專利名稱：一種led顯示屏多路rs-232接口電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及LED控制技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種LED顯示屏多路RS-232接口電路。
背景技術(shù)：
在通用LED顯示屏控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，廣泛采用了 RS-485分布式通訊鏈路，用于對(duì)電源的電壓監(jiān)測(cè)、控制板的狀態(tài)監(jiān)測(cè)、模組的溫濕度監(jiān)測(cè)、LED燈的故障探測(cè)等，例如對(duì)于一個(gè)分辨率為10 X 768的LED顯示屏，可按多排LED模組分成多個(gè)顯示分區(qū)，而每個(gè)顯示分區(qū)眾多模組的監(jiān)控和故障數(shù)據(jù)，都經(jīng)由各路RS-485通訊鏈路匯總到分配器，再由分配器的FPGA對(duì)各路數(shù)據(jù)進(jìn)行處理后通過(guò)光纖或千兆網(wǎng)傳送到遠(yuǎn)端的控制器，由控制器的FPGA 進(jìn)行RS-232解碼后并行送到微處理器中進(jìn)行緩存，再通過(guò)串口將每個(gè)顯示分區(qū)的監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)送到計(jì)算機(jī)進(jìn)行處理。由于顯示分區(qū)的數(shù)目比較大，如要實(shí)現(xiàn)各路RS-485鏈路同時(shí)與微處理器及PC機(jī)通訊時(shí)，需要開(kāi)辟若干數(shù)據(jù)緩沖區(qū)，占用相當(dāng)多的I/O 口資源，因此一般采用單通道單點(diǎn)數(shù)據(jù)采集方式，但效率不高。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型提供了一種LED顯示屏多路RS-232接口電路，其占用微處理器I/O 口資源少，支持多路RS-485鏈路同時(shí)采集數(shù)據(jù)和同時(shí)接收數(shù)據(jù)，提高了 LED顯示屏的監(jiān)控效率。本實(shí)用新型的技術(shù)方案是一種LED顯示屏多路RS-232接口電路，包括遠(yuǎn)程通訊接收模塊、串并轉(zhuǎn)換模塊、 多路RS-232解碼模塊、多路數(shù)據(jù)鎖存移位模塊、中斷擴(kuò)展模塊、數(shù)據(jù)選通模塊和微處理器；遠(yuǎn)程通訊接收模塊的輸出端與串并轉(zhuǎn)換模塊的輸入端連接，串并轉(zhuǎn)換模塊的輸出端分別與各路RS-232解碼模塊的輸入端連接，各路RS-232解碼模塊的輸出端分別與中斷擴(kuò)展模塊的輸入端和對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)鎖存移位模塊的輸入端連接；各路數(shù)據(jù)鎖存移位模塊的輸出端分別與微處理器連接，中斷擴(kuò)展模塊的輸出端分別與微處理器和數(shù)據(jù)選通模塊連接， 微處理器的控制端分別與各路數(shù)據(jù)鎖存移位模塊連接、并通過(guò)數(shù)據(jù)選通模塊與各路數(shù)據(jù)鎖存移位模塊連接；遠(yuǎn)程通訊接收模塊通過(guò)光纖或網(wǎng)絡(luò)接收嵌有多路RS-232信號(hào)的高頻串行信號(hào)輸出到串并轉(zhuǎn)換模塊，串并轉(zhuǎn)換模塊將該高頻串行信號(hào)進(jìn)行串并轉(zhuǎn)換后生成多路并行RS-232 信號(hào)輸出到對(duì)應(yīng)的RS-232解碼模塊，RS-232解碼模塊對(duì)RS-232信號(hào)進(jìn)行解碼，分別生成字節(jié)數(shù)據(jù)和字節(jié)有效信號(hào)，將字節(jié)數(shù)據(jù)送到對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)鎖存移位模塊進(jìn)行鎖存，將字節(jié)有效信號(hào)送到中斷擴(kuò)展模塊；中斷擴(kuò)展模塊對(duì)字節(jié)有效信號(hào)進(jìn)行中斷優(yōu)先級(jí)擴(kuò)展，生成一位中斷請(qǐng)求信號(hào)送到微處理器，并生成幾位中斷編碼信號(hào)同時(shí)送到微處理器和數(shù)據(jù)選通模塊；微處理器根據(jù)收到的中斷請(qǐng)求信號(hào)和中斷編碼信號(hào)輸出控制指令到數(shù)據(jù)選通模塊，并輸出串行移位時(shí)鐘到各路數(shù)據(jù)鎖存移位模塊；數(shù)據(jù)選通模塊根據(jù)接收的控制指令和中斷編碼信號(hào)輸出數(shù)據(jù)選通信號(hào)到選中的數(shù)據(jù)鎖存移位模塊，選中的數(shù)據(jù)鎖存移位模塊根據(jù)串行移位時(shí)鐘將相應(yīng)位置的監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)輸出到微處理器，微處理器將接收到的監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)傳輸?shù)接?jì)算機(jī)。本實(shí)用新型將各路RS-232鏈路產(chǎn)生的字節(jié)有效信號(hào)作中斷擴(kuò)展，利用比RS-232 信號(hào)波特率高10倍以上的采樣移位時(shí)鐘，實(shí)現(xiàn)了多路RS-232信號(hào)鏈路的同時(shí)傳輸。該η 倍頻分時(shí)移位采樣技術(shù)相當(dāng)于大幅度的提高了 RS-232信號(hào)的數(shù)據(jù)傳輸速率，同時(shí)無(wú)需開(kāi)辟數(shù)據(jù)緩沖區(qū)，占用微處理器I/O 口資源少，從而提高了 LED顯示屏的監(jiān)控效率，特別適用于大容量多通道數(shù)據(jù)的同時(shí)回傳。

圖1是本實(shí)用新型的多路RS-232接口電路在一實(shí)施例中的結(jié)構(gòu)原理圖；圖2是本實(shí)用新型的多路RS-232鏈路和微處理器接口信號(hào)波形示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的具體實(shí)施例做一詳細(xì)的闡述。本實(shí)用新型的多路RS-232接口電路，不僅適用于LED顯示屏，也可應(yīng)用于監(jiān)控領(lǐng)域和其它通訊領(lǐng)域；如圖1，其包括遠(yuǎn)程通訊接收模塊1、串并轉(zhuǎn)換模塊2、多路RS-232解碼模塊31-3Π、多路數(shù)據(jù)鎖存移位模塊41-4n、中斷擴(kuò)展模塊5、數(shù)據(jù)選通模塊6和微處理器 7 ；RS-232解碼模塊31-3Π和數(shù)據(jù)鎖存移位模塊41- 一一對(duì)應(yīng)，即RS-232解碼模塊31和數(shù)據(jù)鎖存移位模塊41對(duì)應(yīng)，RS-232解碼模塊32和數(shù)據(jù)鎖存移位模塊42對(duì)應(yīng)......；遠(yuǎn)程通訊接收模塊1的輸出端與串并轉(zhuǎn)換模塊2的輸入端連接，串并轉(zhuǎn)換模塊2 的輸出端分別與各路RS-232解碼模塊31-3n的輸入端連接，各路RS-232解碼模塊31_3n 的輸出端分別與中斷擴(kuò)展模塊5的輸入端和對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)鎖存移位模塊41- 的輸入端連接；各路數(shù)據(jù)鎖存移位模塊41- 的輸出端分別與微處理器7連接(各數(shù)據(jù)鎖存移位模塊 41-4n的串行移位輸出口采用一位共享數(shù)據(jù)總線602連接到微處理器7)，中斷擴(kuò)展模塊5 的輸出端分別與微處理器7和數(shù)據(jù)選通模塊6連接，微處理器7的控制端分別與各路數(shù)據(jù)鎖存移位模塊連接，微處理器7的控制端還通過(guò)數(shù)據(jù)選通模塊6與各路數(shù)據(jù)鎖存移位模塊 41-4n連接；遠(yuǎn)程通訊接收模塊1通過(guò)光纖或網(wǎng)絡(luò)接收嵌有多路RS-232信號(hào)的高頻串行信號(hào)并輸出到串并轉(zhuǎn)換模塊2，串并轉(zhuǎn)換模塊2將該高頻串行信號(hào)進(jìn)行串并轉(zhuǎn)換后生成η路并行RS-232信號(hào)輸出到對(duì)應(yīng)的RS-232解碼模塊31_3n，RS-232解碼模塊31_3n對(duì)RS-232 信號(hào)進(jìn)行解碼，分別生成字節(jié)數(shù)據(jù)和字節(jié)有效信號(hào)，將字節(jié)數(shù)據(jù)送到對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)鎖存移位模塊41- 進(jìn)行鎖存，將字節(jié)有效信號(hào)送到中斷擴(kuò)展模塊5 ；中斷擴(kuò)展模塊5對(duì)字節(jié)有效信號(hào)進(jìn)行中斷優(yōu)先級(jí)擴(kuò)展，生成一位中斷請(qǐng)求信號(hào)送到微處理器7，并生成幾位中斷編碼信號(hào)同時(shí)送到微處理器7和數(shù)據(jù)選通模塊6 ；微處理器7根據(jù)收到的中斷請(qǐng)求信號(hào)和中斷編碼信號(hào)輸出控制指令到數(shù)據(jù)選通模塊6，并輸出串行移位時(shí)鐘601到各路數(shù)據(jù)鎖存移位模塊41-4n ；數(shù)據(jù)選通模塊6根據(jù)接收的控制指令和中斷編碼信號(hào)輸出數(shù)據(jù)選通信號(hào)到選中的數(shù)據(jù)鎖存移位模塊，選中的數(shù)據(jù)鎖存移位模塊開(kāi)通串行移位輸出口到共享數(shù)據(jù)總線602上，并根據(jù)串行移位時(shí)鐘601將相應(yīng)位置的監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)輸出到微處理器7，微處理器7將接收到的監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)傳輸?shù)接?jì)算機(jī)8。其中，所述字節(jié)有效信號(hào)是RS-232解碼模塊接收到一個(gè)有效字節(jié)數(shù)據(jù)后產(chǎn)生的數(shù)據(jù)就位信號(hào)，該數(shù)據(jù)就位信號(hào)即作為該RS-232解碼模塊發(fā)出的取數(shù)中斷請(qǐng)求信號(hào)，其周期就是該RS-232解碼模塊相鄰兩個(gè)接收字節(jié)數(shù)據(jù)的固定時(shí)間間隔；所述控制指令是微處理器7根據(jù)收到的中斷請(qǐng)求信號(hào)和中斷編碼信號(hào)產(chǎn)生的 RS-232數(shù)據(jù)采集控制信號(hào)，其包括中斷編碼確認(rèn)信號(hào)輸出到數(shù)據(jù)選通模塊，串行移位時(shí)鐘輸出到各路數(shù)據(jù)鎖存移位模塊，串行移位時(shí)鐘的頻率是RS-232信號(hào)波特率的10倍以上，即在一個(gè)模塊相鄰兩個(gè)接收字節(jié)的固定時(shí)間間隔內(nèi)可采集8個(gè)以上的RS-232解碼模塊產(chǎn)生的字節(jié)數(shù)據(jù)，由此實(shí)現(xiàn)了 8個(gè)以上的RS-232信號(hào)鏈路同時(shí)傳輸和接收。進(jìn)一步地，所述串并轉(zhuǎn)換模塊或多路RS-232解碼模塊或多路數(shù)據(jù)鎖存移位模塊或中斷擴(kuò)展模塊或數(shù)據(jù)選通模塊可以采用FPGA設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)，其中串并轉(zhuǎn)換模塊也可采用另外的krdes芯片實(shí)現(xiàn)。圖2是多路RS-232鏈路和微處理器接口信號(hào)波形示意圖的一個(gè)例子；該圖中包括信號(hào) RS-232Ready、信號(hào) elk 601 和信號(hào) rs_data 602 ；所述波形信號(hào)RS-232Ready是一路RS-232信號(hào)按字節(jié)解碼后生成的接收字節(jié)有效信號(hào)，其周期就是相鄰兩個(gè)字節(jié)的固定時(shí)間間隔；所述elk 601是微處理器7在接收到多路RS-232信號(hào)的字節(jié)中斷請(qǐng)求信號(hào)后產(chǎn)生的獲取數(shù)據(jù)的串行移位時(shí)鐘，此為同時(shí)收到η路RS-232信號(hào)字節(jié)中斷請(qǐng)求信號(hào)后產(chǎn)生的采樣時(shí)鐘的示意圖，該波形分為η段，每段均為8個(gè)CLK，分別對(duì)應(yīng)按中斷順序選通的數(shù)據(jù)鎖存移位模塊41- 之一進(jìn)行移位采樣；所述信號(hào)rS_data 602是η個(gè)數(shù)據(jù)鎖存移位模塊在依序收到微處理器發(fā)出的數(shù)據(jù)選通信號(hào)后，在移位時(shí)鐘的作用下依次送出采集數(shù)據(jù)的波形示意圖，該波形同樣分為η段， 每段均分別對(duì)應(yīng)按中斷順序選通的數(shù)據(jù)鎖存移位模塊41- 之一送出的串行采集數(shù)據(jù)。需要說(shuō)明的是，RS-485信號(hào)鏈路的個(gè)數(shù)由RS-232信號(hào)的波特率和微處理器接收串行數(shù)據(jù)的速率及數(shù)據(jù)處理速率確定，例如RS-232信號(hào)的波特率是115200bps，微處理器接收串行數(shù)據(jù)的速率是IMHz時(shí)，同時(shí)作用的RS-485信號(hào)鏈路的個(gè)數(shù)可達(dá)8個(gè)。如需要擴(kuò)大 RS-485信號(hào)鏈路的個(gè)數(shù)，可提高微處理器接收串行數(shù)據(jù)的速率或增加一路微處理器串行接收數(shù)據(jù)口。以上所述的本實(shí)用新型實(shí)施方式，并不構(gòu)成對(duì)本實(shí)用新型保護(hù)范圍的限定。任何在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)所作的修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的權(quán)利要求保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種LED顯示屏多路RS-232接口電路，其特征在于，包括遠(yuǎn)程通訊接收模塊、串并轉(zhuǎn)換模塊、多路RS-232解碼模塊、多路數(shù)據(jù)鎖存移位模塊、中斷擴(kuò)展模塊、數(shù)據(jù)選通模塊和微處理器；遠(yuǎn)程通訊接收模塊的輸出端與串并轉(zhuǎn)換模塊的輸入端連接，串并轉(zhuǎn)換模塊的輸出端分別與各路RS-232解碼模塊的輸入端連接，各路RS-232解碼模塊的輸出端分別與中斷擴(kuò)展模塊的輸入端和對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)鎖存移位模塊的輸入端連接；各路數(shù)據(jù)鎖存移位模塊的輸出端分別與微處理器連接，中斷擴(kuò)展模塊的輸出端分別與微處理器和數(shù)據(jù)選通模塊連接，微處理器的控制端分別與各路數(shù)據(jù)鎖存移位模塊連接、并通過(guò)數(shù)據(jù)選通模塊與各路數(shù)據(jù)鎖存移位模塊連接；遠(yuǎn)程通訊接收模塊通過(guò)光纖或網(wǎng)絡(luò)接收嵌有多路RS-232信號(hào)的高頻串行信號(hào)并輸出到串并轉(zhuǎn)換模塊，串并轉(zhuǎn)換模塊將該高頻串行信號(hào)進(jìn)行串并轉(zhuǎn)換后生成多路并行RS-232 信號(hào)輸出到對(duì)應(yīng)的RS-232解碼模塊，RS-232解碼模塊對(duì)RS-232信號(hào)進(jìn)行解碼，分別生成字節(jié)數(shù)據(jù)和字節(jié)有效信號(hào)，將字節(jié)數(shù)據(jù)送到對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)鎖存移位模塊進(jìn)行鎖存，將字節(jié)有效信號(hào)送到中斷擴(kuò)展模塊；中斷擴(kuò)展模塊對(duì)字節(jié)有效信號(hào)進(jìn)行中斷優(yōu)先級(jí)擴(kuò)展，生成一位中斷請(qǐng)求信號(hào)送到微處理器，并生成幾位中斷編碼信號(hào)同時(shí)送到微處理器和數(shù)據(jù)選通模塊；微處理器根據(jù)收到的中斷請(qǐng)求信號(hào)和中斷編碼信號(hào)輸出控制指令到數(shù)據(jù)選通模塊，并輸出串行移位時(shí)鐘到各路數(shù)據(jù)鎖存移位模塊；數(shù)據(jù)選通模塊根據(jù)接收的控制指令和中斷編碼信號(hào)輸出數(shù)據(jù)選通信號(hào)到選中的數(shù)據(jù)鎖存移位模塊，選中的數(shù)據(jù)鎖存移位模塊根據(jù)串行移位時(shí)鐘將相應(yīng)位置的監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)輸出到微處理器，微處理器將接收到的監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)傳輸?shù)接?jì)算機(jī)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED顯示屏多路RS-232接口電路，其特征在于所述串并轉(zhuǎn)換模塊或多路RS-232解碼模塊或多路數(shù)據(jù)鎖存移位模塊或中斷擴(kuò)展模塊或數(shù)據(jù)選通模塊采用FPGA實(shí)現(xiàn)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED顯示屏多路RS-232接口電路，其特征在于所述串并轉(zhuǎn)換模塊采用krdes芯片實(shí)現(xiàn)。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種LED顯示屏多路RS-232接口電路，包括遠(yuǎn)程通訊接收模塊、串并轉(zhuǎn)換模塊、多路RS-232解碼模塊、多路數(shù)據(jù)鎖存移位模塊、中斷擴(kuò)展模塊、數(shù)據(jù)選通模塊和微處理器；遠(yuǎn)程通訊接收模塊的輸出端經(jīng)過(guò)串并轉(zhuǎn)換模塊、各路RS-232解碼模塊分別與中斷擴(kuò)展模塊的輸入端和對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)鎖存移位模塊的輸入端連接；各路數(shù)據(jù)鎖存移位模塊的輸出端分別與微處理器連接，中斷擴(kuò)展模塊的輸出端分別與微處理器和數(shù)據(jù)選通模塊連接，微處理器的控制端分別與各路數(shù)據(jù)鎖存移位模塊連接、并通過(guò)數(shù)據(jù)選通模塊與各路數(shù)據(jù)鎖存移位模塊連接。本實(shí)用新型占用微處理器I/O口資源少，提高了LED顯示屏的監(jiān)控效率。
文檔編號(hào)G09G3/32GK201994043SQ20102068887
公開(kāi)日2011年9月28日 申請(qǐng)日期2010年12月29日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月29日
發(fā)明者魏洵佳 申請(qǐng)人:康佳集團(tuán)股份有限公司