引脚接VCC电源，2引脚接地，3引脚与主控芯片U1的21引脚连接，4引脚与VCC连接、5引脚与主控芯片U1的30引脚连接、6引脚与主控芯片U1的31引脚连接；

所述的通信电路包括通信芯片U5，通信芯片U5的1引脚接VCC，3、7、8引脚接地GND，4引脚为接收使能；5引脚为驱动器输出使能；通信芯片U5的3、6引脚与主控芯片U1的23、24引脚连接，实现通信芯片U5与主控芯片U1的串行通讯的数据读写控制；电阻R56为通信芯片U5的6引脚的上拉电阻，3引脚由电阻R58下拉到地GND，3引脚并接有滤波电容C28；通信芯片U5的5引脚由电阻R57下拉到地GND；电容C27为通信芯片U5电源VCC的滤波电容；通信芯片U5的16引脚接隔离电源SVCC，15、9、10引脚接隔离电源的地SGND；通信芯片U5的12、13引脚分别与485接线端子的1、2引脚连接；所述的通讯电路主芯片U5型号为ISO3082。