專利名稱：一種彩色液晶顯示多功能電力儀表的制作方法
技術(shù)領域：
本實用新型涉及彩色液晶顯示電力儀表，具體地說是一種低成本的彩色液晶顯示
多功能電力儀表。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)測量儀表一般由指針指示，顯示直觀但是精度等級低并且測量參數(shù)單一，同 時，機械的指針結(jié)構(gòu)應對外界環(huán)境的能力也較差，容易受到震動的干擾所以精確度不能得 到保證，近年來正逐步被數(shù)字式測量儀表替代。早先的普通數(shù)字儀表一般通過數(shù)碼管顯示， 但是隨著測量參數(shù)增加以及儀表智能化引入了菜單操作功能，數(shù)碼顯示的局限性就突顯出 來，所以出現(xiàn)了用液晶顯示的數(shù)字儀表目前市場上用液晶顯示的數(shù)字儀表大致分為筆段 式、點陣字符式、彩色TFT式，前兩者由于成本相對較低，已經(jīng)在儀表行業(yè)得到了廣泛應用； 彩色TFT顯示方式因為其成本及技術(shù)門檻相對較高，所以在電力測量儀表行業(yè)鮮有應用， 彩色液晶驅(qū)動方式對硬件資源要求較高，通常需要移植P C-0S、 WinCE等操作系統(tǒng)，這些操 作系統(tǒng)目前都是收費的，再加上外圍A/D芯片、外擴FLASH等硬件資源，所以整機成本普通 用戶無法承受。這一缺點大大限制了 TFT彩色液晶在電力儀表上的應用。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的是提供一種彩色液晶顯示多功能電力儀表，采用低成本即可實 現(xiàn)，解決現(xiàn)有技術(shù)同類彩色液晶顯示電力儀表生產(chǎn)成本高、不適于廣泛應用的問題。 本實用新型的目的是通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn) —種彩色液晶顯示多功能電力儀表，包括前端信號處理模塊、單片機、彩色TFT液 晶顯示及驅(qū)動模塊、鍵盤輸入模塊、模擬量輸出模塊、RS-485通訊模塊、開關量輸入模塊、開 關量輸出模塊、電源模塊、片外數(shù)據(jù)保存模塊，其中單片機包括內(nèi)部集成的A/D模塊、CPU、 FLASH數(shù)據(jù)保存模塊、P麗輸出控制模塊、通訊控制器等； 前端信號處理模塊輸出與單片機的片內(nèi)A/D模塊輸入通道相連并由單片機的CPU 計算電參量并得到結(jié)果；對于儀表設置參數(shù)可以直接保存在單片機的flash數(shù)據(jù)保存模塊 中，而需要頻繁保存的參數(shù)如電能、最大需量則可保存在片外掉電數(shù)據(jù)保存模塊中；由單 片機的I/O 口與彩色TFT液晶顯示及驅(qū)動模塊相連實現(xiàn)顯示數(shù)據(jù)的傳輸以驅(qū)動彩色TFT液 晶顯示及驅(qū)動模塊顯示人機界面；鍵盤輸入模塊與單片機的I/O 口相連，由單片機主動檢 測鍵盤輸入模塊中的按鍵電平狀態(tài)，做進一步處理；單片機通過P麗輸出控制模塊控制模 擬量輸出模塊的輸出；單片機通過通訊控制器控制RS-485通訊模塊的工作；單片機的I/O 口還與開關量輸入模塊和開關量輸出模塊相連作開入和開出的測量控制；電源模塊為各部 分模塊提供工作電源。 本實用新型的有益效果為采用低成本實現(xiàn)電力儀表的多功能彩色液晶顯示，而 且大大降低了生產(chǎn)的工藝要求，為了顯示效果，采用8線制并行數(shù)據(jù)傳輸?shù)尿?qū)動方式，以提 高數(shù)據(jù)的傳輸。
下面根據(jù)附圖和實施例對本實用新型作進一步詳細說明。
圖1是本實用新型實施例所述的自動感應清潔箱的模塊結(jié)構(gòu)框圖； 圖2是本實用新型所述單片機的功能結(jié)構(gòu)圖。 圖中1、前端信號處理模塊、2、單片機(MCU主微處理器)、3、彩色TFT液晶顯示及 驅(qū)動模塊、4、鍵盤輸入模塊、5、模擬量輸出模塊、6、RS-485通訊模塊、7、開關量輸入模塊、8、 開關量輸出模塊、10、片外掉電數(shù)據(jù)保存模塊。
具體實施方式參見圖l，本實用新型所述的彩色液晶顯示多功能電力儀表，以MSP430F471xx系 列芯片為例，包括前端信號處理模塊1、單片機2、彩色TFT液晶顯示及驅(qū)動模塊3、鍵盤輸入 模塊4、模擬量輸出模塊5、 RS-485通訊模塊6、開關量輸入模塊7、開關量輸出模塊8、片外 數(shù)據(jù)保存模塊10，其中單片機2包括內(nèi)部集成的A/D模塊、CPU、 FLASH數(shù)據(jù)保存模塊、P麗 輸出控制模塊、通訊控制器等； MCU (主微處理器)2接收到信號后通過其片內(nèi)的A/D轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，并計算得 出電壓、電流、功率、功率因數(shù)、電能等各個參數(shù)；其中電能數(shù)據(jù)存放于模擬量輸出模塊部分 5，以防止掉電后數(shù)據(jù)丟失；鍵盤輸入模塊4與MCU的I/O 口相連，MCU(主微處理器)2通過 判斷I/O電平狀態(tài)來決定是否進入儀表菜單操作；MCU通過其P麗口控制模擬量輸出模塊5 的輸出；MCU(主微處理器)2的普通I/0 口可以檢測開關量輸出模塊8的輸入狀態(tài)，控制開 關量輸出模塊8的輸出。 前端信號處理模塊1的輸出與單片機2的片內(nèi)A/D模塊輸入通道相連并由單片機 2的CPU計算電參量并得到結(jié)果；對于儀表設置參數(shù)可以直接保存在單片機的FLASH數(shù)據(jù) 保存模塊中，而需要頻繁保存的參數(shù)如電能、最大需量則可保存在片外掉電數(shù)據(jù)保存模塊 10中；由單片機2的I/O 口與彩色TFT液晶顯示及驅(qū)動模塊3相連(可采取多種方式，考慮 速度，采用并行數(shù)據(jù)傳輸方式)實現(xiàn)顯示數(shù)據(jù)的傳輸以驅(qū)動彩色TFT液晶顯示及驅(qū)動模塊 3顯示人機界面；鍵盤輸入模塊4與單片機2的I/O 口相連，由單片機2主動檢測鍵盤輸入 模塊4中的按鍵電平狀態(tài)，做進一步處理；單片機2通過P麗輸出控制模塊控制模擬量輸出 模塊5的輸出；單片機2通過通訊控制器控制RS-485通訊模塊6的工作；單片機2的I/O 口還與開關量輸入模塊7和開關量輸出模塊8相連作開入和開出的測量控制；為各部分模 塊提供工作電源。 參見圖2，所示內(nèi)容為單片機單元的一些內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖，其功能能夠滿足本實用新 型的設計需求。其中程序空間(即FLASH)用來固定存儲系統(tǒng)程序，同時還可分出一部分做 為儀表設置參數(shù)的數(shù)據(jù)存儲模塊；6或7通道16位E A (Sigma-Delta)A/D(模擬一數(shù)字轉(zhuǎn) 換器)可實現(xiàn)實時數(shù)據(jù)采集，AD寄存器內(nèi)的數(shù)據(jù)可用來計算各種需要的電參量；P麗輸出 控制模塊與外部的模擬量輸出模塊共同作用實現(xiàn)模擬量輸出；通信口包括Uart、 SPI、 I2C 等；而CPU是該芯片的核心部分，所有的程序都是由它來執(zhí)行。 前端信號處理模塊單元1將輸入的電網(wǎng)信號(電壓電流輸入信號)轉(zhuǎn)化為弱電信 號，其中電流信號通過電流互感器(CT1-CT3)轉(zhuǎn)換，為降低成本，電壓則通過電阻分壓網(wǎng)絡轉(zhuǎn)換，由二極管BAT54S進行信號箝位，防止過高電壓送MCU片內(nèi)A/D導致芯片損壞，最后經(jīng) 過RC濾波電路送單片機2的A/D輸入口 ，轉(zhuǎn)換的弱電信號還需通過信號抬高才能送MCU片 內(nèi)A/D 口，必免一般采用外部基準的方法帶來成本問題。 在此另行介紹一下顯示部分，也是本實用新型的特點之一。3. 2時320X240高分 辨率彩色TFT液晶3采用市場上已封裝好驅(qū)動芯片的液晶模塊，成本較低，而且大大降低 了生產(chǎn)的工藝要求，為了顯示效果，采用8線制并行數(shù)據(jù)傳輸?shù)尿?qū)動方式，以提高數(shù)據(jù)的傳 輸。
權(quán)利要求一種彩色液晶顯示多功能電力儀表，包括前端信號處理模塊、單片機、電源模塊，其特征在于，還包括彩色TFT液晶顯示及驅(qū)動模塊，由單片機的I/O口與彩色TFT液晶顯示及驅(qū)動模塊相連。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的彩色液晶顯示多功能電力儀表，其特征在于，還包括 片外數(shù)據(jù)保存模塊，用以保存變量參數(shù)；并且所述單片機至少集成FLASH數(shù)據(jù)保存模塊，用以保存儀表設置的常量參數(shù)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的彩色液晶顯示多功能電力儀表，其特征在于，所述單片機還 集成有A/D模塊、CPU、 P麗輸出控制模塊、通訊控制器，所述前端信號處理模塊輸出與單片 機的片內(nèi)A/D模塊輸入通道相連并由單片機的CPU計算電參量并得到結(jié)果，由單片機的1/ 0 口與彩色TFT液晶顯示及驅(qū)動模塊相連實現(xiàn)顯示數(shù)據(jù)的傳輸以驅(qū)動彩色TFT液晶顯示及 驅(qū)動模塊顯示人機界面。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的彩色液晶顯示多功能電力儀表，其特征在于，還包括鍵盤輸 入模塊、模擬量輸出模塊、RS-485通訊模塊、開關量輸入模塊、開關量輸出模塊，所述鍵盤輸 入模塊與單片機的I/O 口相連，由單片機主動檢測鍵盤輸入模塊中的按鍵電平狀態(tài)，做進 一步處理；單片機通過P麗輸出控制模塊控制模擬量輸出模塊的輸出；單片機通過通訊控 制器控制RS-485通訊模塊的工作；單片機的I/O 口還與開關量輸入模塊和開關量輸出模塊 相連作開入和開出的測量控制；電源模塊為各部分模塊提供工作電源。
5. 根 權(quán)利要求3所述的彩色液晶顯示多功能電力儀表，其特征在于，單片機的I/0 口 與彩色TFT液晶顯示及驅(qū)動模塊之間采用并行數(shù)據(jù)傳輸方式。
專利摘要一種彩色液晶顯示多功能電力儀表，包括前端信號處理模塊、單片機、彩色TFT液晶顯示及驅(qū)動模塊、鍵盤輸入模塊、模擬量輸出模塊、RS-485通訊模塊、開關量輸入模塊、開關量輸出模塊、電源模塊、片外數(shù)據(jù)保存模塊，其中單片機包括內(nèi)部集成的A/D模塊、CPU、FLASH數(shù)據(jù)保存模塊、PWM輸出控制模塊、通訊控制器等；對于儀表設置參數(shù)可以直接保存在單片機的flash數(shù)據(jù)保存模塊中，而需要頻繁保存的參數(shù)如電能、最大需量則可保存在片外掉電數(shù)據(jù)保存模塊中。本實用新型的有益效果為采用低成本實現(xiàn)電力儀表的多功能彩色液晶顯示，而且大大降低了生產(chǎn)的工藝要求，為了顯示效果，采用8線制并行數(shù)據(jù)傳輸?shù)尿?qū)動方式，以提高數(shù)據(jù)的傳輸。
文檔編號G01R13/02GK201477136SQ200920145678
公開日2010年5月19日 申請日期2009年3月20日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月20日
發(fā)明者陳松 申請人:無錫愛森思電氣科技有限公司