一种新型的点阵液晶显示器双总线控制系统的研究

出处:电子爱好者博客 发布于:2014-02-17 11:21:15

  摘要:依据计算机三总线的组成以及时序的配合,发现了PLC的总线结构。为了能使PLC的输出总线和单片机能够完全融合,使用84C55芯片作为连接载体,形成了一种的控制系统。本文主要阐述了单片机的工作原理,以及PLC地址以及各种数据的设计理念。与此同时,还详细的介绍了点阵显示器工作原理以及编程方法。

  0 引言

  自从进入二十一世纪以来,微电子以及计算机技术正在迅猛发展,随着这种发展,使得PLC的运行速度以及工作效率大大提升,例如丰田公司的FX2a系列的PLC就是很好的一个例子,这种PLC的运行速度为1数百微妙,而这款PLC的基本指令则只有0.05μS.但从这款PLC上我们不难看出,在各方面已经达到相当完美的地步,这款PLC除了工作效率高、运行速度快以外,还增添了浮点运算,对于这款PLC的寻址方式而言,主要分成两种,分别是直接寻址以及变址寻址。在整个PLC的程序执行中,主要分成了三个阶段,即输入数据、执行必要程序以及输出数据。在执行程序的过程中,由于程序的长短不等,所以周期也是不一样的。

  假设要生产出一个完美的监视系统,那么就必须选择特定的PLC与通信口连接,但这样做的话,相对应的成本也会很高。本文主要依据PLC系统的自身特点,从各方面分析了PLC系统的工作原理,以及点阵液晶显示器监控系统的原理。

  一、PLC软件系统的电路

  从图1中我们可以很明显的看出,PLC的输出口被分成了两个部分,其中一个专门用作PLC的远程控制;而另一个则被用作是PLC的总线构成。其中,Y0-Y17构成了数据线DB,Y20-Y25构成了地址线,这个地址线和PLC的芯片82C55相互连接,图中的Y27是整个PLC系统的输出控制线,同时,Y27还是单片机的输入和输出信号。从该图中,我们不难看出,82C55是PLC总线以及单片机的载体,通过82C55可以将单片机以及PLC软件系统精密的联系在一起。当该系统读入信息之后,所有的信息都是PLC的输出数据总线,而所有信息的读写操作都是由单片机来完成的。液晶显示器的接口是根据显示器的接口控制要求而精心设计的,液晶显示器会通过单片机以及PLC控制接口。从图中我们可以看出,PLC实际上有两组线路,分别是单机片的高速总线以及PLC软件系统的低速总线。无论是哪种总线,它们都必须经过82C55作为载体,实现终的数据传输。

  

  二、可编程控制器的时序配合以及结构

  若要是想让数据顺利的传输出去,那么PLC的总线则必须按照时序关系来进行。对于可编程控制器而言,它的扫描速度非常慢,其数据和信息只有在扫描周期结束之后,才可以得出一组新数据,其工作效率远远不及单片机的工作效率,为了保证PLC的工作效率,只有通过芯片接口,让两总线之间的信息能够相互传输。假如在PLC软件系统中,有一个新信息等待输出,那么图中的Y27便会向单片机发出输出信息信号,而单片机会在时间内反馈输出信息,执行PLC信息的输出程序。从图2可编程控制器和单片机的时序图中我们可以直观的看出,Y17是PLC的控制信号,同时也是单片机中断外设的申请信号;从之前的论述中我们知道,PLC的数据输出信号非常慢,当单片机在读入数据时,为了使其更加准确,当单片机在中断程序的过程中,一般会尽量延迟2-4MS,当所有的信息和数据相对平稳之后,单片机再通过82C55作为载体,读入数据。这样做的目的是为了让可编程控制器的数据和信息更加稳定,便于单片机更加准确的读入信息。

  

  三、点阵液晶显示器和可编程控制器

  点阵液晶显示器一般有80000个显示点,每10个显示点便会构成一个字节,每一行有50个字节,从总数上讲,一共有9700个字节。这种显示模块的用途非常广泛,既可以用来显示图形,也可以用来显示字符和数据。其中,汉字以及数据的点阵形式为24×24以及72×72等。对于点阵液晶显示器的接口而言,它的接口有15跟,每一根都和可编程控制器直接相连。对于点阵显示器而言,有一个的优点,即:其内部具有功能强大的I/O缓冲器;而且自身的容量也非常大,在存储器的选择方面,种类也相对较多,例如有随机存储器以及只读存储器等等。

  

  图3是整个点阵液晶显示器的指令集,从指令集中我们可以直观的看出,点阵液晶显示器除了一般显示器所具备的原始地址、显示、列数以及分数等普遍的信息数据以外,还有一个其他显示器所无法做到的功能,那就是设置光标,通过对显示器的光标进行设置,可以使控制变得更加简单、易于客户操作,在对显示器进行编程时,也较为方便。

  四、可编程控制器线路接口的设计

  单从软件方面上讲,可编程控制器大致可以将其分成两种软件系统,一种是PLC软件系统,另一种则是单片机软件系统。PLC软件系统主要是过程控制,而单片机软件系统主要是总线控制软件。仅对于单片机软件系统而言,又可以将其细分为三种,即总线时序配合软件、点阵显示器接口控制软件以及其他软件。

  (一)可编程控制器(PLC)总线设计

  从上图中我们可以很明显的看出,可编程控制器主要是由三种不同的部分组成,分别是:发出信号程序、地址组成程序以及地址信号、数据信号的输出程序。

  如果把地址数据信号放在所有程序之首,那么这些控制信号便很容易实现。可编程序控制器所控制的,一般都是顺序开关量。当可编程序在对这些数据以及信息进行控制的过程时,所有的参数都会被确定好了的,每一位参数都有预设。

  (二)可编程序控制器和单片机的接口设计

  通过以上的论述中我们可以得出一个结论,即单片机的接口是通过PLC的时序配合来进行控制的。通过中断服务程序可以对PLC的信息以及各种数据进行采集和分析,这对于单片机的电路以及点阵液晶显示器的总体框架而言,具有通用性。

  (三)单片机和PLC的控制接口

  从整体性能上讲,单片机和PLC的控制接口主要分为显示内容的子程序、控制器的初始化、汉字显示程序以及刷新显示程序等等。

  其中PLC的初始化程序会根据之前所述的指令集,对显示器的行列数以及显示方式进行设计,与此同时,还会对显示器的光标以及原始地址进行设计。

  当PLC的主程序在对显示程序进行使用之前,会根据情况判定是否有新的数据或信息传输进来,假设有新信息或者数据传输进来,则会显示出其中的子程序。跳过显示程序,自动执行其他程序。(作者:唐求阳)

关键词:显示器总线

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