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(lǐng)域：
本實(shí)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(cè)量?jī)x表一般由指針指示，顯示直觀但是精度等級(jí)低并且測(cè)量參數(shù)單一，同 時(shí)，機(jī)械的指針結(jié)構(gòu)應(yīng)對(duì)外界環(huán)境的能力也較差，容易受到震動(dòng)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(cè)量?jī)x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(cè)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(chǎng)上用液晶顯示的數(shù)字儀表大致分為筆段 式、點(diǎn)陣字符式、彩色TFT式，前兩者由于成本相對(duì)較低，已經(jīng)在儀表行業(yè)得到了廣泛應(yīng)用； 彩色TFT顯示方式因?yàn)槠涑杀炯凹夹g(shù)門檻相對(duì)較高，所以在電力測(cè)量?jī)x表行業(yè)鮮有應(yīng)用， 彩色液晶驅(qū)動(dòng)方式對(duì)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(fèi)的，再加上外圍A/D芯片、外擴(kuò)FLASH等硬件資源，所以整機(jī)成本普通 用戶無法承受。這一缺點(diǎn)大大限制了 TFT彩色液晶在電力儀表上的應(yīng)用。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)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(shí) 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(yīng)用的問題。 本實(shí)用新型的目的是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn) —種彩色液晶顯示多功能電力儀表，包括前端信號(hào)處理模塊、單片機(jī)、彩色TFT液 晶顯示及驅(qū)動(dòng)模塊、鍵盤輸入模塊、模擬量輸出模塊、RS-485通訊模塊、開關(guān)量輸入模塊、開 關(guān)量輸出模塊、電源模塊、片外數(shù)據(jù)保存模塊，其中單片機(jī)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(hào)處理模塊輸出與單片機(jī)的片內(nèi)A/D模塊輸入通道相連并由單片機(jī)的CPU 計(jì)算電參量并得到結(jié)果；對(duì)于儀表設(shè)置參數(shù)可以直接保存在單片機(jī)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(jī)的I/O 口與彩色TFT液晶顯示及驅(qū)動(dòng)模塊相連實(shí)現(xiàn)顯示數(shù)據(jù)的傳輸以驅(qū)動(dòng)彩色TFT液 晶顯示及驅(qū)動(dòng)模塊顯示人機(jī)界面；鍵盤輸入模塊與單片機(jī)的I/O 口相連，由單片機(jī)主動(dòng)檢 測(cè)鍵盤輸入模塊中的按鍵電平狀態(tài)，做進(jìn)一步處理；單片機(jī)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(jī)通過通訊控制器控制RS-485通訊模塊的工作；單片機(jī)的I/O 口還與開關(guān)量輸入模塊和開關(guān)量輸出模塊相連作開入和開出的測(cè)量控制；電源模塊為各部 分模塊提供工作電源。 本實(shí)用新型的有益效果為采用低成本實(shí)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(dòng)方式，以提 高數(shù)據(jù)的傳輸。
下面根據(jù)附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例所述的自動(dòng)感應(yīng)清潔箱的模塊結(jié)構(gòu)框圖； 圖2是本實(shí)用新型所述單片機(jī)的功能結(jié)構(gòu)圖。 圖中1、前端信號(hào)處理模塊、2、單片機(jī)(MCU主微處理器)、3、彩色TFT液晶顯示及 驅(qū)動(dòng)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(guān)量輸入模塊、8、 開關(guān)量輸出模塊、10、片外掉電數(shù)據(jù)保存模塊。
具體實(shí)施方式參見圖l，本實(shí)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(hào)處理模塊1、單片機(jī)2、彩色TFT液晶顯示及驅(qū)動(dòng)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(guān)量輸入模塊7、開關(guān)量輸出模塊8、片外 數(shù)據(jù)保存模塊10，其中單片機(jī)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(hào)后通過其片內(nèi)的A/D轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，并計(jì)算得 出電壓、電流、功率、功率因數(shù)、電能等各個(gè)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(jìn)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(cè)開關(guān)量輸出模塊8的輸入狀態(tài)，控制開 關(guān)量輸出模塊8的輸出。 前端信號(hào)處理模塊1的輸出與單片機(jī)2的片內(nèi)A/D模塊輸入通道相連并由單片機(jī) 2的CPU計(jì)算電參量并得到結(jié)果；對(duì)于儀表設(shè)置參數(shù)可以直接保存在單片機(jī)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(jī)2的I/O 口與彩色TFT液晶顯示及驅(qū)動(dòng)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(shí)現(xiàn)顯示數(shù)據(jù)的傳輸以驅(qū)動(dòng)彩色TFT液晶顯示及驅(qū)動(dòng)模塊 3顯示人機(jī)界面；鍵盤輸入模塊4與單片機(jī)2的I/O 口相連，由單片機(jī)2主動(dòng)檢測(cè)鍵盤輸入 模塊4中的按鍵電平狀態(tài)，做進(jìn)一步處理；單片機(jī)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(jī)2通過通訊控制器控制RS-485通訊模塊6的工作；單片機(jī)2的I/O 口還與開關(guān)量輸入模塊7和開關(guān)量輸出模塊8相連作開入和開出的測(cè)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(jī)單元的一些內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖，其功能能夠滿足本實(shí)用新 型的設(shè)計(jì)需求。其中程序空間(即FLASH)用來固定存儲(chǔ)系統(tǒng)程序，同時(shí)還可分出一部分做 為儀表設(shè)置參數(shù)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)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(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集，AD寄存器內(nèi)的數(shù)據(jù)可用來計(jì)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(shí)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(hào)處理模塊單元1將輸入的電網(wǎng)信號(hào)(電壓電流輸入信號(hào))轉(zhuǎn)化為弱電信 號(hào)，其中電流信號(hào)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(luò)轉(zhuǎn)換，由二極管BAT54S進(jìn)行信號(hào)箝位，防止過高電壓送MCU片內(nèi)A/D導(dǎo)致芯片損壞，最后經(jīng) 過RC濾波電路送單片機(jī)2的A/D輸入口 ，轉(zhuǎn)換的弱電信號(hào)還需通過信號(hào)抬高才能送MCU片 內(nèi)A/D 口，必免一般采用外部基準(zhǔn)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(shí)用新型的特點(diǎn)之一。3. 2時(shí)320X240高分 辨率彩色TFT液晶3采用市場(chǎng)上已封裝好驅(qū)動(dòng)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(dòng)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(hào)處理模塊、單片機(jī)、電源模塊，其特征在于，還包括彩色TFT液晶顯示及驅(qū)動(dòng)模塊，由單片機(jī)的I/O口與彩色TFT液晶顯示及驅(qū)動(dòng)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(jī)至少集成FLASH數(shù)據(jù)保存模塊，用以保存儀表設(shè)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(jī)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(hào)處理模塊輸出與單片 機(jī)的片內(nèi)A/D模塊輸入通道相連并由單片機(jī)的CPU計(jì)算電參量并得到結(jié)果，由單片機(jī)的1/ 0 口與彩色TFT液晶顯示及驅(qū)動(dòng)模塊相連實(shí)現(xiàn)顯示數(shù)據(jù)的傳輸以驅(qū)動(dòng)彩色TFT液晶顯示及 驅(qū)動(dòng)模塊顯示人機(jī)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(guān)量輸入模塊、開關(guān)量輸出模塊，所述鍵盤輸 入模塊與單片機(jī)的I/O 口相連，由單片機(jī)主動(dòng)檢測(cè)鍵盤輸入模塊中的按鍵電平狀態(tài)，做進(jìn) 一步處理；單片機(jī)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(jī)通過通訊控 制器控制RS-485通訊模塊的工作；單片機(jī)的I/O 口還與開關(guān)量輸入模塊和開關(guān)量輸出模塊 相連作開入和開出的測(cè)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(jī)的I/0 口 與彩色TFT液晶顯示及驅(qū)動(dòng)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(hào)處理模塊、單片機(jī)、彩色TFT液晶顯示及驅(qū)動(dòng)模塊、鍵盤輸入模塊、模擬量輸出模塊、RS-485通訊模塊、開關(guān)量輸入模塊、開關(guān)量輸出模塊、電源模塊、片外數(shù)據(jù)保存模塊，其中單片機(jī)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(duì)于儀表設(shè)置參數(shù)可以直接保存在單片機(jī)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(shí)用新型的有益效果為采用低成本實(shí)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(dòng)方式，以提高數(shù)據(jù)的傳輸。
文檔編號(hào)G01R13/02GK201477136SQ200920145678
公開日2010年5月19日 申請(qǐng)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(qǐng)人:無錫愛森思電氣科技有限公司