开机后显示器无信号范文第1篇

设计思想与总体方案

1　非接触式验电器的设计思想

本次开发的验电器主要用于铁路中高压输电线路的监测工作，其设计要求是监测铁路中高压线路的运行情况，要求能正确判断高压线是否带电，并将有电、无电信号通过发光二极管显示出来，同时还要发出相应状态的语音提示信息。

另外，验电器通常安装在室外，因此本装置还要满足室外工作的要求。

2　总体设计方案和框图

本验电器以SPE61A单片机作为检测和控制核心。装置采用铜片式传感器监测高压线附近电场，将电场信号转化为电压信号后送往信号处理电路，信号处理电路将该模拟信号转换成直流的有电、无电的状态信号送往单片机。单片机将接收到的信号与上一次信号进行比较，如果本次采集的信号跟上次采集信号相同，则继续下一次信号的采集，如果不同，则发出新的信号到语音模块、指示模块和信号传送模块，同时将本次采集的信号进行锁存，用以对下次采集的信号进行比较。语音模块收到信号后发出有电或无电语音提示；指示模块收到信号后发出有电或无电指示；信号传送模块收到信号后发出有电或无电状态信号送到室内监控计算机。硬件结构图如图1所示。

系统的硬件设计

1　单片机

本系统采用凌阳SPE61A单片机作为检测和控制核心。SPCE061A是继μ'nSP系列产品SPCE500A等之后凌阳科技公司推出的又一个16位结构的微控制器。它设计有2个16位10端口。该控制器可以在较宽的电源电压范围(2.6～5.5V)及系统时钟频率范围(0.375～24.576MHz)内工作，除了数据总线增至16位从而提高了工作速度外，SPE61A 16位单片机内集成了更多的系统资源。其中有大容量ROM及静态RAM、红外通信接口、RS-232通用异步全双工串行接口、10位A/D及D/A转换、内置式带自动增益控制的扩音器输入通道、32768Hz实时时钟以及低电压复位／低电压监测系统。另外，SPE61A中还嵌入了LCD控制驱动和双音多频信令(DTMF)发生器功能等。

SPE61A最大的特点就是内置7通道10位电压模／数转换器(ADC)和单通道声音模／数转换器，其中，声音模／数转换器输入通道内置麦克风放大器和自动增益控制(AGC)功能。这使得SPE61A具备了初步的语音播放和识别功能。

在本系统中，SPE61A单片机主要监测和处理输入信号。在接收到来自信号处理模块的信号后单片机将相应的判断，并将处理结果发送到后续电路。

2　传感器

传感器用于读取电场信号，是整个设备的信号源。传感器被安装在距离高压线0.8m的正下方，用于读取和转换高压线附近的电场信号。本装置中的传感器采用铜片电容设计，从电容两端分别引出两根导线，其中一根导线作为信号输出的正极，另一根接地，作为地线。

另外，为了安全需要，在传感器的地线端多引出了一条地线(称为检测地线)作为电路中指示模块、语音提示模块和信号传送模块的地线，用于判断传感器传输线路是否完好。此时，若信号传输线路断开，则此地线亦断开，那么指示模块、语音提示模块和信号传送模块均不能工作，信号指示灯不能发光，语音模块被能发出语音信息，传送电脑的有电和无电信号也同时断掉，不会发出错误信号，提高了系统的可靠性，避免信号线断开时发出错误的无电信号，造成事故。

传感器采用封闭式半球形光滑外壳设计，能够彻底防水，满足室外工作要求。

3　信号处理模块

信号处理由信号跟随电路、滤波电路、倍压整流电路、减法电路、放大电路、施密特触发电路、信号指示和监控信号发送电路组成，其原理图如图2所示。输入信号来自传感器的送出的工频交流电压信号，该信号经过信号跟随电路跟随并正向偏置后进行滤波，然后将交流信号倍压整流成直流信号，减法器减掉相邻线路间的干扰信号，放大器将信号进行必要的放大后送入施密特触发器，触发器根据输入信号的大小送出有电、无电两种信号到单片机。

相关文献中对本装置的各模块功能结构和原理已经进行过详细的论述，本文不再累述。

4　语音模块

语音提示信息处理由SPE61A自带的语音模块完成。本系统中直接在该模块中外接功放电路和喇叭，语音提示信息通过外接喇叭发出。

5　指示模块

指示模块由两只发光二极管组成，分别为红色和绿色，红色表示有电，绿色表示无电。由于SPE61A端口有足够的驱动能力，因此，本系统中直接将发光二极管接入到单片机端口中。

6　信号发传送模块

本验电器不仅要把高压线是否带电状况在指示模块中显示出来，还要将该信号送往室内监控计算机中进行监控。如果将信号通过验电器装置发送到计算机就遇到一个共地线问题，要让计算机正确地识别验电器传送过来的信号就必须使计算机和验电器共一个地线，否则，会因传送线路过长不共地线而导致计算机识别信号出错。本装置的信号传送方式如图3所示，由计算机发送信号，验电器内部通过继电器开关来控制有电或无电线路的导通或断开，计算机接收由自己发送的经过继电器开关送来的两路信号，若有电线路送来高电平信号，则无电线路送来低电平，此时高压线有电；若无电线路送来高电平信号，则有电线路送来低电平，高压线无电，若两路线路都送来高电平信号或低电平信号则电路出错。

语音模块中的功放电路、指示模块中发光二极管和信号发送模块中控制电路都以检测地线作为地线，这样就可以完成对传感器传输线路的判断，避免传感器线路的断开而发出错误的指示信息。

另外，由于硬件都必须在室外工作，因此，整个硬件设备都被安装在以各特殊设计的防水金属外壳中。

系统的软件设计

系统软件设计如图4所示。在系统第一次上电运行时先初始化到有电状态并将该信号端口中的指示模块中显示结果，调用语音子程序输出语音提示信息。延时Is后将状态锁存。系统先对输入端口进行扫描，再将扫描结果与锁存器中数据进行比较，如果相同则直接清看门狗返回到端口扫描进入下一次循环，如果不相同则将扫描结果(有电或无电)输出到端口中的指示模块中显示结果，然后调用语音子程序输出语音提示信息，再清看门狗，返回到状态锁存，将本次采集的状态信号进行锁存，用于下一次采集信号时比较之用，然后进入下一次循环。为了保证系统能正常运行，在两个分支循环中都设有清看门狗程序。

系统整个工作流程如下：第一次上电工作或重启后工作显示为有电状态，并且发出有电语音提示，延时1秒后如果指示状态没有改变则表明线路有电，否则延时结束会改变指示状态，并且有无电语音提示，表明线路无电。

另外，在语音输出中语音提示为“线路上电，请注意安全”和“线路断电”等两句语音。

开机后显示器无信号范文第2篇

2、通常电脑在开机后主板一般会“嘟”的一声来提示开机成功，表示开机自检完毕，也就是说能听到“嘟”的一声表示你主板没有问题，而显示器信号，那很可能是独立显卡松动或损坏导致，建议更换显卡，把VGA数据线接在更换的显卡接口上看是否能显示。

3、如果没有听到”嘟“的一声，那么可能是你主板上的内存条、cpu接触不良导致，拔出来后用橡皮差擦一下内存条、cpu与主板接触的部位，然后重新插入开机看是否能解决故障。

4、很多电脑主板正常开机自己不会有提示音，对于这类主板只要开机后看风扇是否在转来判断。如果开机后有声音，然而显示器一直没反应，连“无信号”提示都没有，那么除了VGA线松的可能以外，很有可能是显示器电源线、电源或显示器里面的电路板损坏导致，那么就只能替换电源试试，如果还是没有可能是显示器坏了。

开机后显示器无信号范文第3篇

关键词：单片机；低功耗；无线传输；液晶显示

中图分类号：TN926+.23；TP39 文献标识码：A 文章编号：2095-1302（2017）01-00-03

0 引 言

MSP430单片机是TI（Texas Instruments）公司于1996年推向市场的一款超低功耗16位MCU（Micro-Controller Unit），采用高效精简指令集系统，存储空间统一编址，其最显著的特点是超低的功耗以及丰富的片上外设资源。本文设计并验证了一种基于MSP430F449型单片机最小系统的数据通信显示系统，采用ZigBee模块进行数据通信，采用12864LCD（Liquid Crystal Display）液晶显示接收到的数据，该设计系统可采用电池作为供电电源，具有功耗低、体积小等特点，可满足便携式需要。最后展望了MSP430系列单片机广阔的应用前景。

1 硬件设计

1.1 系统组成

设计的通信显示系统可用于电气测量系统，通过传感器、信号放大滤波电路、AD转换电路，将有效电信息转换为数字信号后，通过ZigBee模块无线发送至本显示系统。通信显示系统包括ZigBee无线串口发送接收模块、MSP430F449主控模块及12864点阵式液晶显示模块三部分。电路可由电源接口供电，亦可采用两节电池供电，方便携带，由于MSP430F449芯片供电电压为3.3 V，因此需增加电源芯片进行电平转换。

图1所示为系统组成框图，信号发送与接收之间的距离根据选用的ZigBee模块而有所不同，例如本文采用的ZigBee模块的无线收发距离为1.6 km。

1.2 微控制器

微控制器（MCU）在早期称为单片微型计算机，随着应用的深入以及单片机自身不断的进步，片上外设资源日趋丰富。世界上最大的模拟电路技术部件制造商德州仪器（Texas Instruments，TI）在1996年推出了一款超低功耗16位微控制器MSP430，该微控制器不仅具有超低功耗、成本低廉等特点，还具有灵活的开发环境。

MSP4xx系列属于LCD Flash或ROM系列，有着十分方便的开发调试环境，器件片内有JTAG调试接口，还有可电擦写的Flash存储器。待机唤醒时间小于6 s，是低功耗测量和医疗应用的理想选择。

考虑到本设计可应用于低功耗测量、便携显示设备，故选择MSP430F449作为主控芯片。MSP430F449集成了频率锁相环（Fuzzy Logical Control，FLL+）时钟系统，通过低频时钟、可选的高频时钟以及片内数字控制RC振荡器作为输入，可产生4种时钟信号，程序员通过软件选择控制时钟频率，从而实现最优的系统低功耗，449具有5种低功耗模式，通过程序状态寄存器四位的组合操作可选择任意模式。

1.3 通信方式

ZigBee是基于IEEE802.15.4标准的低功耗个域网协议。根据该协议规定的技术是一种短距离、低功耗的无线通信技术。具有近距离、低复杂度、自组织、低功耗、低数据速率、低成本等特点。主要适用于自动控制和远程控制领域，可以嵌入各种设备。

本文选择DTK深圳中鼎泰克电子公司生产的UART串口转无线模块DRF1605H用于数据无线传输，该无线模块已内置ZigBee协议，可实现数据的透明传输。

ZigBee模块有两种类型的节点――Coordinator（主节点）及Router（从节点），每个ZigBee网络由一个主节点及N个从节点构成，同一个ZigBee网络内的节点采用相同网络ID，使用该公司的ZigBee模块配置软件即可成功将ZigBee模块组网，组网后的ZigBee模块即使掉电后重新上电也不会丢失参数。主从节点之间的数据是自动发送的，将波特率设置为38 400 b/s，即可像串口线一样使用该无线模块。图2所示为MSP430F449与ZigBee模块的硬件连线简图，仅需四根线即可实现无线接收模块与单片机的通信。

1.4 显示

在所有MSP430X44X系列单片机中，都有一个LCD控制器，可以自动产生交流段信号和公共信号，具有20字节的显示缓存，可以驱动段式液晶。但考虑到本设计需要多行显示汉字及字母甚至图像，用单片机控制12864BG点阵式液晶。该液晶显示屏主要由行驱动器、列驱动器及128×64全点阵液晶显示器组成。可完成图形显示，也可以显示8×4汉字。

LCD有6个控制引脚，三态8位并行数据线，液晶显示器驱动正负极，电源、背光正负极共20个引脚，将20个引脚分别与单片机相应的输入输出口相连，结合指令表以及时序编写主程序，方可实现液晶显示功能。

2 软件设计

2.1 主程序流程图

看门狗定时器（Watch Dog Timer，WDT）是MSP430系列单片机常用的一种部件，用于防止程序跑飞。主程序需首先关闭看门狗，完成所有初始化程序，设置使能中断后进入主循环中的低功耗模式等待串口接收数据，串口一旦接收到数据，将触发中断并退出低功耗模式，接收到的数据通过数组存放于内存中，随后调用显示子程序实现液晶显示功能。若要防止系统陷入死循环，还需在主循环中设置看门狗计数模式，当程序跑飞时则无法清零看门狗计数器，同时将产生系统信号复位，脱离死循环状态。图3所示为主程序流程图。

2.2 串口接收程序

单片机之间或单片机与PC机之间进行数据的交换称为通信，例如电力系统交流采样装置可以通过串行口接收上位机命令，将所需电压、电流以及功率等电参数传递给上位机。并行通信一般用于CPU与存储器之间的数据或地址传送，即单片机应用系统内部通信；串行通信适于远距离通信，其传送方向分为单工、半双工及全双工，MSP430单片机的USART（Universal Synchronous/Asynchronous Receive/Transmit）

模块支持异步串行通信UART模式和同步串行通信SPI模式。异步是指不同步，一般通信双方时钟各自独立，实际上每次数据在传送开始时都会有一个触发信号，MSP430的串行异步模式便采用一个起始位作为触发信号，以在数据传送过程中保证时钟基本同步。同步通信的双方共用同一个时钟进行数据传送，发送方发送速率与接收方速率完全相同，这就必须在传送数据位的同时将时钟信号的信息传送给通信的另一方，其中最广泛的同步通信标准为SPI（Serial Peripheral Interface，SPI），主要用于微控制器和器件的同步通信。本文采用MSP430 USART模块的UART模式，即异步串行通信。

USART模块包括波特率部分、接收部分、发送部分。接收部分包括接收缓冲寄存器以及接收部件，接收缓存器存放接收到的数据，等待用户处理。发送部分包括发送缓冲寄存器以及发送部件，发送寄存器存放待发送数据，发送部件将发送寄存器中的数据逐位发送出去。上述过程在波特率时钟的节拍下完成，发送接收双方必须有相同的波特率，在波特率发生器中调整分频因子获得相应的波特率，其中分频计数器实现整数部分，调整器使得小数部分尽可能准确。

UART的根本功能是正确无误的将串行数据转化为供计算机使用的并行数据（接收）或者将计算机使用的并行数据发送到串行线路（发送）。使用一系列标志位进行控制转化过程。

UART模块有接收和发送两个独立的中断向量，使用两个独立的中断向量便于CPU的中断处理，提高效率。此外，USART模块接收字符时能自动进行校验错误、帧错误、溢出错误和打断状态检测。图4所示为串口接收程序流程图。

2.3 显示子程序

经串口接收到的数据将存放在内存数组中，由液晶显示屏动态调用并显示，其中汉字显示部分固定显示在屏幕上，显示屏可使用液晶自定义字库。图5所示为显示屏显示汉字的流程图。

显示数据存储器（Display Data RAM，DDRAM）用以存储图形显示数据，数据1表示显示选择，数字0表示非选择。所谓页地址即DDRAM的行地址，8行为一页，模块共64行即8页。读写数据对页地址没有影响，由指令或复位信号改变。

一个汉字占用16×16点阵，故写一个汉字需要分别对两页十六列进行操作，图6所示为写汉字子程序流程图。

3 实验结果

3.1 串口接收

实验使用两块MSP430F449开发板进行调试，采用ZigBee模块实现开发板之间的通信，串口1接收无线传输的数据后再通过串口0外接串口线RS 232将其发送至电脑端，使用串口调试助手对其进行显示，实现分步调试。接收板需向发送板发送一个请求数据信号（本文为0x01），发送板收到信号后开始发送所需数据（本文中为0x08），接收板串口1接到数据后，再由串口1发送至电脑端。图7所示为串口调试助手显示结果。

3.2 显示

串口每接收到一个字符就将其存入数组中，再调用液晶显示子程序，即可实现整个通信显示系统的功能。图8所示为部分显示功能。

4 结 语

MSP430系列单片机以其卓越的性能和较高的性价比在许多领域得到了越来越广泛的应用，通过适当的选型，可以将430芯片广泛用于便携式智能检测控制仪器的开发、各种数据采集系统的开发、各种智能控制仪表、医疗仪器等方面。该系列超低功耗单片机的应用从根本上改变了传统的控制系统设计思想和设计方法，将其应用于智能化仪器仪表方面，大大提高了仪器仪表的智能化程度，简化了其硬件结构，提高了仪表的精度和准确度，减小了体积，提高了性价比。例如文献[1]使用MSP430单片机设计了一种自动肺活量测试仪，采用单片机自带的A/D转换功能，简化了电路设计，使得仪器小型化成为现实。文献[2]详细介绍了一种使MSP430作为主控制器的温控器软硬件设计方法。文献[3]使用MSP430单片机设计了一种用于酒精测试的电子鼻系统，用于识别和检测酒后驾车的司机呼吸气体中酒精的浓度。

TI公司的MSP430单片机具有功耗超低、处理能力强大、片内外设丰富、系统工作稳定、开发环境便捷等显著优势。将其应用于电力系统的测量显示中，特别是低功耗的环境需求中，与其他类型单片机相比具有更好的应用效果和更广泛的应用前景。

近年来，TI公司针对某些特殊应用领域，利用MS4P30的超低功耗特性，推出了一些专用单片机，大大简化了系统的设计。如MSP430FZXX系列单片机，其主要特色在于具有超低功耗 （2.2 V的编程电压）和更高速度处理能力（16 MHz），引脚数和体积大大减小，同时又新增了DIP封装，这使得它成为小型和手持设备等系统设计的理想选择。

参考文献

[1]汤挺岳，胡荣强.基于MSP430F449的自动肺活量测试仪设计[J].仪表技术，2010（10）：35-36.

[2]LUECKE J. Analog and Digital Circuits for Electronic Control System Applications Using the TI MSP430 Microcontroller[M]. 北京：Elsevier Inc， 2005：174-197.

[3]CAO W H. Design of an Electronic Alcohol Nose Based on MSP430[C]. Congress of Image and Signal Processing， 2008：145-147.

[4]王兆I，马义德，孙文恒，等.MSP430系列单片机原理与工程设计实践[M].北京：清华大学出版社，2014：271-303.

[5]曹磊.MSP430单片机C程序设计与实践[M].北京：北京航空航天大学出版社，2007：21-42.

[6]杨平，王威.MSP430系列超低功耗单片机及应用[J].国外电子测量技术，2008，27（12）：48-50.

[7]花汉兵.MSP430F449在微型化低功耗数据采集模块中的应用[J].现代电子技术，2007，30（9）：141-142.

[8]王海宁.基于单片机的温度控制系统的研究[D].合肥：合肥工业大学，2008.

开机后显示器无信号范文第4篇

【关键词】虚拟仪器；频谱分析；LabVIEW

1.引言

作为一种信号分析工具，频谱分析仪主要用于观察、测量、记录各类信号，并把信号的频率与幅度关系用图形方式显示。频谱分析仪直观的图形显示效果有助于对被测信号的理解，被广泛用于电子产品的研发、生产和试验[1]。传统的频谱分析仪功能固定，不利于扩展与兼容[2][3]。虚拟仪器是以计算机作为系统控制器，由软件来实现人机交互和大部分仪器功能的一种计算机仪器系统[3][4]，在计算机虚拟面板上实现仪器控制和测量结果显示，信号的分析、处理及存储等功能都通过软件实现，这有利于用户对仪器的使用、维护、功能扩展。LabVIEW作为虚拟仪器的一种软件开发平台，采用图形化编程语言，具有快速、易于编程、较短的开发周期等优点。本设计采用虚拟仪器思想，利用LabVIEW编写系统的软件程序，实现信号频谱分析功能。

2.系统总体设计

虚拟频谱分析仪主要由被测设备（被测信号）、检测装置、数据采集卡、计算机和LabVIEW软件系统构成。被测设备的信号由检测装置检测后经由数据采集卡实现A/D转换输入PC，由架构于计算机上的软件系统实现相应频谱分析功能。本文主要阐述虚拟频谱分析仪的软件系统，被测信号由设计的仿真信号代替。系统的软件结构如图1所示。

3.系统界面设计

系统界面由信号发生与调理、频谱分析、波形存储与调用三部分组成。各界面之间可互相切换。工作时，信号发生器输出仿真信号，经由滤波器滤波及加窗处理后送入频谱分析模块进行频谱分析，频谱分析的波形可由数据存储模块保存，同时还可对保存的波形及数据进行读取和显示。

3.1 信号发生与调理界面

信号发生与调理界面用来设置仿真信号参数，并通过选择适当的滤波类型观测不同信号的滤波效果，为防止频谱泄露，还设计了加窗处理功能。信号类型的下拉菜单中可选择基本信号类型，如正弦波、三角波、方波、锯齿波等，同时信号的幅值、频率、相位、偏移量的大小均可进行调整。为了模拟实际信号，设计了对仿真信号叠加噪声功能。图2界面中基本函数发生器波形显示的是叠加均匀白噪声波形，叠加波形显示的是两路信号叠加后波形。

信号调理主要有IIR滤波、FIR滤波、加窗处理三个功能。IIR滤波有巴特沃斯滤波器和切比雪夫滤波器选项，均有低通、高通、带通、带阻等滤波器类型及相应参数可选，采样频率fs、高截止频率fh、低截止频率fl可调。加窗处理中的窗函数有三角窗、高斯窗、矩形窗、汉宁窗等选项。不同的信号需采取不同的滤波方式和加窗函数，从而使信号的频谱分析结果更为准确。

3.2 频谱分析界面

频谱分析界面如图3所示，主要可显示FFT幅度相位谱分析、功率谱分析、谐波分析、自相关分析、互相关分析等波形。FFT幅度相位谱分析中，还可选择适当窗函数，幅度谱可显示为dB（F），相位谱可显示展开相位（F）、转换为度（F）等方式。谐波分析可检测基频、各次谐波与谐波失真度THD的值，并选择导出模式。功率谱分析可检测频率峰值，功率峰值。

3.3 波形存储与调用显示界面

波形存储与调用显示界面如图4所示，存储波形数据时，点击相应功能按钮，输入文件路径，就可以把频谱分析的波形数据保存在文件夹中。调用显示时，输入文件路径，点击输出按钮，就能够读取所存储的波形。

4.系统程序设计

4.1 信号发生器和信号调理VI设计

（1）滤波模块

被测信号通常包含有噪声等干扰信号，影响信号的分析处理。因此，需进行信号调理才能对信号准确分析。滤波就是根据有用信号与噪声信号的频带不同，允许某一频段的信号通过，同时极大衰减无用的频带信号且阻止其通过，达到消除或减弱噪声并提取有用信号的目的。滤波器可分为带通、带阻、高通、低通等类型。根据冲击响应，可将数字滤波器分为有限冲击响应（FIR）滤波器和无限冲击响应（IIR）滤波器[5]。

LabVIEW提供的IIR滤波器类型主要有巴特沃斯滤波器和契比雪夫滤波器，FIR滤波器分为等纹波带通、等纹波带阻、等纹波高通、等纹波低通等结构。

（2）加窗模块

对实际信号采样时，只能得到有限的信号信息。当信号是无限长序列时，要利用窗函数截断，这会丢失窗以外的全部时域信息，使得频域内频率分量增加，称频谱泄漏。采用平滑窗口函数可将信号采集的过渡段最小化，减少频谱泄漏，这种方法称为加窗。

LabVIEW提供了多种窗函数，不同的窗函数类型适用不同条件，需根据需求与输入波形的特点选择合适的窗函数，这有益于对信号正确分析。仿真信号是利用LabVIEW中的基本函数发生器和均匀白噪声VI实现，创建其幅值、相位、频率、偏移量输入控件，采用条件结构，在分支选择器上添加开关按钮，条件为真时叠加噪声或两路信号叠加。

滤波及加窗程序如图5所示，滤波模块中，把滤波器类型、采用频率、高低截止频率均设置成输入形式，并可利用下拉菜单进行选择，采用条件结构，IIR滤波的分支选择器采用滑动开关，FIR滤波的分支选择器采用开关按钮，当条件为真时实现IIR滤波或FIR滤波。加窗处理程序采用条件结构，在每个分支都分别添加一种窗函数，在分支选择器上添加文本下拉列表，实现信号的加窗处理。

4.2 频谱分析VI设计

信号的频谱分析，就是研究不同频率时信号的各频率分量的幅值，相位的分布规律，同时建立以频率为横轴的各种“谱”[6]。

（1）FFT幅相谱分析。

傅立叶变换可以把时域信号转换成频域信号进行分析。连续时间信号f（t）的傅立叶变换定义为：

（1）

称为f（t）的傅立叶变换，如果是确定的，则称其为f（t）的频谱，它的幅度称为幅度谱，它的相位角称为相位谱[7]。计算机只能处理有限长度的离散数据，N为有限长序列x（n）长度或无限长序列x（n）用窗函数截断序列的点数。离散傅立叶变换（DFT）定义为：

（2）

DFT运算中包含大量的重复运算，利用快速傅立叶变换（FFT）可以简化运算。在LABVIEW中的FFT幅度-相位谱分析VI可进行快速傅立叶变换。

（2）谐波分析

当一个单频信号通过一个非线性系统时，系统的输出包含了输入信号的频率和各次谐波分量，谐波的数量及相应幅值大小由系统的非线性程度决定[6]。谐波失真被用来分析一个系统引入非线性失真的大小，总的谐波失真度（THD）公式为：

（3）

式中，A1为基波幅值，Ai（i=2，3，……N）为第i次谐波幅值。利用谐波失真分析VI可对信号进行完整的谐波分析，包括测定基波和谐波以及总的谐波失真度（THD）。

（3）功率谱分析

功率谱分析方法适用于具有随机性质时间序列的谱分析。功率谱密度反映单位频带内随机信号功率随频率的变换情况[7]。功率谱密度乘以频率分辨率就是功率谱。

LabVIEW使用功率及频率估计VI，能够求解功率谱的峰值其对应的频率，功率谱计算公式：

（4）

式中，N为信号的采样序列点数，X（k）为采样序列的傅里叶变换。

（4）自相关分析

自相关函数可用来检验有噪声干扰的信号中是否含有周期成分。信号x（t）的自相关函数定义式：

（5）

它描述一个随机过程在相隔t的两个不同时刻取值的相关程度[7]。式中，x（t）为随机过程的一个样本函数，为x（t）时移后的样本函数。当t很大时，自相关函数没有衰减且具有明显的周期性表明随机信号中含有周期成分；当t变大时自相关函数趋近于零则表明随机信号不含周期成分。

（5）互相关分析

互相关函数可分析两个信号的相似程度及最为相似的频率[7]。两个随机信号x（t）和y（t）的互相关函数Rxy（）定义为：

（6）

多数随机过程中，只要x（t）和y（t）没有相同频率的周期成分，则t无穷大时两者是无关的。

频谱分析程序如图6所示，主要有FFT幅度相位谱分析、功率谱分析、谐波分析、自相关、互相关等功能。程序各个模块都使用条件结构，分支选择器都采用开关按钮，当某个按钮按下时就会实现相应分析功能。

4.3 波形存储与调用显示程序设计

本设计选择波形文件保存格式，采用“写入波形至文件”节点实现数据的存储，采用“从文件读取波形波”实现数据的读取。程序如图7所示，采用条件结构，把每个频谱分析的输出波形作为输入信号，存储功能用分支选择器上按钮开关实现，开关按钮设定为：机械动作-单击时触发。在文件路径输入框输入保存数据的路径，调用显示程序由分支选择器上输出按钮开关实现，条件为真时会显示存储波形。限于篇幅所限，图7中只给出了功率谱存储与调用显示的程序，其它部分程序设计原理相似。

5.仿真测试

在图3所示界面，选择方波和正弦波并叠加噪声的信号作为仿真测试信号，参数设置如下：方波的幅值为1V，频率为10Hz，正弦波的幅值为1V，频率为10Hz，同时叠加幅值为1V的均匀白噪声。在滤波功能模块中通过修改滤波类型和截止频率，来实现不同的滤波。由滤波后的波形可看出经过滤波加窗处理后，可有效滤除干扰信号影响，还原真实信号。在图4所示的频谱分析界面，可以显示FFT幅度相位谱分析所得的幅度谱、相位谱，自相关波形，互相关波形，以及谐波分析得到的输出信号频谱波形，输出时域信号波形，检测出的基频为10.09Hz，谐波失真度THD为23.53%，在功率谱分析中，频率峰值为10.0005，功率峰值为1.3088。这与理论分析结果是一致的。在图5所示数据存储与读取界面，以幅度谱存储与读取为例，点击幅度谱存储的开关按钮，在跳出的文件路径中输入“C：＼Users＼Administrator＼Desktop＼lab＼幅度”，如果之前存在幅度这个文件，则只需点击替代，即可实现幅度谱波形的存储。读取时在文件路径输入C：＼Users＼Administrator＼Desktop＼lab＼幅度”，点击输出按钮，即可实现对幅度谱波形数据的调用与显示。

6.总结

本文利用虚拟仪器技术，提出一种基于虚拟仪器的频谱分析仪设计方案，设计的虚拟频谱分析仪软件系统界面友好，可对信号进行适当滤波处理还原真实信号，实现多种频谱分析功能，能存储和调用显示数据分析结果，还可根据实际需求通过更改软件对系统功能进行扩展。实际应用中只需配置相应的数据采集装置，把检测信号传送到PC中，通过界面的操作即可实现相应的频谱分析功能。

参考文献

[1]田霖，白凤娥，郭建伟.基于LabVIEW的虚拟频谱分析仪的设计与实现[J].电子技术，2009，46（5）：26-28.

[2]江伟，袁芳，黄乡生.多功能虚拟数字示波器的设计[J].中国测试技术，2004，30（4）：58-60.

[3]蔡周春，郭丹，周成.基于LabVIEW9.0的虚拟频谱分析仪的设计[J].南京信息工程大学学报，2011，03（5）：456-460.

[4]赵会兵.虚拟仪器技术规范与系统集成[M].北京：清华大学出版社，2003：4-5.

[5]陈锡辉，张银鸿.LabVIEW8.20程序设计从入门到精通[M].北京：清华大学出版社，2007：189-200.

[6]宋玉杰.基于虚拟仪器的频谱分析研究[D].西华大学，2009.

开机后显示器无信号范文第5篇

关键词:排队管理;RS422;显示模块;控制器

中图分类号:TN873+.92文献标识码:A

Design of LED Display Panel in Queue Management System

GONG Zhao-gang1,2 , HUANG Wei2 , REN Ling-mei2 , DUAN Fei2

(1. Shanghai Bright Electronic Systems Ltd., Shanghai 200135, China;

2. Shanghai Maritime University, Shanghai 200135, China)

Abstract: Queue Management System has been widely used for business services in all industries. LED Display Panel in Queue Management System is an important component for displaying information, especially text information. Therefore, the design should meet all requirements of display functionality, allow communications via internet, and remain high cost performance which is a key for all enterprises. This paper discusses the design of LED Display Panel in Queue Management System, including the components of Queue Management System, different choices for communications, the design of LED Display Panel, the design of the controller, and Chinese characters display.

Keywords: queue management; RS422; display module; controller

引 言

各行各业的营业大厅、服务大厅是相关部门为群众服务的窗口,在为客户服务过程中,因排队而引起的插队、拥挤、无序化等混乱现象,给客户办事及工作人员工作带来许多不便,降低了办事效率,引发了许多纠纷,不利于社会和谐。随着信息化、智能化的发展,全社会对各行业的办事效率要求越来越高,建立排队管理系统,能够最大限度利用现有服务窗口资源,改善服务环境,提高员工的工作效率,较好地解决营业大厅、服务大厅排队的无序混乱现象,提升服务水平和服务质量,做到人人平等、服务有序、合理公正,保证服务秩序井然,缓解了工作人员与客户之间、客户与客户之间的对立情绪和烦躁情绪,做到了人性化管理和人性化服务,为管理者提供决策辅助手段,有助于企业实现“舒适、温馨、有序、方便、快捷”的服务目标,提高人性化服务,树立优秀的企业形象,打造强势公众服务品牌。同时还能对客户情况及工作人员的工作状况做出各种统计,为管理层进一步决策提供依据。

1 排队管理系统的组成

排队管理系统由排队叫号系统和电子综合评价系统组成,系统结构框图如图1所示。

排队管理系统主要由取号机、主控计算机、打印机、RS232/RS422转换器、LED显示屏、LED条形屏、呼叫器、评价器及音响系统组成。取号机与主控计算机通过网口相连,将客户的取号信息传输给主控计算机处理;主控计算机与RS232/RS422转换器通过串口相连,LED显示屏、LED条形屏、呼叫器和评价器通过RS422总线与主控计算机通信;音响系统通过音频线与主控计算机的音频输出口相连,播放语音提示或背景音乐;打印机通过USB口与主控计算机相连,打印相关的报表及文档。

立式触摸取号机安装在营业服务厅入口处,客户进入服务厅后,通过取号机自助取号。当选择相应业务后,取号机吐出一张排队号票,此时该号码自动加入相应业务队列,顾客手持排队号票在等候区就座等待。

在每个服务窗口设置一只呼叫器,柜员按下“顺呼”键时,语音系统提示:“请****号到**窗口”,该窗口上的LED显示屏同时显示:“请****号到**窗口”或“****号”,营业服务厅的LED显示屏将“请****号到**窗口”信息加入滚动显示信息中显示。同时工作人员可以通过呼叫器实现登录、退出、重呼、插队、优先、转移、弃号、延后、查询、统计等多种功能。

在每个服务窗口还设置了评价器,服务结束后,客户可通过它评价对服务的满意度。

2 通信方式的选择

LED显示屏、LED条形屏显示内容的更新主要靠显示屏控制器与主控计算机的通信来完成,因此通信方式的设计对于整个系统必不可少。可供选择的通信方式有:网络通信、现场总线、CAN总线、RS232、RS485、RS422、无线通信……。排队管理系统中的LED显示屏、LED条形屏多选用异步通信方式,在目前的大多数异步通信LED显示屏控制器中,多以串口通信为主,串口通信技术较为简单,成本较低。RS232通信速度较慢,传输距离也不能太远,RS485、RS422的传输距离可达1公里以上,并易于以串行通信总线的方式实现主控计算机与多个LED显示屏、LED条形屏、呼叫器、评价器的通信,故选用RS422异步全双工通信方式,以较高的性价比满足系统对通信的要求。

RS422接口芯片可选用MAX488,该芯片内部含有一组接收、发送电平转换电路,是全双工通信方式的RS422接口芯片,MAX488具有限摆率驱动器,可以减小EMI,并降低由不恰当的终端匹配电缆引起的反射,实现最高250kbps 的无差错数据传输。器件都工作在5V单电源下。驱动器具有短路电流限制,并可以通过热关断电路将驱动器输出置为高阻状态,防止过度的功率损耗。接收器输入具有失效保护特性,当输入开路时,可以确保逻辑高电平输出。MAX488全双工通信网络连接图如图2所示。

3 LED显示屏显示面板设计

3.1显示模块电路原理框图

LED显示屏可选用七段数码屏或点阵显示屏,随着LED显示技术的发展和成本的降低,现在一般都选用LED点阵显示屏。根据显示颜色,LED点阵显示屏分为单色、双基色、全彩色,排队管理系统中LED屏显示内容主要是号码、数字和必要的文字,一般选用单色(红色)。根据安装在营业服务大厅的LED屏的视看距离,点距一般取4.75～7.62mm。

LED显示屏由每行10位16×16点阵组成,每行可同时显示10个16点阵汉字,满足每行显示“请****号到**窗口”的要求。每屏设6行或8行,故LED显示屏的显示点阵是160×96或160×128。

LED条形屏由每行4位16×16点阵组成,每行可同时显示4个16点阵汉字,满足每行显示“请****号”的要求。每屏设1行或2行,故LED条形屏的显示点阵是64×16或64×32。

显示面板采用32×16点阵的模块化设计,这样就能选用合适数量的模块拼成160×96或160×128的LED显示屏,以及64×16或64×32的LED条形屏。

显示模块的电路原理框图如图3所示。

3.2 8×8显示模块阵列

设计中采用8块8×8点阵的红色LED发光模块组成显示模块阵列,构成32×16点阵的显示模块阵列。该阵列的32列分别与列控制电路相连,该阵列的16行分别与行控制电路相连。

3.3 行控制电路

行控制电路由两块译码器74HC138和16只行管组成,每一块74HC138可以控制8行,由74HC138译出的信号不是直接接入LED发光模块,而是通过MOS管后再接入。

3.4列信号控制电路

选用串行移位寄存器构成列信号控制电路,常用的串行移位寄存器有:74HC595、MBI5026、TA62726……。以选用74HC595为例,可用4块74HC595移位脉冲输入端(SRCK)并联,数据锁存端(RCLK)并联,使能端并联,数据输入输出端首尾串联构成列信号控制电路。控制器将组织好的一行显示数据(32位)通过第一块74HC595的输入端输入,在移位脉冲的作用下,32位数据串行移入4块74HC595的对应位,32位数据通过锁存脉冲锁存,使能端控制显示数据就经三态门输出。由于74HC595的工作电流大,可直接驱动LED模块。

4 LED显示屏控制器的设计

控制器原理框图如图4所示。

由于排队管理系统中的LED显示屏主要是以单色显示文字,显示点阵也较小,控制较简单,微处理器可选用ATMEL的AT89C系列单片机、WINBOND的77系列或78系列单片机、MICROCHIP的8位或16位单片机、NXP的32位ARM微处理器……,利用这些单片机或微处理器的IO口可作显示扫描控制。根据显示文字的情况,可考虑使用外部存储器存储字库,或将需要显示的点阵字模直接写入程序中。MAX488的信号经光电隔离后与微处理器的串行口相连,以防止干扰影响微处理器的工作。

5 汉字显示

5.1 国标码

“中华人民共和国国家标准信息交换汉字编码”,标准号GB2312-80。该编码字符集收录了一级汉字3,755个,二级汉字3,008个,图形符号682个,共7,445个。在GB2312-80代码表中,纵向分为0～93,共94行;横向也是0～93,共94列。行与列分别用7位二进制码表示,第一字节表示行,第二字节表示列。其值从0100001到1111110(十六进制为21-7E)。国标码是将第一字节和第二字节连写而得,习惯上称第一字节为“高字节”,第二字节为“低字节”,一般用十六进制表示。

5.2 区位码

整个代码表分为94个区(对应高字节),每个区94个位(对应低字节),合起来就是区位码,按如下规则确定:

高位内码=高字节国标码-20H

低位内码=低字节国标码-20H

例如,汉字“啊”在16行的第l列,则它的区位码是“1001H”。

注:区位码的高字节和低字节的取值范围均是01H~5EH。

5.3 机内码

也就是内码。汉字区位码的区码和位码的范围在1~94内,如果直接作为机内码必将与基本的ASCII码冲突。为避免与基本ASCII码中的控制码与字符码的冲突,分别在区码、位码上增加A0H(即10100000)。所以,内码同样占两个字节,分别称为高位内码与低位内码,按如下规则确定:

高位内码=区码+A0H

低位内码=位码+A0H

例如,汉字“啊”的内码是“B0A1H”(即1011000010100001)。

注:高位内码与低位内码的取值范围均是A1H~FEH。

5.4字模

实际上,每一个汉字都是一个特定的图形,用一个点阵来表示。点阵的每个点位只有两种状态:有点或无点。若用二进制代码来表示即为,该位取值为1 表示有点,取值为0表示无点。

例如,用16×16点阵来表示一个汉字,则该汉字图形由16行16列共256个点构成,这256个点需用256个二进制的位来描述,需要32个字节来存储,用于存放图形信息,这样的二进制代码串称为汉字的“字模”。

所有汉字和各种符号的点阵信息就组成汉字的“字模库”(简称字库)。字模的表示顺序为:先从左到右,再从上到下。也就是先画第一行左上方的8个点,再是右上方的8个点,然后是第二行左边8个点,右边8个点,以此类推。

5.5 汉字点阵信息的获取与发送

首先接收串行传输来的机内码。然后经字模检索程序,查到机内码对应的点阵信息在字模库的偏移地址。

以16×16的点阵汉字库文件为例,一个汉字用了256个点共32个字节表示。汉字共分94区,每个区有94位汉字。机内码用两个字节表示,第一个字节存储区号(qh),为了和ASCII码相区别,范围从十六进制的A1H开始(小于80H的为ASCII码字符),对应区码的第一区;第二个字节是位号(wh),范围也从A1H开始,对应某区中的第一个位码。这样,将汉字机内码减去A0A0H就得到该汉字的区位码。从而可以得到汉字在字库中的具置,对于16×16的点阵汉字库,汉字在字库中具置的计算公式就是:

(94×(qh-1)+wh-1)×32。

根据偏移地址从字库中检索出该汉字点阵信息,并将这些信息组织好送到RAM中,使得每一个数据与屏幕的一个点位相对应,再将组织好的数据发送给显示模块显示。

6 结 论

排队管理系统中的LED显示屏是信息显示的重要窗口,这种显示屏主要显示文字信息,设计满足显示功能,又方便通信组网,且性价比高的LED显示屏是各企业的追求。按本文所述设计方法设计的LED显示屏定能在排队管理系统中得到广泛的应用。

参考文献

[1] 龚兆岗. 基于ARM处理器的LED可变情报板嵌入式控制器[J]. 现代显示, 2006年第6期.