Информационное табло с бегущей строкой
Министерство образования и науки Российской Федерации
Федеральное агентство по образованию
Южно-Уральский
Приборостроительный факультет
Кафедра радиотехнических систем
Информационное табло
с бегущей строкой
Курсовой проект
Пояснительная записка
студент группы ПС-441
Работа защищена с оценкой
_________________
“___”___________2011г.
Челябинск, 2011г.
Настоящее техническое задание (далее по тексту ТЗ) распространяется на устройство "Информационное табло с бегущей строкой" (далее по тексту изделие).
Изделие должно быть
многоблочным автоматическим
Изделие должно относиться к восстанавливаемым и ремонтируемым.
Изделие должно обеспечивать
возможность его эксплуатации
на фасадах гражданских
1.1 Назначение изделия
Изделие должно быть
предназначено для отображения
заранее заданной текстовой
1.2 Технические требования
1.2.1 Характеристики
Функционально изделие должно содержать: устройство отображения, устройство управления и устройство питания. Устройство отображения должно быть выполнено на светодиодах красного цвета, размер светодиодов – не более 30мм. Устройство управления должно обеспечивать работу устройства отображения и взаимодействие с компьютером (ноутбуком). Устройство питания должно обеспечивать вторичное питание устройства отображения и устройства управления.
1.2.2 Требования к конструкции
Устройство отображения должно иметь модульную конструкцию с возможностью построения изделий малой и большой конфигурации. Максимальное количество модулей не ограничено, минимальное – один модуль. Конструкция изделия должна, при необходимости, обеспечивать возможность монтажа изделия на круглой и ломаной поверхности. Электрическое соединение модулей кабелями должно осуществляться пайкой или винтовым соединением.
По принципу действия изделие не должно являться источником радиопомех.
Включение/выключение изделия должно осуществляться подачей/снятием напряжения переменного тока 220В 50Гц на/с шину/ы питания внешним устройством.
Режим работы изделия
должен быть длительно-
Полный средний срок службы изделия должен быть не менее 5 лет.
1.2.3 Схемотехнические требования
Изделие должно быть
выполнено на современной
1.2.4 Требования к интерфейсу
Взаимодействие изделия
с компьютером должно
1.2.5 Требования к программному обеспечению
Изделие должно
1.2.6 Требования по
устойчивости к внешним воздейс
1.2.6.1 Номинальные значения климатических факторов для эксплуатации
в рабочем состоянии - по ГОСТ 15150-69 для исполнения УХЛ категории размещения 1.
1.2.6.2 Номинальные значения климатических факторов для транспортирования - по ГОСТ 15150-69 для исполнения УХЛ категории размещения 2.
1.2.6.3 Номинальные значения климатических факторов для хранения - по ГОСТ 15150-69 для исполнения У категории размещения 3.
1.2.6.4 Изделие должно сохранять работоспособность при воздействии на него вибрации с амплитудой 0,1мм при частоте ударов 25Гц.
1.2.6.5 Изделие должно сохранять работоспособность при воздействии на него индустриальных радиопомех, не превышающих норм, установленных в "Общероссийских нормах допускаемых индустриальных радиопомех" (Нормы 1-72-9-02).
1.2.6.6 Изделие в транспортной таре должно выдерживать транспортную тряску с ускорением 20 м/с² при частоте ударов от 10 до 100 в минуту или 10000 ударов.
1.2.7 Требования к параметрам питания
Питание изделия должно осуществляться от сети питания переменного тока 210÷240В 50±5Гц.
1.2.8 Требования к объему текстовой информации
Максимальный объем
обрабатываемой изделием
1.2.9 Требования безопасности
1.2.9.1 По принципу действия изделие не должно являться источником опасных излучений и выделений вредных веществ.
1.2.9.2 Степень защиты изделия должна соответствовать IP54 по
ГОСТ 14254-96.
Содержание
Техническое задание……………………………………….2
Введение…………………………………………………….6
Функциональная схема…….…………………
Принципиальная схема…………………………
Программное обеспечение………………………….……..11
Заключение…………………………………………………
Список литературы…………………………………
Приложение
Схемы электрические принципиальные
Схема электрическая соединений
Перечни элементов
Введение
Электронные светодиодные технологии активно внедряются в визуальный мир вокруг нас. С их помощью создаются разные виды электронных табло и бегущие информационные строки, которые используются для:
-рекламирования всевозможных товаров и услуг;
-отображения полезной информации в автотранспорте, на входных группах, в спортивных, медицинских, учебных и прочих заведениях;
-вывода точного времени, даты, температуры воздуха, воды, влажности и других атмосферных параметров.
Светодиодные бегущие строки помогают быстро и доступно отображать большой объем рекламной и другой полезной информации. Даже самая простая бегущая строка может содержать в энергонезависимой памяти несколько десятков тысяч знаков текста. Программное обеспечение электронных табло постоянно совершенствуется, как и производство бегущей строки, добавляя к их работе массу новых функциональных возможностей и спецэффектов в отображении информации. Так, вы можете выбирать любые варианты движения информации (слева или справа, сверху или снизу, быстро или плавно), разные варианты шторок, появление по точкам или символам. Существует даже возможность загружать свои шрифты и другие эффекты. Управление бегущей строкой осуществляется c помощью компьютера.
Светодиодная бегущая строка состоит из светодиодов, включающихся по заранее заданному закону и образующих бегущие (как вариант - стоящие на месте) символы. Причем символ на разных типах строк отображаться будет по-разному. Так для размещения на солнечной стороне есть специальный тип «уличных» бегущих строк большого размера – бегущая строка, производство которой ориентируется на высоту светового поля 320мм, дает возможность управлять каждым пикселем по отдельности и получать максимальную яркость строк. Зачем нужна сверхъяркая бегущая строка? Изготовление ее обычно заказывают для размещения на крышах зданий или фасадах, она должна иметь символы больших размеров, хорошо заметные издалека. Каждая точка такого устройства состоит из нескольких светодиодов. Электронное табло «бегущая строка» специально создано для отображения информации вне помещений, поэтому не нуждается в дополнительной герметизации и подогреве и использоваться может при температуре минус 45 - плюс 55 градусов.
Функциональная схема
Функциональная схема изделия приведена на рис. 1.
Блок отображения
отображает информацию в
Блок управления
управляет работой устройства
отображения и имеет распределе
Блок питания обеспечивает питание блоков отображения и управления и имеет распределенную конструкцию: модули питания располагаются в каждом модуле блока отображения. Первичное питание блока питания осуществляется от сети питания переменного тока 220В 50Гц. Каждый модуль питания формирует вторичные стабилизированные напряжения питания постоянного тока +5В и +15В.
Блок отображения выполняет следующие функции:
- Вывод информации посимвольно на светодиодный экран;
- Выполнение эффекта бегущей строки при помощи сдвига данных на одну позицию влево;
- Возможность “наращивания” длины информационного табло.
Блок управления выполняет следующие функции:
- Вывод информации на блок отображения;
- Сохранение шрифтов и данных для вывода на экран;
- Подключение к компьютеру по интерфейсу RS232;
- Управление регистрами сдвига.
Блок питания выполняет
- Обеспечение питанием светодиодное табло;
- Обеспечение питанием микропроцессора;
- Обеспечение питанием регистров сдвига.
Принципиальная схема
Схема электрическая принципиальная модуля отображения приведена в приложении на чертеже 210304.441.14.12.1.Э3. Схема электрическая принципиальная модуля процессора приведена в приложении на чертеже 210304.441.14.12.2.Э3
4.1 Модуль отображения
Первая строка модуля отображения построена на 8 устройствах индикации H1÷H8 и регистре DD1 блока управления. Каждое устройство индикации построено на светодиодном индикаторе (HL1÷HL8), транзисторе (VT1÷VT8) и резисторах R1÷R16. Схемы электрические принципиальные всех восьми строк аналогичны. Таким образом, общее количество элементов одного модуля отображения (включая регистры, но без учета элементов модуля питания) равно: светодиодные индикаторы – 64шт., транзисторы – 64шт., регистры – 8шт., резисторы – 128шт.
Один светодиодный индикатор включает в себя шесть светодиодов малого размера, включенных последовательно. Ток, протекающий через светодиод, равен 10мА, напряжение на одном малом светодиоде равно 2В. Следовательно, напряжение на шести светодиодах равно 12В. Транзисторы работают в ключевом режиме. Если пренебречь падением напряжения на открытом транзисторе, то, при напряжении питания 15В, сопротивление резисторов R1÷R8, ограничивающих ток через светодиоды, равно 300 Ом. Мощность, рассеиваемая при эксплуатации каждым резистором, равна 30мВт. Резисторы R9÷R16, ограничивающие максимальный базовый ток транзисторов на уровне 5мА, равны 1кОм, максимальная рассеиваемая мощность 25мВт.
Каждый модуль отображения потребляет: по цепи +5В – максимум 120мА, по цепи +15В – максимум 700мА.
4.2 Блок управления: регистры, модуль процессора
Регистры DD1÷DD8 входят в состав модуля отображения. На выходе каждого регистра Q7* установлены микросхемы DD9, DD10, каждая из которых содержит 6 буферов без инверсии. С выходов буферов сигналы поступают на следущий модуль отображения. Входные данные последовательно поступают на вход регистра DS. Запись данных в регистр и сдвиг производится сигналом, поступающим на вход ST_CP. Запись данных в выходной буфер регистра производится сигналом, поступающим на вход SH_CP.
Модуль
процессора выполнен на
Модуль процессора потребляет по цепи +5В – максимум 160мА.
4.3 Блок питания: модуль питания
Каждый модуль питания включает: два предохранителя, микросхемы U1 и U2, два конденсатора. Предохранители обеспечивают защиту от перегрузки сети питания 220В 50Гц. Конденсаторы предназначены для сглаживания пульсаций постоянного напряжения +5В. Микросхемы обеспечивают преобразование напряжения переменного тока 220В 50Гц в стабилизированные напряжения постоянного тока +15В и +5В. Каждый модуль питания поддерживает нагрузку до 2А по +15В и до1,5А по +5В.
Программное обеспечение
#include <iom128.h>
#include <inavr.h>
#include <comp_a90.h>
#define CPU_FREQ 2450000L
#define size 8 /длина табло
//================ШРИФТ=======
const unsigned char Pixel[][] = {
{0x03,0x00,0x03,0x00}, // (34) "
{0x14,0x3E,0x14,0x3E,0x14,
{0x24,0x2A,0x7F,0x2A,0x12,
{0x63,0x13,0x08,0x64,0x63,
{0x36,0x49,0x55,0x22,0x50,
{0x03,0x00}, // (39) '
{0x3E,0x41,0x00}, // (40) (
{0x41,0x3E,0x00}, // (41) )
{0x2A,0x1C,0x08,0x1C,0x2A,
{0x10,0x10,0x7C,0x10,0x10,
{0xC0,0x00}, // (44) ,
{0x08,0x08,0x08,0x08,0x00}, // (45) -
{0x40,0x00}, // (46) .
{0x60,0x10,0x08,0x06,0x00}, // (47) /
{0x3E,0x51,0x49,0x45,0x3E,
{0x42,0x7F,0x40,0x00}, // (49) 1
{0x62,0x51,0x49,0x49,0x46,
{0x22,0x41,0x49,0x49,0x36,
{0x18,0x14,0x12,0x7F,0x10,
{0x27,0x45,0x45,0x45,0x39,
{0x3E,0x49,0x49,0x49,0x32,
{0x01,0x01,0x79,0x05,0x03,
{0x36,0x49,0x49,0x49,0x36,
{0x26,0x49,0x49,0x49,0x3E,
{0x44,0x00}, // (58) :
{0xC4,0x00}, // (59) ;
{0x08,0x14,0x22,0x00}, // (60) <
{0x14,0x14,0x14,0x00}, // (61) =
{0x22,0x14,0x08,0x00}, // (62) >
{0x02,0x01,0x51,0x09,0x06,
{0x3E,0x41,0x5D,0x55,0x4D,
{0x7C,0x12,0x11,0x12,0x7C,
{0x7F,0x49,0x49,0x49,0x36,
{0x3E,0x41,0x41,0x41,0x22,
{0x7F,0x41,0x41,0x41,0x3E,
{0x7F,0x49,0x49,0x49,0x41,
{0x7F,0x09,0x09,0x09,0x01,
{0x3E,0x41,0x49,0x29,0x7A,
{0x7F,0x08,0x08,0x08,0x7F,
{0x41,0x7F,0x41,0x00}, // (73) I
{0x20,0x40,0x40,0x40,0x3F,
{0x7F,0x08,0x08,0x14,0x63,
{0x7F,0x40,0x40,0x40,0x40,
{0x7F,0x02,0x0C,0x02,0x7F,
{0x7F,0x02,0x04,0x08,0x7F,
{0x3E,0x41,0x41,0x41,0x3E,
{0x7F,0x09,0x09,0x09,0x06,
{0x3E,0x41,0x41,0x41,0xBE,
{0x7F,0x09,0x09,0x09,0x76,
{0x26,0x49,0x49,0x49,0x32,
{0x01,0x01,0x7F,0x01,0x01,
{0x3F,0x40,0x40,0x40,0x3F,
{0x1F,0x20,0x40,0x20,0x1F,
{0x3F,0x40,0x40,0x3F,0x40,
{0x63,0x14,0x08,0x14,0x63,
{0x07,0x08,0x70,0x08,0x07,
{0x61,0x51,0x49,0x45,0x43,
{0x7F,0x41,0x00}, // (91) [
{0x03,0x04,0x08,0x10,0x60,
{0x41,0x7F,0x00}, // (93) ]
{0x02,0x01,0x02}, // (94) ^
{0x40,0x40,0x40,0x40,0x40,
{0x03,0x00}, // (96) `
{0x20,0x54,0x54,0x54,0x78,
{0x7F,0x48,0x44,0x44,0x38,
{0x38,0x44,0x44,0x44,0x00}, // (99) c
{0x38,0x44,0x44,0x24,0x7F,
{0x38,0x54,0x54,0x54,0x48,
{0x04,0x7E,0x05,0x00}, // (102) f
{0x38,0x44,0x44,0x24,0xFC,
{0x7F,0x08,0x04,0x04,0x78,
{0x7D,0x00}, // (105) i
{0x00,0xFD,0x00}, // (106) j
{0x7F,0x10,0x28,0x44,0x00}, // (107) k
{0x7F,0x00}, // (108) l
{0x7C,0x04,0x04,0x78,0x04,
{0x7C,0x04,0x04,0x04,0x78,
{0x38,0x44,0x44,0x44,0x38,
{0xFC,0x24,0x44,0x44,0x38,
{0x38,0x44,0x44,0x24,0xF8,
{0x7C,0x08,0x04,0x04,0x00}, // (114) r
{0x48,0x54,0x54,0x54,0x24,
{0x04,0x3E,0x44,0x44,0x00}, // (116) t
{0x3C,0x40,0x40,0x40,0x7C,
{0x1C,0x20,0x40,0x20,0x1C,
{0x3C,0x40,0x40,0x38,0x40,
{0x44,0x28,0x10,0x28,0x44,
{0x3C,0x40,0x40,0x40,0xFC,
{0x44,0x64,0x54,0x4C,0x44,
{0x10,0xEE,0x01,0x00}, // (123) {
{0xFF,0x00}, // (124) |
{0x01,0xEE,0x10,0x00}, // (125) }
{0x10,0x08,0x10,0x08,0x00}, // (126) ~
{0x03,0x00,0x03,0x00}, // (147) “
{0x03,0x00,0x03,0x00}, // (148) ”
{0x7E,0x53,0x52,0x53,0x42,
{0x38,0x56,0x54,0x4A,0x00}, // (184) ё
{0x7C,0x12,0x11,0x12,0x7C,
{0x7F,0x49,0x49,0x49,0x31,
{0x7F,0x49,0x49,0x49,0x36,
{0x7F,0x01,0x01,0x01,0x01,
{0xC0,0x7F,0x41,0x41,0x7F,
{0x7F,0x49,0x49,0x49,0x41,
{0x73,0x0C,0x7F,0x0C,0x73,
{0x22,0x41,0x49,0x49,0x36,
{0x7F,0x10,0x08,0x04,0x7F,
{0x7E,0x11,0x0A,0x05,0x7E,
{0x7F,0x08,0x08,0x14,0x63,
{0x7C,0x02,0x01,0x02,0x7C,
{0x7F,0x02,0x0C,0x02,0x7F,
{0x7F,0x08,0x08,0x08,0x7F,
{0x3E,0x41,0x41,0x41,0x3E,
{0x7F,0x01,0x01,0x01,0x7F,
{0x7F,0x09,0x09,0x09,0x06,
{0x3E,0x41,0x41,0x41,0x22,
{0x4F,0x50,0x50,0x50,0x3F,
{0x0E,0x11,0x7F,0x11,0x0E,
{0x63,0x14,0x08,0x14,0x63,
{0x7F,0x40,0x40,0x7F,0xC0,
{0x0F,0x10,0x10,0x10,0x7F,
{0x7F,0x40,0x7F,0x40,0x7F,0x00
{0x7F,0x40,0x7F,0x40,0x7F,
{0x01,0x7F,0x48,0x48,0x48,
{0x7F,0x48,0x48,0x48,0x30,
{0x7F,0x48,0x48,0x48,0x30,
{0x22,0x41,0x49,0x49,0x3E,0x00
{0x7F,0x08,0x3E,0x41,0x41,
{0x76,0x09,0x09,0x09,0x7F,
{0x20,0x54,0x54,0x54,0x78,
{0x7C,0x54,0x54,0x20,0x00}, // (225) б
{0x7C,0x54,0x54,0x28,0x00}, // (226) в
{0xC0,0x7C,0x44,0x7C,0xC0,
{0x38,0x54,0x54,0x48,0x00}, // (229) е
{0x44,0x28,0x7C,0x28,0x44,
{0x28,0x44,0x54,0x54,0x28,
{0x7C,0x20,0x10,0x08,0x7C,
{0x7C,0x21,0x12,0x09,0x7C,
{0x7C,0x10,0x28,0x44,0x00}, // (234) к
{0x70,0x08,0x04,0x7C,0x00}, // (235) л
{0x7C,0x08,0x10,0x08,0x7C,
{0x7C,0x10,0x10,0x7C,0x00}, // (237) н
{0x38,0x44,0x44,0x44,0x38,0x00
{0x7C,0x04,0x04,0x7C,0x00}, // (239) п
{0xFC,0x24,0x24,0x18,0x00}, // (240) р
{0x38,0x44,0x44,0x44,0x00}, // (241) с
{0x04,0x04,0x7C,0x04,0x04,
{0x9C,0xA0,0xA0,0x7C,0x00}, // (243) у
{0x08,0x14,0x7C,0x14,0x08,
{0x44,0x28,0x10,0x28,0x44,
{0x7C,0x40,0x40,0x7C,0xC0,
{0x1C,0x20,0x20,0x7C,0x00}, // (247) ч
{0x7C,0x40,0x7C,0x40,0x7C,
{0x7C,0x40,0x7C,0x40,0x7C,
{0x04,0x7C,0x50,0x50,0x20,
{0x7C,0x50,0x50,0x20,0x7C,
{0x7C,0x50,0x50,0x20,0x00}, // (252) ь
{0x28,0x44,0x54,0x54,0x38,
{0x7C,0x10,0x38,0x44,0x38,
{0x68,0x14,0x14,0x7C,0x00}, // (255) я
//============================
void data_tablo(int data)
{PORTA=data;
__delay_cycles(0.000005*CPU_
PORTC |= (1<<PC0); //считываем данные
__delay_cycles(0.000005*CPU_
PORTC &= ~(1<<PC0);
__delay_cycles(0.000005*CPU_
PORTC |= (1<<PC1); //выводим данные
__delay_cycles(0.000005*CPU_
PORTC &= ~(1<<PC1);
__delay_cycles(0.000005*CPU_
}
void symb_data(unsigned char symb)
{int i=0;
do
{data_tablo(Pixel[symb][i]);
__delay_cycles(0.5*CPU_FREQ);
i++;
}
while(Pixel[symb][i]!=0x00)
}
void stroka_symb(unsigned char stroka)
{int i=0;
while(stroka[i]!='\0')
{symb_data(stroka[i]);
i++;
}
void rs_232_in(int k)
{if(k==1){ PORTE |= (1<<PE0);
__delay_cycles(0.0001*CPU_
else {PORTE &= ~(1<<PE0);
__delay_cycles(0.0001*CPU_
}
void main(void)
{ DDRA=0xFF;
DDRC=0xFF;
DDRE=0x01;
int i,j;
unsigned char data[][9];
unsigned char stroka='NOVIKOV IVAN PS-441';
c1:
while(1)
{stroka_symb(stroka);
for(i=size;i>0;i--)
{tablo(0x00);}
PE_S=PORTE&2;
if(PE_S==0){goto c2;}
}
c2: //готовность процессора
{rs_232_in(0); //стартовый бит
rs_232_in(0); // 8 бит команды
rs_232_in(1);
rs_232_in(0);
rs_232_in(1);
rs_232_in(0);
rs_232_in(1);
rs_232_in(0);
rs_232_in(1);
for(i=0;i<8;i++)
{data[1][i]=PE1;
__delay_cycles(0.0001*CPU_
if(data[j]=0x55){goto c4;} //распознание команды
if((data[j]=0xCC)
{j=1;
c3:
for(i=1;i<9;i++)
{data[j][i]=PE1;
__delay_cycles(0.0001*CPU_
if(data[j]!=0xCC) {j++;goto c3;}
else do{data[j-1][9]='/0';stroka[j-
while(j>0)
goto c1;}
c4:
for(i=1;i<9;i++)
{data[j][i]=PE1;
__delay_cycles(0.0001*CPU_
if(data[j]!=0xCC)
{rs_232_in(0); //стартовый бит
rs_232_in(0); // 8 бит команды Xoff- оставновить передачу
rs_232_in(0);
rs_232_in(0);
rs_232_in(1);
rs_232_in(0);
rs_232_in(0);
rs_232_in(1);
rs_232_in(1);
symb_data(data[j]);
rs_232_in(0); //стартовый бит
rs_232_in(0); // 8 бит команды Xon- возобновить передачу передачу
rs_232_in(0);
rs_232_in(0);
rs_232_in(1);
rs_232_in(0);
rs_232_in(0);
rs_232_in(0);
rs_232_in(1);
j++;goto c4;}
else do{data[j]-1[9]='/0';stroka[j-
while(j>0)
goto c1;}
}
Заключение
В курсовом проекте были рассмотрены описание функциональной, принципиальной схемы, программного обеспечения информационного табло с бегущей строкой с интерфейсом RS232, а также приведены принципиальная схема и перечень элементов.
Литература
- «Микроконтроллеры AVR семейства Tiny и Mega фирмы ATMEL» А.В. Евстифеев 2004.
- «Программирование на языке С микроконтроллеров AVR и Pic» Ю.А. Шпак 2008.
- Петровский И.И., Прибыльский А.В,, Троян А.А., Чувелов В.С. Функциональный состав микросхем серии КР1533: 5. Регистры; Функциональный состав микросхем серии КР1554: 4. Регистры // Логические ИМС КР1533, КР1554. Справочник 1993.
- «Интерфейс RS232. Связь между компьютером и микроконтроллером» Кузьминов А.Ю. 2004.
- Справочник-каталог Промэлектроника 2009.

- Информационное телевидение в России
- Информационное управление, анализ деятельности пребприятия
- Информационно-измерительная система
- Информационной системы
- Информационно-коммуникативная фаза делового общения: ее особенности и основное содержание
- Информационно коммуникативные аспекты продвижения культурно-религиозного центра Дивеево как объекта религиозного туризма Нижегородско
- Информационно-коммуникативные технологии в позиционировании Законодательного собрания
- Информационное общество: современный этап развития рыночной экономики
- Информационное общество, тенденции его развития
- Информационное освещение вооружённого конфликта в Южной Осетии (2008)
- ИНФОРМАЦИОННОЕ ПРАВО
- Информационное продвижение образовательных учреждений и услуг
- Информационное пространство библиотеки и ее восприятие пользователями
- Информационное пространство и информационные поля Тульского государственного университета