一種信號顯示裝置的製作方法

2023-08-05 07:44:36

專利名稱：一種信號顯示裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及電子、通訊領域的信號檢測技術領域，特別是涉及一種遠程信號顯示裝置。

背景技術：
在一些大型電子控制及通訊系統中，其信號顯示及告警單元與主控制單元通常有一定距離，往往要對一些信號進行遠程顯示設計，才能滿足使用環境要求。
若被顯示的信號種類與數量較少，在設計上通常只需要將檢測結果處理轉換成電平接口信號，通過電纜直接傳送給遠程顯示裝置直接進行顯示即可；若被顯示的信號種類與數量較多，則需要較多電纜遠程連接才能達到目的。
申請號為CN02254292的「無線集線器的信號強度顯示裝置」中國專利，其主要原理是在無線集線器的母機或子機上設置信號強度顯示裝置，使用無線傳輸電路，一信號分析單元連接於該無線傳輸電路的輸出端，用以計算分析該無線傳輸電路所接收到的無線電波信號的信號強弱度，產生一對應數值，一模擬數字轉換單元連接於該信號分析單元，用以將該信號分析單元所產生的數值轉換為數字數據，一顯示單元設置於該無線集線器的殼體上，可顯示所有連線的子機數量，或者顯示所有連線子機的信號強度平均值，或者接收某單一子機的信號強度值。這種顯示裝置採用無線傳輸方式，在顯示裝置中要設計無線接收、模數轉換、數據處理等專用電路，設計比較複雜，設計難度大，成本較高，且由於頻率資源等因素，對使用場所有限制。
在申請號為CN97244400的「高精度LED光柱指示報警儀」實用新型中，主要原理是採用LED光柱作為顯示器的高精度指示報警儀表，它包括有一個機殼，在機殼內設置有光柱驅動電路，在機殼上設置有顯示面板及由201個LED晶片組成的呈線性排列的光柱。但該申請的指示報警儀，僅僅從採用LED組成光柱的外觀結構等方面作出了規定，沒有給出信號傳送處理的具體解決辦法。

發明內容
本實用新型的目的在於提供一種信號顯示裝置，可用於遠程信號顯示，來解決上述公知技術中存在的電路設計比較複雜，設計難度大，且由於頻率資源等因素，對使用場所有限制，以及需要較多電纜遠程連接才能達到目的，成本高等問題。
為了實現上述目的，本發明提供了一種信號顯示裝置，包括 通訊接口單元，接收外部輸入含有約定格式的控制數據信號； 解碼單元，接收所述通訊接口單元輸出的數據信號，對所述數據信號進行解碼，並輸出解碼後的信號； 信號隔離單元，設置在所述通訊接口單元與所述解碼單元之間，用於將線路傳輸通訊信號與其餘信號隔離開； 驅動與顯示單元，接收所述解碼單元輸出的信號，執行驅動與顯示指令； 電源變換單元，連接外接電源，向所述單元提供電源。
上述的信號顯示裝置，其中，該信號隔離單元包括光電隔離裝置或隔離變壓器裝置。
上述的信號顯示裝置，其中，該通訊接口單元具有以差分物理接口方式組成的串行通訊傳輸線路。
上述的信號顯示裝置，其中，該解碼單元包括單片機微控制器、複雜可編程邏輯器件(CPLD)或多路顯示專用晶片。
上述的信號顯示裝置，其中，該複雜可編程邏輯器件還包括 串並轉換器，接收將串行傳輸過來的數據，並轉換成並行數據輸出； 數據暫存器，接收上述並行數據，將該並行數據按照一定的格式存儲起來； 協議比較器，將上述的暫存數據與事先約定的協議規則進行比較；以及 控制輸出器，根據上述比較的結果生成多路控制輸出信息，輸出至驅動顯示單元。
上述的信號顯示裝置，其中，該驅動與顯示單元包括指示燈、驅動電路，所述指示燈連接所述驅動電路。
上述的信號顯示裝置，其中，該驅動電路為三極體放大電路。
由上述可知，本實用新型信號顯示裝置原理及實現都比較簡單，傳輸線路簡潔，且通用性較強，能夠解決公知技術中電路複雜，成本高等問題。

以下結合附圖和具體實施例對本實用新型進行詳細描述，但不作為對本實用新型的限定。

圖1是本發明所述顯示裝置的組成示意圖； 圖2是實現解碼的複雜可編程邏輯器件(CPLD)示意圖； 實施方式 請參考圖1，為本實用新型一個較佳實施例的信號顯示裝置的結構框圖。
由外部主控制器對要顯示的信號進行檢測與處理，並在主控制器中對顯示的各種信號按照約定好的編碼規則進行編碼，此約定好的編碼規則可為任意編碼格式，以主控制器和信號顯示裝置能讀出其中的數據，進行正常通訊為前提。通過電纜線路通訊，將含有約定格式的編碼控制數據信號傳送給通訊接口單元102，通訊接口單元將線路傳送過來的差分信號轉換成單端控制信號後，再經過信號隔離單元103，這樣由外部通訊傳送過來的控制信號傳送到解碼單元104，在解碼單元104中，要根據與主控制器約定好的編解碼規則，對控制數據進行解碼，輸出解碼後的直接控制電平到驅動與顯示單元105，以此開啟或關閉驅動與顯示單元105中的各顯示部件。

以下結合附圖對技術方案的實施作進一步的詳細描述。
1.電源變換單元101 電源變換單元101接收由外部電纜傳送過來的電源，根據實際情況可以採用DC/DC或LDO等實現電源變換，以滿足裝置上的晶片電路及驅動電路對電源的要求。考慮到本地電源多為工作電源，以及一般顯示電路對電源電壓要求不高，由外部送給電源變換單元的電源是DC12V或DC24V。若通訊線路比較短，幹擾較小，可以不需要對通訊信號隔離時，也可不必設計隔離電源。
2.通訊接口單元102 具有以差分物理接口方式組成的串行通訊傳輸線路。通訊接口單元102接收通訊線路傳送過來的多路串行差分控制信號，將其轉換成單端控制信號，傳送給信號隔離單元103或解碼單元104。為適合遠距離傳輸且提高通訊線路可靠性，在物理上，可以設計成RS485/RS422/CAN等各種形式的串行接口方式，只需選擇相對應的電平接口變換晶片即可。採用串行通訊方式，節省線纜。在差分通訊接口信號設計中，一般用數據輸入信號(Din)、時鐘信號(Clk)即可；若考慮到可能涉及多個顯示裝置，也可以設計上片選信號(/Cs)。也可以根據實際需要增加其它信號。
3.信號隔離單元103 實現通訊接口單元102與解碼單元104之間的控制信號的隔離。一般採取光電隔離裝置或隔離變壓器裝置即可，設計比較簡單。
4.解碼單元104 解碼單元104接收通訊線路傳送過來的控制信號，根據與主控制器約定好的編解碼規則，對控制信號進行解碼，產生作用於驅動與顯示單元105的直接控制信號，實現對顯示單元各顯示部件的控制。根據實際應用需要，解碼單元104的實現方式比較多，若顯示規律比較複雜，編解碼難度大，則可以用單片機等微控制器或複雜可編程邏輯器件(CPLD)來實現解碼；若顯示規律比較簡單，編解碼難度比較小，也可以直接採用如多路顯示專用晶片來實現。
圖2給出了採用複雜可編程邏輯器件的解碼實現過程，如圖所示，將串行傳輸過來的數據轉換成並行數據(經串並轉換器201)，按照一定的格式存儲起來(經數據暫存器202)，再與事先約定的協議規則進行比較(經協議比較器203)，根據比較結果而生成多路控制輸出信息(經控制輸出器204)，輸出至驅動與顯示單元，以觸發驅動單元進行顯示。
5.驅動與顯示單元105 本單元包括各種指示燈、驅動電路，實現起來比較簡單。由解碼單元104送出的信號直接進行顯示控制。驅動電路一般可以採用三極體等常規放大電路來實現。根據實際選擇各種指示燈作為顯示部件，如採用紅、藍、橙等顏色代表不同信息，並且設計顯示裝置的外觀對各指示燈進行信息標註，以組成一個完整的顯示單元。
綜上所述，本實用新型信號顯示裝置，在充分運用主控制器上對各種被顯示信號進行檢測與處理的基礎上，將被顯示信號以協議編碼方式採取簡單遠程串行通訊方式傳送到顯示裝置，在本地進行解碼，原理及實現比較簡單，傳輸線路簡潔，通用性較強，適合對種類數量較多的信號遠程集中顯示。本設計方法及裝置在多個設備中得到成功應用。
當然，本實用新型還可有其他多種實施例，在不背離本實用新型精神及其實質的情況下，熟悉本領域的技術人員可根據本實用新型作出各種相應的改變和變形，但這些相應的改變和變形都應屬於本實用新型所附的權利要求的保護範圍。
權利要求1.一種信號顯示裝置，其特徵在於，包括
通訊接口單元，接收外部輸入含有約定格式的控制數據信號；
解碼單元，接收所述通訊接口單元輸出的數據信號，對所述數據信號進行解碼，並輸出解碼後的信號；
信號隔離單元，設置在所述通訊接口單元與所述解碼單元之間，用於將線路傳輸通訊信號與其餘信號隔離開；
驅動與顯示單元，接收所述解碼單元輸出的信號，執行驅動與顯示指令；
電源變換單元，連接外接電源，向所述單元提供電源。
2.根據權利要求1所述的信號顯示裝置，其特徵在於，該信號隔離單元包括光電隔離裝置或隔離變壓器裝置。
3.根據權利要求1所述的信號顯示裝置，其特徵在於，該通訊接口單元具有以差分物理接口方式組成的串行通訊傳輸線路。
4.根據權利要求1所述的信號顯示裝置，其特徵在於，該解碼單元包括單片機微控制器、複雜可編程邏輯器件或多路顯示專用晶片。
5.根據權利要求4所述的信號顯示裝置，其特徵在於，該複雜可編程邏輯器件還包括
串並轉換器，接收將串行傳輸過來的數據，並轉換成並行數據輸出；
數據暫存器，接收上述並行數據，將該並行數據按照一定的格式存儲起來；
協議比較器，將上述的暫存數據與事先約定的協議規則進行比較；以及
控制輸出器，根據上述比較的結果生成多路控制輸出信息，輸出至驅動顯示單元。
6.根據權利要求1所述的信號顯示裝置，其特徵在於，該驅動與顯示單元包括指示燈、驅動電路，所述指示燈連接所述驅動電路。
7.根據權利要求6所述的信號顯示裝置，其特徵在於，該指示燈為代表不同信息的不同顏色指示燈。
專利摘要本實用新型公開了一種信號顯示裝置，可用於遠程信號顯示，包括對外接電源進行變換，產生裝置上晶片需要的工作電源以及顯示驅動用電源的電源變換單元；通訊接口單元，接收外部控制器傳送過來的含有約定格式的控制數據信號；對通訊接收到的數據協議按照與主控制器約定好的編解碼規則進行解碼的解碼單元，輸出驅動與顯示單元控制信號；以及作出顯示指示的驅動與顯示單元，接收該解碼單元的控制信號；另外，在通訊接口單元和解碼單元之間還可設置一信號隔離單元，將線路傳輸通訊信號與其餘信號隔離開。本實用新型信號顯示裝置原理及實現都比較簡單，傳輸線路簡潔，且通用性較強，成本較低。
文檔編號G08B29/00GK201051298SQ20072014940
公開日2008年4月23日 申請日期2007年5月31日 優先權日2007年5月31日
發明者朱紅軍, 周文端, 杜曉崗, 鹿祥賓 申請人:中興通訊股份有限公司