一种基于大尺寸数码管显示的数据采集仪的制作方法

1.本实用新型涉及工业自动化现场数据采集领域，具体是一种基于大尺寸数码管显示的数据采集仪。


背景技术：

2.在工业自动化检测如称重应用领域，通常采用采集仪表实现对现场数据的采集、显示及控制等功能，常规的仪表尺寸较小，将实时采集到的数据及波形在数码管、lcd及oled屏上实时显示，但是在某些应用场合，如当要求在较远距离便于操作人员或监控人员观察实时数据时，常规的小尺寸显示仪表就难以胜任，这种应用场景下，只有通过悬挂于高处的大屏幕显示才能达到较为醒目的显示效果，而大尺寸的数码管显示由于其高亮醒目及适合各种较为恶劣的应用场合从而在工业控制现场得到较为广泛的应用。大尺寸数码管的显示驱动有别于常规小尺寸的数码管驱动，由于大尺寸的数码管的各个段由多个高亮发光二极管串并联组成，所以导通点亮时会产生较大的电压降和较大的顺电流，所以其驱动电路一方面需要能提供较高的顺电压，另一方面需要提供较大的导通顺电流。


技术实现要素：

3.本实用新型要解决的技术问题是提供一种基于大尺寸数码管显示的数据采集仪，以mcu为控制核心，获取现场采集数据，并通过专用的大尺寸数码管驱动电路实现对5英寸及以上的高亮8段数码管显示器进行驱动。
4.本实用新型的技术方案为：
5.一种基于大尺寸数码管显示的数据采集仪，包括有系统电源电路、mcu最小系统电路、rs232接口电路和数码管驱动电路；
6.所述的系统电源电路包括有工频变压器的双路输出接口jp2和jp3、三端稳压器u4、三端稳压器u3、三端可调节输出正电压稳压器jp4，所述的三端稳压器u4和三端稳压器u3的输入端均通过第一二极管全波整流电路与输出接口jp2连接，所述的三端可调节输出正电压稳压器jp4的输入端通过第二二极管全波整流电路与输出接口jp3连接，三端稳压器u4输出的avcc供传感器及模拟电路，三端稳压器u3输出的vcc供mcu最小系统电路及数字电路，三端可调节输出正电压稳压器jp4输出的高电压v_led供数码管驱动电路的段驱动；
7.所述的mcu最小系统电路包括有微控制单元u2，rs232接口电路包括有与微控制单元u2连接的rs232逻辑电平转换芯片u1，所述的微控制单元u2的电源端、rs232逻辑电平转换芯片u1的电源端均连接vcc；
8.所述的数码管驱动电路包括有分别与微控制单元u2连接的缓冲器u6和大电流驱动芯片u7、输入端与缓冲器u6连接的高压大电流驱动芯片u8、以及共阳大尺寸数码管接口jk1和jk2，所述的缓冲器u6的的电源端连接vcc，高压大电流驱动芯片u8的电源端连接高电压v_led，所述的高压大电流驱动芯片u8的各输出端与共阳大尺寸数码管接口jk1和jk2的位驱动端对应连接，大电流驱动芯片u7的各输出端与共阳大尺寸数码管接口jk1和jk2的段
驱动端对应连接。
9.所述的微控制单元u2上还连接有独立式键盘接口jp5，独立式键盘接口jp5上连接有独立式键盘。
10.所述的微控制单元u2上还连接有异步串行接口jp7。
11.所述的数据采集仪还包括有模数转换调理电路，模数转换调理电路包括有依次连接的传感器差动信号输出接口jp6、低通滤波电路和模数转换器u5，模数转换器u5的数字量输出端与微控制单元u2连接。
12.本实用新型的优点：
13.本实用新型选用高压大电流驱动芯片用于驱动大尺寸共阳数码管的位驱动，选用大电流驱动芯片用于大尺寸数码管的段驱动，通过rs232逻辑电平转换芯片u1接收外围数据采集系统的数据，当采用有线数据传输时直接将rs232逻辑电平转换芯片u1和外围的数据采集系统用通信电缆连接，当采用无线数据传输时，采用具有异步串行接口的无线数传模块和mcu的uart接口连接。本实用新型供电电源采用交流220v电源供电，由系统电源电路转换后提供驱动大尺寸数码管的高电压及传感器和mcu控制电路的电源。为了实现对该采集仪的系统参数进行修改及标定，配置了独立式键盘。
附图说明
14.图1是实用新型系统电源电路的电路图。
15.图2是本实用新型mcu最小系统电路的电路图。
16.图3是本实用新型rs232接口电路的电路图。
17.图4是本实用新型数码管驱动电路的电路图。
18.图5是本实用新型模数转换调理电路的电路图。
具体实施方式
19.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
20.一种基于大尺寸数码管显示的数据采集仪，包括有系统电源电路，mcu最小系统电路、rs232接口电路和数码管驱动电路；
21.见图1，系统电源电路包括有工频变压器的双路输出接口jp2和jp3、三端稳压器u4、三端稳压器u3、三端可调节输出正电压稳压器jp4，所述的三端稳压器u4和三端稳压器u3的输入端均通过第一二极管全波整流电路与输出接口jp2连接，所述的三端可调节输出正电压稳压器jp4的输入端通过第二二极管全波整流电路与输出接口jp3连接，三端稳压器u4输出的5v直流电源avcc供传感器及模拟电路，三端稳压器u3输出的5v电源vcc供mcu最小系统电路及数字电路，三端可调节输出正电压稳压器jp4输出的高电压v_led供数码管驱动电路的段驱动；其中，数字地gnd和模拟地agnd通过0欧电阻r1在一点连接；
22.见图2，mcu最小系统电路包括有微控制单元u2、分别与微控制单元u2连接的独立式键盘接口jp5和异步串行接口(uart接口)jp7，独立式键盘接口jp5上连接有独立式键盘
key1—key4，uart接口jp7一方面可以实现i sp功能，另一方面可以和无线输出模块的ttl电平串口互联，实现无线传输功能；
23.见图3，rs232接口电路包括有与微控制单元u2连接的rs232逻辑电平转换芯片u1，rs232逻辑电平转换芯片u1通过jp1接口和pc机及其他具有rs232串口的设备进行互联，实现有线数据传输；
24.微控制单元u2的电源端、rs232逻辑电平转换芯片u1的电源端均连接vcc；
25.见图4，数码管驱动电路包括有分别与微控制单元u2连接的缓冲器u6和大电流驱动芯片u7、输入端与缓冲器u6连接的高压大电流驱动芯片u8、以及共阳大尺寸数码管接口jk1和jk2，所述的缓冲器u6的的电源端连接vcc，高压大电流驱动芯片u8的电源端连接高电压v_led，所述的高压大电流驱动芯片u8的各输出端与共阳大尺寸数码管接口jk1和jk2的位驱动端对应连接，大电流驱动芯片u7的各输出端与共阳大尺寸数码管接口jk1和jk2的段驱动端对应连接；缓冲器u6用于对微控制单元u2输出信号的整形处理，其输出驱动高压大电流驱动芯片u8，高压大电流驱动芯片u8可以耐压50v电压，同时可以通过最高位500ma的顺电流，为驱动大尺寸的数码管提供了必要的硬件条件，大电流驱动芯片u7用于提供大尺寸共阳数码管的段驱动电流。
26.便于在某些应用场合的传感器与数据采集仪的直接连接，设置模数转换调理电路(见图5)，模数转换调理电路包括有依次连接的传感器差动信号输出接口jp6、低通滤波电路和模数转换器u5，模数转换器u5转换后的数字量由sp i接口传送给微控制单元u2，同时通过spi接口可以实现微控制单元u2对模数转换器u5的系统参数配置。
27.尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。