專利名稱：點陣液晶顯示式記錄儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種點陣液晶顯示記錄儀表。
目前的記錄儀均采用馬達傳動機構(gòu)，驅(qū)動記錄紙沿一維方向傳動，并使用記錄筆頭，在記錄紙上畫出被測參數(shù)大小的曲線，記錄紙也有多種類型，例如普通型、壓敏型、熱敏型等，這類記錄儀的馬達傳動機構(gòu)易出故障，如電機燒壞，齒輪系統(tǒng)出現(xiàn)打牙，卡死等現(xiàn)象；移筆機構(gòu)響應(yīng)速度慢，慣性大，加上記錄紙擺位不正，均會導(dǎo)致記錄不準(zhǔn)；表筆易出現(xiàn)無水、多水現(xiàn)象，常會污染記錄紙，總的來說，傳統(tǒng)式的記錄儀表存在可靠性差、故障多、維護工作量大等缺點。
本實用新型的目的在于公開一種操作自動化水平高、可靠性強、維護工作量低的記錄儀，以解決傳統(tǒng)走紙式記錄儀的上述不足。
本實用新型的任務(wù)是這樣實現(xiàn)的一個8031單片機及與其連接的EPROM單元、RAM單元和鍵盤；一個點陣式液晶顯示屏，經(jīng)顯示控制器與所述8031單片機連接；一個模擬量信號輸入通道，輸入接口經(jīng)變送器、切換開關(guān)、A／D轉(zhuǎn)換器及I／O芯片與8031單片機連接；和一個與所述8031單片機連接的實時時鐘模塊。
還可包括一個用于參數(shù)越限報警和打印機與所述的I／O接口單元連接。
采用上述方案后，記錄儀具有以下幾個特點1.無機械傳動機構(gòu)，可靠性強、響應(yīng)速度快；2.操作方便、維護工作量??；3.全部記錄均可由顯示屏顯示，只是在需要時才通過打印機打印，能節(jié)省大量記錄用紙；4.具有靈活的輸入輸出方式。
與傳統(tǒng)記錄儀相比，本實用新型是一種性能價格比很高的更新?lián)Q代產(chǎn)品。
以下結(jié)合附圖和實施例，對本實用新型作具體說明。


圖1是點陣液晶顯示式記錄儀的電路原理圖；圖2是顯示部份電路原理圖；圖3是鍵盤接口電路原理圖；圖4是輸入通道電路原理圖；圖5是報警電路原理圖；圖6是軟件流程框圖；圖7是儀表面板示意圖。
圖1中電路的核心是8031單片機U1，它的三個P口中PO口作為地／數(shù)據(jù)總線分時復(fù)用，通過數(shù)據(jù)總數(shù)DBUS－1與寄存器U7及實時時鐘模塊U6連接，通過地址鎖存器U3后提供低8位地址ABUSL，高8位地址ABUSH則由P2口提供，P2口還經(jīng)地址鎖存器U8提供數(shù)據(jù)總線DBUS－2，以擴展驅(qū)動能力，上述電路中U3為74LS373，U8為74LS245，U7為74HC273。U6為MC146818，可產(chǎn)生秒、分等七個指標(biāo)并可通過程序讀寫和修改指標(biāo)，EPROMU2及RAMU4、U5分別與地址總線ABUSL、ABUSH以及數(shù)據(jù)總線DBUS－2連接，ROM選27128，容量16K，完全能滿足編程需要；U4、U5選用HM628128，單片容量為128K×8bit需要時還可繼續(xù)擴展，U4、U5及U6均需掉電保護電路U10加以掉電保護，U4和U5的CS2端與U10的一個控制輸出連接，當(dāng)電源掉電時，該控制輸出使CS2轉(zhuǎn)為低電平，從而使U4和U5處于寫禁止?fàn)顟B(tài)，I／O接口芯片U12，采用8255，其PB口用于與打印機PRINTER連接，PC口用于報警ALARM以及鍵盤和D／A的控制，對D／A芯片DAC0832提供片選信號，PA口與密碼開關(guān)U14和集成電阻器U15連接，用來設(shè)置密碼，顯示控制器LCDC采用HD61830，它接在數(shù)據(jù)總線上，它的輸出接至液晶屏LCD，用來顯示記錄曲線以及有關(guān)數(shù)據(jù)，鎖存器U7即74HC273與邏輯元件74HC38、74HC32等組成RAMU2、U3的片選擴展電路，單片機U1以數(shù)據(jù)輸出形式分配給74HC273一個地址，如FFFFH，作為RAM芯片高位地址A16和片選信號CS1，這樣鎖存器74HC273就可以和其他地址線及控制線配合去選中不同的RAM芯片U4、U5，或其它的RAM芯片。取自U1的高位地址低位地址信號以及WR信號邏輯元件74HC38、74HC32合成為鎖存器74HC273的CLK信號。
圖2中LCDC顯示控制芯片HD61838的MO～M7接U1的地址總線低8位ABUSL，M8－M15接地址總線的高8位ABUSH，DB0－DB7接數(shù)據(jù)總線DBUS，MD0－MD7接RAM芯片U4、U5的輸出，HD61838的其他端，如VCC、D01、D02、CL1、CL2、MB、FLB等信號分別接至LCD液晶顯示器的相應(yīng)端子上。
圖3中鍵盤電路設(shè)計利用8031的P3兩個串行輸入口RXD、TXD工作在方式0，以擴展I／O接口，圖中串行口上外接串行入并行出寄存器74LS164，鍵盤的行線為74LS164的輸出Q，列線來自8031的P1口，在以方式0工作時，數(shù)據(jù)由RXD輸入或輸出，TXD輸出多位脈沖，使外部寄有移位。
圖4為A／D轉(zhuǎn)換電路，A／D轉(zhuǎn)換器采用ICL7109十二位高性能，低功耗、雙重積分型芯片，B1至B12以及OR、POL與8031的數(shù)據(jù)總線DBUS連接，信號輸入端IHMI接光電耦合器PCB27的輸出，V－端接負電源發(fā)生器ICL7660負電壓輸出端，顯示儀表需要有多種輸入形式，在輸入信號與光電耦合器PCB27之間設(shè)有模擬開關(guān)芯片4051，它的X3－X7分別與不同輸入通道連接，X端經(jīng)運放接光電耦合器PCB27的輸入端，A、B、C及INH端接I／O芯片U12的PC口，用軟件控制切換，各種信號經(jīng)適當(dāng)變換輸入變換開關(guān)4051，如0－10mA、4－20mA電流輸入通過電阻變?yōu)?－5V電壓；熱電阻RTD通過電阻信號適配器2B31變換；熱電偶輸入的毫伏信號一端經(jīng)運放μA741H處理為電壓信號，參考端還與溫度傳感器LM134連接，由于LM134的輸出電流與溫度成線性關(guān)系，并可通過調(diào)整外接的電阻RLM獲得所需補償值，這樣熱電偶信號可以不需要專門的冷端補償處理而直接輸入儀表。
圖5為報警電路，I／O芯片U12的PC口輸出報警信號至鎖存器74LS240，然后經(jīng)電阻接光電耦合器TLP521－4，輸出信號接固體繼電器J，當(dāng)8255的某路報警時，TLP521－4的對應(yīng)端1X～4X輸出高電平，繼電器J接通。
圖6為軟件流程，經(jīng)系統(tǒng)初始化、RAM分配和對實時時鐘流程后程序進入循環(huán)，依次處理鍵盤顯示設(shè)置、A／D及采樣、數(shù)據(jù)顯示、數(shù)據(jù)存儲D／A輸出和參數(shù)越限報警，中間還可以加設(shè)參數(shù)的非線性補償處理程序。
儀表面板如圖7所示，點陣液晶屏1不但可顯示輸入?yún)?shù)曲線2，還能形成標(biāo)尺3和記錄格4，并提供背景光，在液晶屏1的下方設(shè)置功能鍵5，輸入各種命令，可隨意調(diào)出歷史數(shù)據(jù)顯示，并將所需數(shù)據(jù)經(jīng)打印機打印，顯示和打印數(shù)據(jù)時均伴有記錄時間。
這種點陣液晶顯示式記錄儀表除具有傳統(tǒng)記錄儀表的特性外，還具有RS－232通訊接口，能顯示瞬時值、時鐘和模擬記錄曲線，數(shù)據(jù)可存儲3個月，能利用打印機打印出所需的數(shù)據(jù)或曲線，鍵盤具有輸入信號種類、量程、報警值及走紙速度等設(shè)定功能并能隨時調(diào)歷史數(shù)據(jù)，輸入上、下限后標(biāo)尺能自動在液晶板上生成。
權(quán)利要求1.一種點陣液晶顯示式記錄儀，其特征在于一個8031單片機及與之連接的存貯控制程序的EPROM、存貯參數(shù)的RAM和鍵盤；一個點陣式液晶顯示屏LCD，經(jīng)顯示控制器LCDC與單片機8031連接；一個多參數(shù)模擬量輸入變送電路，經(jīng)切換開關(guān)4051、A/D轉(zhuǎn)換器ICL7109、I/O芯片8255與單片機8031連接；一個與單片機8031連接的實時時鐘模塊146818。
2.按權(quán)利要求1所述的點陣液晶顯示式記錄儀，其特征在于所述的I／O芯片8255還分別與打印機及參數(shù)越限報警電路連接。
3.按權(quán)利要求1或2所述的點陣液晶顯示式記錄儀，其特征在于所述的RAM單元由多片RAM芯片組成，一個鎖存器74HC273，自單片機8031數(shù)據(jù)總線獲得一個地址，作為被選RAM芯片的片選CS1及高位地址A16，8031的地址數(shù)據(jù)信號以及WR信號分別經(jīng)邏輯元件74HC38、74HC32合成后作為所述鎖存器74HC273的CLK信號。
4.按權(quán)利要求1或2所述的點陣液晶顯示式記錄儀，其特征在于所述的模擬量輸入變送電路中包括一個熱電偶參考端補償電路，熱電偶輸入?yún)⒖级诉€與溫度傳感器LM134連接。
5.按權(quán)利要求1和2所述的點陣液晶顯示式記錄儀，其特征在于所述的鍵盤經(jīng)寄存器74LS164與單片機8031連接，鍵盤的行線與74LS164的輸出端連接，鍵盤的列線與8031的P1端口連接，8031的TXD端和RXD端分別與74LS164的CLK端以及A、B端連接成為方式0工作狀態(tài)。
6.按權(quán)利要求1所述的點陣液晶顯示式記錄儀，其特征在于所述記錄儀還包括一個模擬量信號輸出接口，所述I／O芯片8255的PC向輸出接口電路中的D／A芯片提供片選CS信號。
專利摘要本實用新型涉及一種點陣液晶顯示式記錄儀，取代傳統(tǒng)的馬達驅(qū)動走紙式記錄儀表。以單片機8031為核心，點陣液晶板為顯示主體，采用大容量RAM存貯數(shù)據(jù)，多種形式常見參數(shù)可以直接輸入，不需再外接變送器等附加設(shè)備，所需操作以鍵盤命令方式輸入，與老式顯示儀表相比，使用靈活方便，可靠性強，幾乎不需維護。
文檔編號G09F9/35GK2197716SQ9420411
公開日1995年5月17日 申請日期1994年3月4日 優(yōu)先權(quán)日1994年3月4日
發(fā)明者張冶 申請人:張冶