專利名稱：一種led數(shù)據(jù)分離裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種LED數(shù)據(jù)分離裝置，具體涉及從三防無(wú)線水文LED顯示設(shè)備中提取顯示數(shù)據(jù)的裝置。
背景技術(shù)：
在工業(yè)生產(chǎn)、水利工程管理等領(lǐng)域大量使用帶LED數(shù)字顯示的儀器設(shè)備進(jìn)行生產(chǎn) 監(jiān)測(cè)和控制。如三防無(wú)線水文監(jiān)測(cè)設(shè)備，它的水文數(shù)據(jù)就是由LED來(lái)顯示的，而且其LED是 由串入一并出移位寄存器來(lái)驅(qū)動(dòng)的。這些監(jiān)測(cè)設(shè)備隨著系統(tǒng)的安裝完成也被固定下來(lái)。當(dāng) 生產(chǎn)規(guī)摸擴(kuò)充或?yàn)榱思訌?qiáng)管理，有時(shí)就需要將原來(lái)顯示的過(guò)程參數(shù)復(fù)制到其它地方進(jìn)行同 步顯示。解決這一問(wèn)題的途徑有兩條一是與原設(shè)計(jì)研發(fā)單位取得聯(lián)系，讓他們重新設(shè)計(jì)， 擴(kuò)充顯示功能，這意味著不菲的花費(fèi)以及設(shè)計(jì)周期的延長(zhǎng)。如果原設(shè)計(jì)者因?yàn)槟撤N原因已 離開了原公司或單位，或者原設(shè)備是從國(guó)外進(jìn)口的情況下，則這條路徑必然會(huì)遇到極大的 阻礙；另一條途徑是自主研發(fā)某種裝置，直接從原設(shè)備的參數(shù)顯示中分離出我們所需要的 數(shù)據(jù)，再將這些數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)，或送到其它地方進(jìn)行同步顯示，方便相關(guān)人員對(duì)原系統(tǒng)實(shí)行 更加有效的監(jiān)視和管理。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的，在于提供一種對(duì)原設(shè)備的LED顯示數(shù)據(jù)進(jìn)行穩(wěn)定解析的LED 數(shù)據(jù)分離裝置。本實(shí)用新型的目的通過(guò)如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)一種LED數(shù)據(jù)分離裝置，包括微處理器、線隔離驅(qū)動(dòng)器、多個(gè)串入一并出移位寄存 器、總線收/發(fā)器、光電隔離器、地址譯碼器、RS-232通信接口和LCD顯示器；線隔離驅(qū)動(dòng)器 的輸入端信號(hào)DAT、SRCLK和RCLK分別與三防無(wú)線水文顯示裝置中驅(qū)動(dòng)LED顯示的串入一 并出移位寄存器相連接；多個(gè)串入一并出移位寄存器直接串聯(lián)連接，線隔離驅(qū)動(dòng)器與第一 片串入一并出移位寄存器連接，線隔離驅(qū)動(dòng)器還分別與多個(gè)串入一并出移位寄存器并聯(lián)連 接；微處理器分別與地址譯碼器、總線收/發(fā)器、光電隔離器和LCD顯示器連接，光電隔離器 與RS-232通信接口連接，總線收/發(fā)器和地址譯碼器都分別與多個(gè)串入一并出移位寄存器 連接。為進(jìn)一步實(shí)習(xí)本實(shí)用新型的目的，所述線隔離驅(qū)動(dòng)器優(yōu)選為74HC245型線隔離驅(qū)動(dòng)器。所述串入一并出移位寄存器優(yōu)選為74HC595型串入一并出移位寄存器。所述總線收/發(fā)器優(yōu)選為74HC245型號(hào)總線收/發(fā)器。所述地址譯碼器優(yōu)選為74HC138型地址譯碼器。所述光電隔離器型號(hào)優(yōu)選為4N35型光電隔離器。本實(shí)用新型有如下優(yōu)點(diǎn)和效果(1)本實(shí)用新型充分利用了串入一并出移位寄存器的內(nèi)部工作機(jī)制，采用多片級(jí)聯(lián)、輸出端口并接、分時(shí)選通這些特別措施保證了對(duì)原設(shè)備LED顯示數(shù)據(jù)的穩(wěn)定解析。(2)本裝置采用低功耗設(shè)計(jì)，由原設(shè)備提供+5V直流工作電源。本裝置與原設(shè)備只 需要連接三根信號(hào)線，且經(jīng)過(guò)線隔離驅(qū)動(dòng)后才被施加到本裝置中，這大大減少了對(duì)原設(shè)備 的信號(hào)負(fù)載影響，只需額外負(fù)擔(dān)一個(gè)CMOS負(fù)載，這對(duì)原設(shè)備來(lái)說(shuō)是可以略去不計(jì)的。(3)本裝置與其它新擴(kuò)充顯示裝置的通信采用帶光電隔離的20mA電流環(huán)串行通信方式，因此新擴(kuò)充的顯示裝置在電氣上與本裝置以及原設(shè)備是完全隔離的，這意味著它 們對(duì)原設(shè)備沒(méi)有任何影響。另外電流環(huán)串行通信方式可以大大延長(zhǎng)通信距離，對(duì)于IOOOm 以內(nèi)的通信是穩(wěn)定可靠的

圖1是本實(shí)用新型LED數(shù)據(jù)分離裝置的結(jié)構(gòu)示意圖圖2是LED數(shù)據(jù)分離裝置電氣原理圖圖3是LED數(shù)據(jù)分離裝置軟件流程圖
具體實(shí)施方式
為進(jìn)一步理解本實(shí)用新型，
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的描 述，但是本實(shí)用新型要求保護(hù)的范圍并不局限于實(shí)施方式。如圖1、2所示，一種LED數(shù)據(jù)分離裝置，包括微處理器5、地址譯碼器3、線隔離驅(qū) 動(dòng)器1、多個(gè)串入一并出移位寄存器2、總線收/發(fā)器4、光電隔離器6、RS-232通信接口 7 和IXD顯示器8 ；線隔離驅(qū)動(dòng)器1的DAT、SRCLK和RCLK分別與三防無(wú)線水文監(jiān)測(cè)設(shè)備中驅(qū) 動(dòng)LED顯示的串入一并出移位寄存器的對(duì)應(yīng)信號(hào)端相連接；多個(gè)串入一并出移位寄存器2 直接串聯(lián)連接，線隔離驅(qū)動(dòng)器1的BO端與第一片串入一并出移位寄存器2連接，線隔離驅(qū) 動(dòng)器1還分別與多個(gè)串入一并出移位寄存器2并聯(lián)連接；微處理器5分別與地址譯碼器3、 總線收/發(fā)器4、光電隔離器6、RS-232通信接口 7和IXD顯示器8連接，光電隔離器6與 RS-232通信接口 7連接，總線收/發(fā)器4和地址譯碼器3都分別與多個(gè)串入一并出移位寄 存器2連接。LED數(shù)據(jù)分離裝置由原設(shè)備提供+5. OV直流電源，負(fù)責(zé)給裝置的所有集成電路 {共 ο實(shí)施方式中有關(guān)設(shè)備的選用情況如下線隔離驅(qū)動(dòng)器1型號(hào)選用74HC245 ；八片 串入一并出移位寄存器2型號(hào)選用74HC595 ；二片總線收/發(fā)器4型號(hào)選用74HC245，負(fù)責(zé) 收集來(lái)自串入一并出移位寄存器2輸出端的數(shù)據(jù)送給微處理器5 ；地址譯碼器3型號(hào)選用 74HC138，它在微處理器5的控制下分時(shí)選通八片串入一并出移位寄存器；微處理器5型號(hào) 選用AT89C52，控制整個(gè)裝置的運(yùn)行；光電隔離器6型號(hào)選用4N35，通過(guò)光電隔離，新擴(kuò)充的 其它顯示裝置與原設(shè)備能夠?qū)崿F(xiàn)完全的電氣隔離，保證了原設(shè)備工作不受影響；液晶顯示 器8型號(hào)選用CM128X64。如圖2所示，RS-232通信接口 7按20mA電流環(huán)方式工作，包括晶體管Q1、電阻R4、 R5、R6、R7、光電隔離器IC14以及輸出驅(qū)動(dòng)晶體管Q2。通過(guò)光電隔離，新擴(kuò)充的其它顯示裝 置與原設(shè)備能夠?qū)崿F(xiàn)完全的電氣隔離，保證了原設(shè)備工作不受影響。另外20mA電流環(huán)方式 可以大大延長(zhǎng)通信距離，對(duì)于IOOOm以內(nèi)的通信是穩(wěn)定可靠的。LED數(shù)據(jù)分離裝置由三防無(wú)線水文監(jiān)測(cè)設(shè)備提供+5. OV直流電源，負(fù)責(zé)給裝置的所有集成電路供電，本裝置只需從原設(shè)備中引出三條信號(hào)線第一條是串行數(shù)據(jù)輸入信號(hào)SER，第二條是串行數(shù)據(jù)移位脈沖信號(hào)SRCLK，第三條是輸出鎖存器開門信號(hào)RCLK。為了最 大限度地減少對(duì)原設(shè)備信號(hào)的影響以及滿足對(duì)信號(hào)負(fù)載能力的要求，本實(shí)用新型設(shè)置了線 隔離驅(qū)動(dòng)器1。來(lái)自原設(shè)備的三根信號(hào)線被連接到線隔離驅(qū)動(dòng)器ICll的輸入端，其中DAT 接AO，SRCLK接Al和A2，RCLK接A3和A4。從線隔離驅(qū)動(dòng)器1輸出的SER信號(hào)只送往第一 片串入一并出移位寄存器，而從線隔離驅(qū)動(dòng)器1出來(lái)的SRCLK信號(hào)送到所有串入一并出移 位寄存器的對(duì)應(yīng)引腳，RCLK信號(hào)也與所有串入一并出移位寄存器對(duì)應(yīng)引腳相連。串入一并 出移位寄存器2的數(shù)量需與三防無(wú)線水文監(jiān)測(cè)設(shè)備中的LED顯示位數(shù)完全一致(圖1以八 位LED顯示數(shù)據(jù)為例)。具體是，線隔離驅(qū)動(dòng)器1輸出端BO接第一片串入一并出移位寄存 器ICl的數(shù)據(jù)輸入端SER，它的最高位溢出端接第二片串入一并出移位寄存器IC2的數(shù)據(jù)輸 入端SER，如此級(jí)聯(lián)下去，直至8片全部連好為止。如圖3所示，LED數(shù)據(jù)分離裝置完全由微處理器5的程序控制。在原設(shè)備的SRCLK 信號(hào)作用下，呈現(xiàn)在ICl輸入端SER的二進(jìn)制數(shù)據(jù)便一位一位地向前進(jìn)動(dòng)，直至八位LED數(shù) 據(jù)共64位二進(jìn)制數(shù)據(jù)移完為止，這時(shí)原設(shè)備再向所有串入一并出移位寄存器發(fā)RCLK信號(hào)， 使全部二進(jìn)制數(shù)據(jù)位進(jìn)入串入一并出移位寄存器內(nèi)的第一道柵口。開始時(shí)，微處理器5將 所有串入一并出移位寄存器的片選端OE信號(hào)都置于高電平，所以串入一并出移位寄存器 的輸出端Q7-Q0都呈高阻態(tài)。接著微處理器5向地址譯碼器3發(fā)送第一片串入一并出移 位寄存器的地址信號(hào)使其選通，這時(shí)位于第一片寄存器第一道柵口內(nèi)的二進(jìn)制數(shù)據(jù)出現(xiàn)在 Q7-Q0端，同時(shí)也出現(xiàn)在總線收/發(fā)器4的輸入端。微處理器5再選通此總線收/發(fā)器使 其數(shù)據(jù)輸出到微處理器5的I/O端口。微處理器讀取該位LED段碼數(shù)據(jù)，再經(jīng)過(guò)處理還原 成通用的阿拉伯?dāng)?shù)字或其它英文字符，處理完畢后，微處理器5關(guān)閉第一片串入一并出移 位寄存器，再選通第二片移位寄存器，選通總線收/發(fā)器、讀數(shù)和處理數(shù)據(jù)。如此重復(fù)8次， 就可以把原設(shè)備中的LED顯示數(shù)據(jù)解析出來(lái)。這些數(shù)據(jù)一方面可以在本地用液晶顯示器進(jìn) 行顯示，方便觀察；另一方面也可以經(jīng)由RS-232串行通信接口發(fā)送到其它地方供顯示和記 錄。如此周而復(fù)始，便能得到與原設(shè)備同步的LED顯示數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)一方面可以送本地 液晶顯示器進(jìn)行顯示，便于與原設(shè)備LED數(shù)據(jù)對(duì)照，另一方面可通過(guò)20mA電流環(huán)串行通信 接口發(fā)送到其它地方供顯示和分析。本實(shí)用新型串入一并出移位寄存器2采用級(jí)聯(lián)方式，即第一片的高位溢出位接下 一片的數(shù)據(jù)輸入端SER，在移位脈沖SRCLK的作用下，二進(jìn)制數(shù)據(jù)便一位一位地向前移動(dòng)。 當(dāng)全部8個(gè)LED數(shù)據(jù)共64位移到指定位置后，再向串入一并出移位寄存器2發(fā)送輸出鎖 存器開門脈沖RCLK，使全部二進(jìn)制位進(jìn)入第一道柵口，此時(shí)這些二進(jìn)制數(shù)據(jù)位還沒(méi)有出現(xiàn) 在輸出端Q7-Q0，只有當(dāng)對(duì)應(yīng)的串入一并出移位寄存器的片選輸入端OE為低電平時(shí)，這一 片中位于第一道柵口內(nèi)的二進(jìn)制數(shù)據(jù)位才會(huì)出現(xiàn)在Q7-Q0端。利用這一特性，在微處理器 5的控制下，保證任一時(shí)刻都只選通其中一片使其工作，而其余各片因?yàn)闆](méi)有被選中所以它 們的輸出端Q7-Q0都處于高阻態(tài)。這樣可以將若干片串入一并出移位寄存器作為一組而將 其輸出端一一對(duì)應(yīng)并接在一起，即同組中各片的QO端并接、Ql端并接、……、Q7端分別并 接在一起，經(jīng)過(guò)總線收/發(fā)器的隔離與驅(qū)動(dòng)后送入微處理器的I/O端口。微處理器順序掃 描各個(gè)串入一并出移位寄存器，最后成功分離出原設(shè)備中的LED顯示數(shù)據(jù)。
權(quán)利要求一種LED數(shù)據(jù)分離裝置，其特征在于包括微處理器、線隔離驅(qū)動(dòng)器、多個(gè)串入-并出移位寄存器、總線收/發(fā)器、光電隔離器、地址譯碼器、RS-232通信接口和LCD顯示器；線隔離驅(qū)動(dòng)器的輸入端信號(hào)DAT、SRCLK和RCLK分別與三防無(wú)線水文顯示裝置中驅(qū)動(dòng)LED顯示的串入-并出移位寄存器相連接；多個(gè)串入-并出移位寄存器直接串聯(lián)連接，線隔離驅(qū)動(dòng)器與第一片串入-并出移位寄存器連接，線隔離驅(qū)動(dòng)器還分別與多個(gè)串入-并出移位寄存器并聯(lián)連接；微處理器分別與地址譯碼器、總線收/發(fā)器、光電隔離器和LCD顯示器連接，光電隔離器與RS-232通信接口連接，總線收/發(fā)器和地址譯碼器都分別與多個(gè)串入-并出移位寄存器連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED數(shù)據(jù)分離裝置，其特征在于所述線隔離驅(qū)動(dòng)器為 74HC245型線隔離驅(qū)動(dòng)器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED數(shù)據(jù)分離裝置，其特征在于所述串入_并出移位寄存 器為74HC595型串入-并出移位寄存器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED數(shù)據(jù)分離裝置，其特征在于所述總線收/發(fā)器為 74HC245型號(hào)總線收/發(fā)器。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED數(shù)據(jù)分離裝置，其特征在于所述地址譯碼器為74HC138 型地址譯碼器。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED數(shù)據(jù)分離裝置，其特征在于所述光電隔離器型號(hào)選用 4N35型光電隔離器。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種LED數(shù)據(jù)分離裝置，線隔離驅(qū)動(dòng)器的輸入端信號(hào)DAT、SRCLK和RCLK分別與三防無(wú)線水文顯示裝置中驅(qū)動(dòng)LED顯示的串入—并出移位寄存器相連接；線隔離驅(qū)動(dòng)器與第一片串入—并出移位寄存器連接，線隔離驅(qū)動(dòng)器還分別與多個(gè)串入—并出移位寄存器并聯(lián)連接；微處理器分別與地址譯碼器、總線收/發(fā)器、光電隔離器和LCD顯示器連接，光電隔離器與RS-232通信接口連接，總線收/發(fā)器和地址譯碼器都分別與多個(gè)串入—并出移位寄存器連接。本裝置充分利用了串入—并出移位寄存器多片級(jí)聯(lián)，分時(shí)選通，保證了對(duì)原設(shè)備LED顯示數(shù)據(jù)的穩(wěn)定解析，滿足在多個(gè)地方同時(shí)監(jiān)視水文數(shù)據(jù)的要求。
文檔編號(hào)G09G3/32GK201590219SQ20102002693
公開日2010年9月22日 申請(qǐng)日期2010年1月18日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月18日
發(fā)明者胡興剛 申請(qǐng)人:華南理工大學(xué)