CN217467019U

CN217467019U - 一种数码管显示仪表

Info

Publication number: CN217467019U
Application number: CN202123142955.5U
Authority: CN
Inventors: 赵昆明; 罗南杭; 柳建楠; 丁炜; 李良
Original assignee: 719th Research Institute of CSIC
Current assignee: 719th Research Institute of CSIC
Priority date: 2021-12-10
Filing date: 2021-12-10
Publication date: 2022-09-20
Anticipated expiration: 2031-12-10

Abstract

本申请公开了一种数码管显示仪表，涉及工业测量控制用显示仪表的技术领域，包括主控制器和与该主控制器相连的信号采集装置、显示驱动芯片和数码管，所述主控制器被配置为处理所述信号采集装置采集的一待测信号以得到采集参数，并根据所述采集参数控制所述显示驱动芯片驱动所述数码管显示；还包括：N位拨码开关，其被配置为向所述主控制器输入不同的配置参数；所述信号采集装置被配置为采集不同的待测信号，其中，一所述配置参数与所有待测信号中的一个匹配；所述主控制器还被配置为根据接收的一配置参数确定该主控制器待处理的一待测信号，并根据该待测信号得到相应的一采集参数。能够解决各类物理量或不同量程的显示仪表不兼容的技术问题。

Description

一种数码管显示仪表

技术领域

本申请涉及工业测量控制用显示仪表的技术领域，特别涉及一种数码管显示仪表。

背景技术

数码管显示仪表是工业测量控制中重要的显示设备之一，其显示参数如压力、阀门开度、流量、温度等，这些显示参数中，压力、阀门开度、流量信号多采用4～20mA电流信号的形式传输，温度信号多采用Pt100铂电阻进行测量。在实际测量场合上，常常需要多种参数类型的参与，而且即使同一种类型的过程参数若量程不同显示仪表也难以通用。

当前情况下，过程参数显示仪表在实际的测量场合上，需要使用较多种类的显示仪表，如输入为4～20mA电流信号形式的0～100KPa 的压力显示仪表、输入为铂电阻形式的0～100℃温度显示仪表。

然而，这些过程参数显示仪表的量程或物理量类型均单一且无法通用，导致需要多种显示仪表，给过程参数显示仪表的维护保养带来了极大不便。

发明内容

本申请实施例提供一种数码管显示仪表，以解决相关技术中各类物理量或不同量程的显示仪表不兼容的技术问题。

本申请实施例提供了一种数码管显示仪表，包括主控制器和与该主控制器相连的信号采集装置、显示驱动芯片和数码管，其中，所述主控制器被配置为处理所述信号采集装置采集的一待测信号以得到采集参数，并根据所述采集参数控制所述显示驱动芯片驱动所述数码管显示；还包括：

N位拨码开关，其被配置为向所述主控制器输入不同的配置参数；

所述信号采集装置被配置为采集不同的待测信号，其中，一所述配置参数与所有待测信号中的一个匹配；

所述主控制器还被配置为根据接收的一配置参数确定该主控制器待处理的一待测信号，并根据该待测信号得到相应的一采集参数。

一些实施例中，所述配置参数包括信号量程，所述信号采集装置包括电流采集模块。

一些实施例中，所述电流采集模块包括依次连接的采样电阻、模数转换器和数字隔离器，所述数字隔离器与所述主控制器相连。

一些实施例中，所述配置参数还包括信号类型，所述信号采集装置还包括铂电阻采集模块。

一些实施例中，所述铂电阻采集模块包括依次连接集成可编程激励电流源的ADC芯片和数字隔离器芯片，所述集成可编程激励电流源的ADC芯片被配置为产生激励电流加载至铂电阻，采集该铂电阻上的电压信号并转换为数字信号。

一些实施例中，所述N位拨码开关至多支持2^N个不同的配置参数，且每个配置参数对应所述N位拨码开关的一个编码值。

一些实施例中，所述N位拨码开关为五位拨码开关，定义编码值“00001”表征的配置参数为铂电阻信号、“00010”表征4～20mA电流信号的0～10KPa压力信号、“00011”表征4～20mA电流信号的 0～100KPa压力信号、“00100”表征4～20mA电流信号的0～200KPa 压力信号。

一些实施例中，所述数码管为多位数码管。

一些实施例中，所述主控制器包括FPGA模块或ARM处理器。

一些实施例中，还包括电源模块，所述电源模块被配置为所述数码管显示仪表提供电源。

本申请提供的技术方案带来的有益效果包括：

主控制器根据N位拨码开关不同的配置参数输入和信号采集装置采集的待测信号处理得到相应的采集参数，以达到不同待测信号在同一个显示仪表上兼容显示的目的，解决了常规数码管显示仪表的显示单一化的弊端，实现了数码管显示仪表标准化、通用化，避免了显示仪表的大量使用导致的测量成本升高。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的一种数码管显示仪表的一种结构框图；

图2为本申请实施例提供的一种数码管显示仪表的第一种具体结构框图；

图3为电流采集模块与FPGA模块的连接框图；

图4为本申请实施例提供的一种数码管显示仪表的第二种具体结构框图；

图5为电源模块的具体结构框图；

本申请目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

附图中所示的流程图仅是示例说明，不是必须包括所有的内容和操作/步骤，也不是必须按所描述的顺序执行。例如，有的操作/步骤还可以分解、组合或部分合并，因此实际执行的顺序有可能根据实际情况改变。

本申请实施例提供了一种数码管显示仪表，主控制器根据N位拨码开关不同的配置参数输入和信号采集装置采集的待测信号处理得到相应的采集参数，以达到不同待测信号在同一个显示仪表上兼容显示的目的，解决了常规数码管显示仪表的显示单一化的弊端，实现了数码管显示仪表标准化、通用化，避免了显示仪表的大量使用而导致的测量成本升高。

下面结合附图，对本申请的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

如图1所示，本申请实施例提供了一种数码管显示仪表，包括主控制器和与该主控制器相连的信号采集装置、显示驱动芯片和数码管，其中，所述主控制器被配置为处理所述信号采集装置采集的一待测信号以得到采集参数，并根据所述采集参数控制所述显示驱动芯片驱动所述数码管显示；还包括：

本申请实施例提供的一种数码管显示仪表的工作原理为：

根据实际需求，确定N位拨码开关给主控制器输入的一个编码值；所述主控制器响应于该编码值确定一配置参数，并基于该配置参数确定与该配置参数匹配的一待测信号，即该主控制器待处理的一待测信号；之后，根据该待测信号得到相应的一采集参数；再后，根据该采集参数控制显示驱动芯片驱动数码管显示。

其中，编码值与配置参数一一对应，故而N位拨码开关向主控制器输入编码值即可视为输入配置参数。

进一步地，所述主控制器包括FPGA模块或ARM处理器。在本实施例中，所述主控制器为FPGA模块。

如图2所示，进一步地，所述配置参数包括信号量程，所述信号采集装置包括电流采集模块。

如图3所示，具体地，所述电流采集模块包括依次连接的采样电阻、模数转换器和数字隔离器，所述数字隔离器与所述主控制器相连。

在本实施例中，所述电流采集模块能够被配置为不同的量程，如 4～20mA电流信号的0～10KPa压力信号、4～20mA电流信号的0～100KPa 压力信号、4～20mA电流信号的0～200KPa压力信号等，以使得单个的信号采集模块也能够解决同一种类型的过程参数若量程不同显示仪表也难以通用的问题。

在本实施例中，向电流采集模块输入待测电流信号，待测电流信号在采样电阻上产生电压信号，该电压信号被模数转换器采集后转换为数字信号，并经数字隔离器输出给FPGA模块，以供FPGA模块处理输出给显示驱动芯片，以使得该显示驱动芯片驱动点亮数码管来对该采集参数进行显示。

如图4所示，优选地，所述配置参数还包括信号类型，所述信号采集装置还包括铂电阻采集模块。

进一步地，所述铂电阻采集模块包括依次连接集成可编程激励电流源的ADC芯片和数字隔离器芯片，所述集成可编程激励电流源的 ADC芯片被配置为产生激励电流加载至铂电阻，采集该铂电阻上的电压信号并转换为数字信号。

在本实施例中，所述配置参数包括信号类型和信号量程。信号类型不同或信号量程不同均可视为不同的配置参数，那么，本实施例的显示仪表采用拨码开关的一一对应性实现不同配置参数的唯一性输入，使得该显示仪表能够满足不同的物理量、不同的量程的显示需求，实现显示仪表的标准化、通用化，减少过程参数测量中的耗材使用，并为显示仪表的维护保养提供了便利。

若信号采集模块为铂电阻采集模块，铂电阻采集模块被配置为通过外部传感器铂电阻来获取温度信息，该铂电阻采集模块包括依次连接的集成可编程激励电流源的ADC芯片和数字隔离器芯片。以四线制铂电阻为例，所述集成可编程激励电流源的ADC芯片产生激励电流加载至铂电阻的引脚1和引脚4；所述铂电阻上产生电压信号；所述集成可编程激励电流源的ADC芯片通过铂电阻的引脚2和引脚3采集所述铂电阻的电压信号，并转换为数字信号，并经数字隔离器芯片输出给 FPGA模块，以供FPGA模块处理输出给显示驱动芯片，以使得该显示驱动芯片驱动点亮数码管来对该采集参数进行显示。

进一步地，信号采集模块有电流采集模块和铂电阻采集模块，若根据实际需要铂电阻采集模块用来采集待测信号，则在显示仪表正式工作运行前，确定N位拨码开关给主控制器输入的一个编码值，那么后期显示仪表则根据铂电阻采集模块获取到的待测信息并结合该编码值唯一确定的配置参数即可确定待测信号的过程参数。

所述信号采集模块能够采集4～20mA电流信号的0～10KPa压力信号、4～20mA电流信号的0～100KPa压力信号、4～20mA电流信号的 0～200KPa压力信号和温度信号。

在本实施例中，所述主控制器还被配置为根据接收的一配置参数确定该主控制器待处理的一待测信号存在两种形式，假设该配置参数 A2所要表征的信号类型为温度信号，且该配置参数A2对应了N位拨码开关的编码值A1。

第一种实施例为所述主控制器响应于编码值A1，确定配置参数 A2，并基于该配置参数A2决定铂电阻采集模块工作，所述铂电阻采集模块采集到温度信号并发送给主控制器，主控制器处理该温度信号得到采集温度，并根据该采集温度控制显示驱动芯片驱动数码管显示。

第二种实施例为所述主控制器响应于编码值A1，确定配置参数 A2；所述信号采集模块采集4～20mA电流信号的0～10KPa压力信号、 4～20mA电流信号的0～100KPa压力信号、4～20mA电流信号的 0～200KPa压力信号和温度信号并都发送给主控制器，主控制器根据确定的配置参数确定哪一个待测信号才是待处理的待测信号，即确定温度信号才是待处理的，之后，主控制器处理该温度信号得到采集温度，并根据该采集温度控制显示驱动芯片驱动数码管显示。

具体地，所述数码管为多位数码管。

优选地，所述N位拨码开关至多支持2^N个不同的配置参数，且每个配置参数对应所述N位拨码开关的一个编码值。

在本实施例中，所述N位拨码开关的输出端与主控制器相连，N 位拨码开关至多能够组成2的N次方种编码值，当主控制器采集到N 位拨码开关的状态后即可得到N位拨码开关的编码值，根据N位拨码开关的编码值查找输入信号的类型和量程的对照表，即可判断输入信号是铂电阻信号还是4-20mA电流信号，以及若输入信号是4-20mA电流信号时该电流信号所代表的量程。

具体地，所述N位拨码开关为五位拨码开关，定义编码值“00001”表征的配置参数为铂电阻信号、“00010”表征4～20mA电流信号的 0～10KPa压力信号、“00011”表征4～20mA电流信号的0～100KPa压力信号、“00100”表征4～20mA电流信号的0～200KPa压力信号。

当操作人员将显示仪表的N位拨码开关拨成“00011”时，主控制器采集到N位拨码开关的状态，确定N位拨码开关的编码值，再根据 N位拨码开关的编码值查找输入信号的类型和量程的对照表，判断输入信号为4-20mA形式的0-100KPa压力信号，并将电流采集模块的待测信息换算为0-100KPa范围内的压力信号数值，也就是过程参数，最后输出该压力信号数值给显示驱动芯片以使得该显示驱动芯片驱动点亮数码管以对该压力信号竖直进行显示。

进一步地，还包括电源模块，所述电源模块被配置为所述数码管显示仪表提供电源。

如图5所示，显示仪表还包括电源模块，其将输入的电源转换为信号采集模块、FPGA模块、显示驱动芯片和数码管等的工作电源。具体来说，当输入电源为直流24V电源，电源模块包括DC/DC模块和两个低压差线性稳压LDO芯片，DC/DC模块用于将24V电源转化为工作电源3.3V电源，LDO芯片用于将3.3V电源转化为FPGA模块等正常工作需要的2.5V电源或1.2V电源。

在本申请的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

需要说明的是，在本申请中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅是本申请的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims

1.一种数码管显示仪表，包括主控制器和与该主控制器相连的信号采集装置、显示驱动芯片和数码管，其中，所述主控制器被配置为处理所述信号采集装置采集的一待测信号以得到采集参数，并根据所述采集参数控制所述显示驱动芯片驱动所述数码管显示；其特征在于，还包括：

2.如权利要求1所述的数码管显示仪表，其特征在于，所述配置参数包括信号量程，所述信号采集装置包括电流采集模块。

3.如权利要求2所述的数码管显示仪表，其特征在于：

所述电流采集模块包括依次连接的采样电阻、模数转换器和数字隔离器，所述数字隔离器与所述主控制器相连。

4.如权利要求2所述的数码管显示仪表，其特征在于，所述配置参数还包括信号类型，所述信号采集装置还包括铂电阻采集模块。

5.如权利要求4所述的数码管显示仪表，其特征在于：

所述铂电阻采集模块包括依次连接集成可编程激励电流源的ADC芯片和数字隔离器芯片，所述集成可编程激励电流源的ADC芯片被配置为产生激励电流加载至铂电阻，采集该铂电阻上的电压信号并转换为数字信号。

6.如权利要求4所述的数码管显示仪表，其特征在于：

所述N位拨码开关至多支持2^N个不同的配置参数，且每个配置参数对应所述N位拨码开关的一个编码值。

7.如权利要求6所述的数码管显示仪表，其特征在于，所述N位拨码开关为五位拨码开关，定义编码值“00001”表征的配置参数为铂电阻信号、“00010”表征4～20mA电流信号的0～10KPa压力信号、“00011”表征4～20mA电流信号的0～100KPa压力信号、“00100”表征4～20mA电流信号的0～200KPa压力信号。

8.如权利要求1所述的数码管显示仪表，其特征在于：

所述数码管为多位数码管。

9.如权利要求1所述的数码管显示仪表，其特征在于：

所述主控制器包括FPGA模块或ARM处理器。

10.如权利要求1所述的数码管显示仪表，其特征在于：

还包括电源模块，所述电源模块被配置为所述数码管显示仪表提供电源。