專利名稱：基于以太網(wǎng)的數(shù)碼管顯示裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種網(wǎng)絡(luò)終端顯示裝置，尤其涉及一種能實(shí)現(xiàn)嵌入式網(wǎng)絡(luò)處理的
基于以太網(wǎng)的數(shù)碼管顯示裝置。
背景技術(shù)：
目前，在企業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場，用于顯示產(chǎn)品編號等數(shù)據(jù)信息的顯示終端數(shù)量龐大，現(xiàn)有 的顯示終端多數(shù)用RS485通訊，而此種顯示終端不僅傳輸距離受到很大的限制，而且刷新 速率低、實(shí)時性差；而且當(dāng)系統(tǒng)擴(kuò)充時需要改動整個網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的配置，還需要在上位計(jì)算機(jī) 系統(tǒng)中編寫大量的通訊驅(qū)動程序和數(shù)據(jù)處理程序，這樣必然造成系統(tǒng)開發(fā)難度加大、開發(fā) 資金投入增多，因此迫使許多企業(yè)最后選擇了在需要顯示數(shù)據(jù)的場所安裝了 PC機(jī)來實(shí)現(xiàn) 此功能，造成了資源的浪費(fèi)。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是提供一種組網(wǎng)方便、響應(yīng)速度快而且結(jié)構(gòu)簡單、
成本低廉、運(yùn)行穩(wěn)定可靠的基于以太網(wǎng)的數(shù)碼管顯示裝置。 為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案 —種基于以太網(wǎng)的數(shù)碼管顯示裝置，包括處理器單元、供電單元、通訊單元和顯示 單元，其中處理器單元的輸出信號通過總線驅(qū)動器接入顯示單元的輸入端，處理器單元與 通訊單元連接并且兩者之間的信號雙向傳輸，供電單元為整個顯示裝置提供電能，上述通 訊單元包括TCP/IP協(xié)議棧芯片、以太網(wǎng)控制器和RJ45插座，其中TCP/IP協(xié)議棧芯片與處 理器單元連接并且兩者之間信號雙向傳輸，TCP/IP協(xié)議棧芯片與以太網(wǎng)控制器連接并且兩 者之間信號雙向傳輸。 所述的顯示單元包括接口芯片、鍵盤、譯碼器、數(shù)碼管驅(qū)動器、數(shù)據(jù)鎖存器、16段 字母型數(shù)碼管和8段數(shù)碼管，其中鍵盤與接口芯片連接用于輸入信息，接口芯片的其中一 個輸出信號接入數(shù)據(jù)鎖存器的輸入端，數(shù)據(jù)鎖存器的輸出信號依次接入各個數(shù)碼管，接口 芯片的另一個輸出信號接入譯碼器的輸入端，譯碼器的輸出信號接入數(shù)碼管驅(qū)動器的輸入 端，數(shù)碼管驅(qū)動器的輸出端分別與各個數(shù)碼管連接。 所述的處理器單元包括單片機(jī)，在單片機(jī)上連接有存儲器，并且兩者之間信號雙 向傳輸，撥碼開關(guān)的輸出信號接入單片機(jī)的輸入端，并且為單片機(jī)連接了看門狗電路，以提 高顯示裝置的穩(wěn)定性。 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型技術(shù)具有以下優(yōu)點(diǎn) 1、本實(shí)用新型組網(wǎng)方便、響應(yīng)速度快。本實(shí)用新型通過將TCP/IP協(xié)議棧芯片與以 太網(wǎng)控制器等元器件連接形成基于以太網(wǎng)的通訊單元，并配備了相應(yīng)的輔助電路，實(shí)現(xiàn)了 將處理器單元接入到基于以太網(wǎng)的局域網(wǎng)中，形成了嵌入式網(wǎng)絡(luò)處理平臺，徹底改變了現(xiàn) 有技術(shù)中的低端單片機(jī)(8位、16位)接入網(wǎng)絡(luò)困難的局面，使得本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)基于TCP/ IP通信的過程像以往采用串口通信一樣簡單，省去了傳統(tǒng)方法中只有專業(yè)人員才能開發(fā)的駐留在單片機(jī)中的TCP/IP協(xié)議棧軟件，大大降低了開發(fā)成本，同時使顯示裝置的網(wǎng)絡(luò)速度 很容易達(dá)到幾十Mbps，明顯高于以往的串口RS232或RS485通訊方式的數(shù)據(jù)傳輸速度，而且 在整個生產(chǎn)線網(wǎng)絡(luò)組建時之需要給本裝置配置一個IP地址即可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通訊，減少了大 量專業(yè)的驅(qū)動程序代碼的開發(fā)。 2、本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉、運(yùn)行穩(wěn)定可靠。本實(shí)用新型各個組成單元中 所采用的元器件如中央處理器采用的型號為MCS-8051、字母型LED數(shù)碼管、CP/IP協(xié)議棧 芯片的型號為W3150A、以太網(wǎng)控制器的型號為RTL8201，另外主板上的存儲器、鍵盤等元器 件，均選用了標(biāo)準(zhǔn)器件，減少了非標(biāo)準(zhǔn)器件的開發(fā)，使得本實(shí)用新型成本低廉；在顯示字符 時，工業(yè)現(xiàn)場通常不僅僅要顯示數(shù)字，產(chǎn)品批次編號等信息通常還要顯示A-Z的字母，因此 本實(shí)用新型選擇了 16段字母型LED數(shù)碼管，該型數(shù)碼管沒有與之相匹配的標(biāo)準(zhǔn)顯示接口芯 片，于是本實(shí)用新型將16段字母型LED數(shù)碼管分成兩部分處理，相當(dāng)于兩個8段數(shù)碼管，采 用常見的8279可編程鍵盤與顯示接口芯片實(shí)現(xiàn)該顯示功能，降低了裝置的開發(fā)成本，另外 裝置配備了看門狗電路，提高了整個系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。


圖1是本實(shí)用新型基于以太網(wǎng)的數(shù)碼管顯示裝置總電路方框圖。 圖2是本實(shí)用新型基于以太網(wǎng)的數(shù)碼管顯示裝置中通訊單元的原理結(jié)構(gòu)框圖。 圖3是本實(shí)用新型基于以太網(wǎng)的數(shù)碼管顯示裝置中顯示單元的電路方框圖。
具體實(shí)施方式參照圖l，一種基于以太網(wǎng)的數(shù)碼管顯示裝置，包括處理器單元1、供電單元2、通 訊單元3和顯示單元4，其中處理器單元1的輸出信號通過總線驅(qū)動器接入顯示單元4的輸 入端，處理器單元1與通訊單元3連接并且兩者之間的信號雙向傳輸，供電單元2為整個顯 示裝置提供電能，上述通訊單元3包括TCP/IP協(xié)議棧芯片、以太網(wǎng)控制器和RJ45插座，其 中TCP/IP協(xié)議棧芯片與處理器單元1連接并且兩者之間信號雙向傳輸，TCP/IP協(xié)議棧芯片 與以太網(wǎng)控制器連接并且兩者之間信號雙向傳輸，所述的顯示單元4包括接口芯片、鍵盤、 譯碼器、數(shù)碼管驅(qū)動器、數(shù)據(jù)鎖存器、16段字母型數(shù)碼管和8段數(shù)碼管，其中鍵盤與接口芯 片連接用于輸入信息，接口芯片的其中一個輸出信號接入數(shù)據(jù)鎖存器的輸入端，數(shù)據(jù)鎖存 器的輸出信號依次接入各個數(shù)碼管，接口芯片的另一個輸出信號接入譯碼器的輸入端，譯 碼器的輸出信號接入數(shù)碼管驅(qū)動器的輸入端，數(shù)碼管驅(qū)動器的輸出端分別與各個數(shù)碼管連 接，在本實(shí)施例中，16段字母型數(shù)碼管總共有2個，8段數(shù)碼管總共有6個，用戶還可以根據(jù) 實(shí)際情況和具體需要進(jìn)行擴(kuò)展；所述的處理器單元1包括單片機(jī)，在單片機(jī)上連接有存儲 器，并且兩者之間信號雙向傳輸，撥碼開關(guān)的輸出信號接入單片機(jī)的輸入端，并且為單片機(jī) 連接了看門狗電路，以提高顯示裝置的穩(wěn)定性。 在本實(shí)用新型中，處理器單元中的處理器采用MCS-8051單片機(jī)，通訊單元中采用 的TCP/IP協(xié)議棧芯片為W3150A，并與單片機(jī)相連，(參照圖2)在W3150A中固化了從MAC 層、網(wǎng)絡(luò)層到傳輸層所需要的協(xié)議，在加上常用的單口 10M/100Mbps高速以太網(wǎng)物理層接 口器件RTL8201以太網(wǎng)控制器和外圍的輔助電路，以及以太網(wǎng)變壓器和RJ45插座，就可以方便的實(shí)現(xiàn)嵌入式單片機(jī)通過以太網(wǎng)和局域網(wǎng)內(nèi)的計(jì)算機(jī)通訊，該方案省去了傳統(tǒng)方法中 只有專業(yè)人員才能開發(fā)的駐留在單片機(jī)中的TCP/IP協(xié)議棧軟件，縮短了開發(fā)的周期，同時
也降低了研發(fā)成本，提高了裝置運(yùn)行的穩(wěn)定性。 本實(shí)用新型在工業(yè)現(xiàn)場使用過程中，通常不僅僅要顯示數(shù)字，產(chǎn)品批次編號等信 息通常還要顯示A-Z的字母，因此本實(shí)用新型選擇了 16段字母型LED數(shù)碼管，該型數(shù)碼管 沒有與之相匹配的標(biāo)準(zhǔn)顯示接口芯片，成為困擾現(xiàn)有技術(shù)中使用16段數(shù)碼管的難題，基于 上述情況，本實(shí)用新型將16段字母型數(shù)碼管分成兩部分處理，(參照圖3)相當(dāng)于兩個8段 數(shù)碼管，并采用常見的8279可編程鍵盤與顯示接口芯片實(shí)現(xiàn)該顯示功能，在8279的顯示數(shù) 據(jù)輸出線0UTA0-3、 0UTB0-3上，并接兩路8位數(shù)據(jù)鎖存器和驅(qū)動器，掃描輸出線SL0控制 了兩路8位數(shù)據(jù)鎖存器的觸發(fā)端LE，當(dāng)SLO = 0時，選中第一片數(shù)據(jù)鎖存器VI ;當(dāng)SLO = 1 時，選中第二片數(shù)據(jù)鎖存器V2，上述接口芯片的掃描輸出線SL1-SL3接"3-8"譯碼器，譯碼 器輸出的每一位接一個數(shù)碼管的COM端，這樣就可以在程序中控制顯示緩沖區(qū)中的字符段 碼的編碼，實(shí)現(xiàn)字符和數(shù)字的顯示。 本實(shí)用新型基于以太網(wǎng)的數(shù)碼管顯示裝置控制板的制作思路如下處理器采用 MCS-8051單片機(jī)，由于系統(tǒng)具備顯示的數(shù)據(jù)存儲功能，所以用一片6264擴(kuò)展數(shù)據(jù)存儲器， 以供系統(tǒng)使用；單片機(jī)的PO 口提供低8位A0-A7，P2 口提供高8位A8_A15，由于PO 口還要 作數(shù)據(jù)總線口，只能分時用作地址線，故PO 口輸出的低8位地址數(shù)據(jù)必須用鎖存器鎖存； 地址總線采用單向總線驅(qū)動器74LS244，數(shù)據(jù)總線采用雙向驅(qū)動器74LS245，驅(qū)動方向由G、 DIR兩個控制端控制，系統(tǒng)中PO 口采用雙向驅(qū)動器74LS245，使G接地保證芯片一直處于工 作狀態(tài)，而輸入/輸出的方向控制由單片機(jī)的數(shù)據(jù)存儲器的"讀"控制引腳RD和程序存儲器 的取指控制引腳PSEN通過與門控制DIR引腳實(shí)現(xiàn)。地址譯碼電路用74LS138芯片。人機(jī) 接口采用了 INTEL8279通用可編程的鍵盤、顯示接口器件，能自動消除開關(guān)抖動及N鍵同時 按下的保護(hù)，實(shí)現(xiàn)了簡單的按鍵輸入和LED數(shù)碼管顯示功能。其中本實(shí)施例中采用兩個16 段字母型LED數(shù)碼管和6個8段LED數(shù)碼管，存儲的顯示數(shù)據(jù)在顯示過程中輪流從顯示寄 存器輸出，該寄存器分為A、B兩組，采用兩組分別使用方式，實(shí)現(xiàn)16段LED的顯示?？梢燥@ 示產(chǎn)品編號等數(shù)據(jù)信息?？撮T狗電路MAX705是監(jiān)控集成電路，對主電源的實(shí)現(xiàn)監(jiān)視功能， 同時配備了掉電保護(hù)的電路，避免了數(shù)據(jù)的丟失。 本實(shí)用新型的工作原理如下該顯示裝置通電后，系統(tǒng)首先進(jìn)行自檢和初始化，當(dāng) 面板指示燈Ready亮?xí)r說明系統(tǒng)正常，此時可以使用撥碼開關(guān)設(shè)定本裝置IP地址的最后一 段，其他網(wǎng)址信息可以通過在上位機(jī)配置固定的網(wǎng)址后與本裝置建立通訊，然后在線修改 網(wǎng)址，并可以通過按鍵復(fù)位已經(jīng)配置的網(wǎng)址。正確的配置網(wǎng)址以后，上位機(jī)就可以按照定義 好的數(shù)據(jù)格式向本裝置發(fā)送待顯示的數(shù)據(jù)信息。數(shù)據(jù)首先存入顯示裝置的數(shù)據(jù)存儲器，然 后經(jīng)過查表得出顯示字符的編碼，由8279芯片以輪詢的方式動態(tài)掃描LED數(shù)碼管，完成對 字符編碼的顯示。 該顯示裝置體積小、成本低，運(yùn)行穩(wěn)定可靠，用以太網(wǎng)通訊方式，提高了系統(tǒng)的響 應(yīng)速度，方便系統(tǒng)的配置和調(diào)試，可廣泛的用于工業(yè)現(xiàn)場各個節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)顯示。
權(quán)利要求一種基于以太網(wǎng)的數(shù)碼管顯示裝置，包括處理器單元(1)、供電單元(2)，其特征在于該基于以太網(wǎng)的數(shù)碼管顯示裝置還包括通訊單元(3)和顯示單元(4)，其中處理器單元(1)的輸出信號通過總線驅(qū)動器接入顯示單元(4)的輸入端，處理器單元(1)與通訊單元(3)連接并且兩者之間的信號雙向傳輸，供電單元(2)為整個顯示裝置提供電能，上述通訊單元(3)包括TCP/IP協(xié)議棧芯片、以太網(wǎng)控制器和RJ45插座，其中TCP/IP協(xié)議棧芯片與處理器單元(1)連接并且兩者之間信號雙向傳輸，TCP/IP協(xié)議棧芯片與以太網(wǎng)控制器連接并且兩者之間信號雙向傳輸。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于以太網(wǎng)的數(shù)碼管顯示裝置，其特征在于所述的顯示單 元(4)包括接口芯片、鍵盤、譯碼器、數(shù)碼管驅(qū)動器、數(shù)據(jù)鎖存器、16段字母型數(shù)碼管和8段 數(shù)碼管，其中鍵盤與接口芯片連接用于輸入信息，接口芯片的其中一個輸出信號接入數(shù)據(jù) 鎖存器的輸入端，數(shù)據(jù)鎖存器的輸出信號依次接入各個數(shù)碼管，接口芯片的另一個輸出信 號接入譯碼器的輸入端，譯碼器的輸出信號接入數(shù)碼管驅(qū)動器的輸入端，數(shù)碼管驅(qū)動器的 輸出端分別與各個數(shù)碼管連接。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于以太網(wǎng)的數(shù)碼管顯示裝置，其特征在于所述的處理器 單元(1)包括單片機(jī)，在單片機(jī)上連接有存儲器，并且兩者之間信號雙向傳輸，撥碼開關(guān)的 輸出信號接入單片機(jī)的輸入端，并且為單片機(jī)連接了看門狗電路，以提高顯示裝置的穩(wěn)定 性。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種基于以太網(wǎng)的數(shù)碼管顯示裝置，包括處理器單元(1)、供電單元(2)、通訊單元(3)和顯示單元(4)，其中處理器單元(1)的輸出信號通過總線驅(qū)動器接入顯示單元(4)的輸入端，處理器單元(1)與通訊單元(3)連接并且兩者之間的信號雙向傳輸，供電單元(2)為整個顯示裝置提供電能，上述通訊單元(3)包括TCP/IP協(xié)議棧芯片、以太網(wǎng)控制器和RJ45插座，其中TCP/IP協(xié)議棧芯片與處理器單元(1)連接并且兩者之間信號雙向傳輸，TCP/IP協(xié)議棧芯片與以太網(wǎng)控制器連接并且兩者之間信號雙向傳輸。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型組網(wǎng)方便、響應(yīng)速度快而且結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉、運(yùn)行穩(wěn)定可靠。
文檔編號G09G3/14GK201532752SQ20092018835
公開日2010年7月21日 申請日期2009年10月16日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月16日
發(fā)明者叢雪松 申請人:中冶華天工程技術(shù)有限公司