點陣式液晶顯示屏存儲型智能儀表的製作方法
2023-10-05 13:33:54
專利名稱：點陣式液晶顯示屏存儲型智能儀表的製作方法
技術領域：
本實用新型是一種智能儀表，屬於國際專利分類中的GOID9／02、9／08和GOID13／00類。
目前儀表大部分是用數碼管或字符式小液晶屏顯示單個參數，少數儀表顯示雙參數，如DF11A型數字繁用表和GX－82。或者較複雜的是利用微型計算機的測量、控制系統，可以顯示較多參數，但其體積大、價格高、對環境要求高，如TI545可編程控制器，IBMPC＋ADS－1數據採集板。點陣式大液晶屏是當今的新型高技術，國外剛生產不久，只有極少數發達國家能夠大量生產，主要用於可攜式微型機，其價格更高，如GF－5001點陣液晶屏或者用於電子打字機，如四通2401電子打字機和Marconi2850數字通信分析儀。也有用於一些專用儀器，如心功能分析儀，振動測量儀，但還未用於實驗室作通用儀表或用於較簡單的工況監測與控制。
本實用新型的目的在於發明一種點陣式液晶屏存儲型智能儀表，使它能自動存儲所測參數，並能通過鍵盤把存儲的參數值數據分頁顯示，如圖三、圖四所示。除顯示被測參數值外，並在主頁面(如圖二所示)同時顯示該參數在一定時期內的最大值、最小值，超越上、下限次數，還同時顯示日曆、時鐘，並有顯示統計直方圖及驅勢曲線的頁面。它還需具有一定的巡迴檢測與控制功能，兼有邏輯分析功能及具有和微機或其他具有RS232(C)接口的設備進行數據傳送的功能。該儀表的結構特徵還在於除液晶屏外還有一個十六個鍵的小鍵盤，線路板及電源安放在液晶屏下面，則使該儀表結構輕便、體積小。
本實用新型的要點在於其結構為一矩型點陣式液晶屏附帶一個十六個鍵的小鍵盤，液晶屏點陣橫向為128點到256點，縱向為64點到128點。線路板安裝在液晶屏下面，其上安裝了單片微型計算機，存儲器、接口電路，模數轉換器等電路。電源有二種型式，一種是製作在一塊電路板上，安裝在線路板下面；另一種是使用220V交流市電或乾電池、蓄電池，也可以多臺點陣式液晶屏儀表用一臺多路穩壓電源集中供電。該儀表還裝有存儲器，它能自動按一定格式存儲所測量得的數據。單片機能在軟體支持下對數據進行分析並繪製圖表。線路是按通用型電壓表設計，可以另加探頭測量其它參量。該儀表的顯示頁面有多個頁面，主頁面的板面安排為(1)主測量參數，字形點陣為16×16點，其中包括空格。
(2)最大值(MAX)和最小值(MIN)，字形點陣為8×8點(包括空格)。
(3)超越上下限次數(＞UP；＜LOW)，字形點陣為8×8點，(包括空格)。
(4)時鐘顯示的時、分字形點陣為16×16點(包括空格)，秒字形點陣為8×8點(包括空格)。
(5)日曆的月、日、星期、字形點陣為16×16點(包括空格)。
本實用新型的存儲記錄頁面板面布置分兩種(1)標準記錄，用戶設定的記錄間隔時間大於或等於半小時一律按標準記錄，每半小時記一次，其板面安排是分兩列，左列為00分，右列為30分，每頁12小時，共24個數據。
(2)順序記錄，用戶設定的記錄間隔小於半小時按用戶的設定時間記錄，精確到4秒，板面也分兩列、先記左列，再記右列，然後記下一頁左列……，每頁記錄30個數據。
該儀表還具有人機對話菜單，其內容有兩頁，一頁為當時的日曆時鐘設定，板面安排為年(YEAR)，月(MONTH)，日(DAY)，星期(WEEK)，時間(TIME)，字形點陣為8×8點(包括空格)。第二頁為記錄間隔(RECORD INTERVAL)的分、秒和上下限(UP LIMIT、LOW LIMIT)，字形點陣為8×8點(包括間隔)。菜單中有閃動光標引導用戶回答。每頁菜單下部均有D＝DELETE E＝ENTER指示用戶重新設定或者寫入存儲器中。
具體說本儀表以單片計算機為核心，連以測量及模數轉換電路，存儲器，接口電路等配以點陣式液晶顯示模塊和小鍵盤，組成具有測量計算，日曆時鐘，鍵盤，圖形顯示與通信的一體化智能儀表。作實驗室測量使用時，有自動切換量程的功能，並能自動校零。量程有三檔20伏、2.0伏及200mV並有×10輸入端。作記錄儀表時，可以存儲數百個數據，並可顯示曲線或統計直方圖。作工況巡測時，也可巡測幾個模擬量。如選配各種測量頭，可以測量多種參數，如溫度、壓力等。
軟體是模塊化結構，包括鍵盤掃描與顯示驅動程序，多級中斷控制程序、各種中斷處理程序、時鐘日曆程序、大字符生成程序、頁面轉換程序、座標生成及記錄程序、圖形程序、通信程序、極值比較程序、測量及量程轉換程序、校零及非線性補償程序、統計計算繪圖程序人機接口對話菜單等。硬體框圖如圖一所示。
儀表為雙層結構，以減小體積，線路板在下，液晶屏在上，由插頭連結，顯示屏約佔整個面積的2／3，所以很美觀醒目。
主顯示頁面顯示參數值、最大值、最小值、超過上限的次數，超過下限的次數及時鐘與日曆。其中參數值與日曆時鐘(秒除外)用雙倍尺寸大小的字形，便於觀察。其布置如圖二所示。
記錄有兩種格式，當用戶設定的記錄間隔時間小於30分鐘時，按順序號記錄，每頁分左右兩列，各記錄15個數據；當記錄間隔時間大於或等於30分鐘時，一律按30分鐘間隔記錄，每頁12小時，也分兩列，左列為00分，右列為30分。記錄格式如圖三、圖四所示。用戶可以通過鍵盤選擇所要觀察的記錄頁面。
用戶接口的菜單有兩頁，一頁為日曆時鐘設定，一頁是記錄間隔時間和上下限值設定，其安排如圖五、圖六所示。用戶設定時屏上有閃動的光標引導。如設定有錯，在每頁結束時按D鍵可以重新設定該頁。設定的數字有一定智能，對於不符合實際的數字，不能進入機器。
本實用新型與現有技術相比具有如下優點1、本智能儀表與一般儀表相比，它通過軟體系統可以同時顯示較多的參數指標，如除測量參數外，還能顯示極大極小值和越限次數，在主顯示頁面還有日曆時鐘兼有電子鐘功能。
2、它能存儲記錄的數據，隨時可以顯示觀察，省卻了不可靠的印表機。
3、它可以顯示曲線和圖表，作出統計結果。
4、和微機系統相比，具有體積小、重量輕、價廉、便於攜帶、適於野外工作，功耗也小，電源可用乾電池供電，因而還可用於礦井防爆要求的環境，也可以多個儀表集中供電裝在控制屏上使用。
它是介於一般儀表和微機系統之間的能力較強的儀表。
圖1硬體框圖圖2測量顯示面圖3記錄顯示面順序記錄圖4記錄顯示面標準表格記錄圖5設定界面日曆時鐘設定圖6設定界面記錄間隔與上下限設定。
實施例圖1中單片機是8031單片機，被測訊號經由電阻串聯而成的量程分壓電路送至模擬開關作量程轉換，然後送到模數轉換器MC14433轉換成十進位的數字量，精度為三位半，然後送入單片機8031處理。單片機的P0、P2口作數據與地址總線，總線上結有程序存儲器，隨機存儲器、接口電路、液晶顯示模塊。鍵盤接至P1口，液晶模塊中有顯示控制器、字形發生器、隨機存儲器與顯示驅動電路。
接通電源後，單片機即從ROM中的0000地址開始，依次執行其中固化的程序指令。一切控制工作都是由執行指令實現。如讀取A／D中的數據，送數據到顯示屏中的顯示存儲器。鍵盤通過單片機的中斷INTO頭向它請求中斷，經單片機優先級排隊獲準後，單片機就讀取鍵盤代碼。
顯示屏模塊上裝有控制器6963B，它將顯示存儲器中的數據，依次顯示在液晶屏上，字符發生器也在顯示模塊中，它將顯示存儲器中的字符代碼轉為字形點陣顯示出來。
液晶屏選用160×128點的近似矩形的屏幕，黃色背景，字符為黑色。參數及時鐘用大一倍的字形顯示。它用顯示控制器的圖形功能生成。液晶顯示屏尺寸為100×80(mm2)，儀表機芯尺寸為150×140×40(mm3)總功耗1瓦。
總之，本實用新型是一種輕便、價格適中的智能記錄儀表，適合於一般實驗室及野外工作，或者對簡單的工藝過程，工具機作點數不多的測量與多指標、多功能顯示，即同時顯示參數值。其在一定時間內的最大值、最小值，越限次數，還可顯示日曆與時鐘，並能定時記錄參數，隨時可以調出顯示，避免使用有機械運動的筆繪記錄儀或印表機，保證長期可靠工作，並且可以用低壓電池工作，除可在野外工作外，還可在礦井工作。
權利要求1.一種以單片計算機為核心，並連有測量及模數轉換電路，存儲器，接口電路等配以點陣式液晶顯示模塊和小鍵盤，組成具有測量計算、日曆時鐘、參數顯示與通信一體化的智能儀表，其特徵在於它是可攜式，其結構為一矩形點陣式液晶屏並帶一個十六個鍵的小鍵盤，液晶屏點陣橫向為128點到256點，縱向為64點到128點，線路板安裝在液晶屏下面，其上安裝了單片微型計算機、存儲器、接口電路、模數轉換器，線路是按通用型電壓表設計，可以另加探頭測量其他參數。
2.按照權利要求1所述的智能儀表，其特徵在於其顯示有多個頁面，主頁面的板面安排為(1)主測量參數，字形點陣為16×16點，其中包括空格；(2)最大值(MAX)和最小值(MIN)，字形點陣為8×8點，其中包括空格；(3)超越上下限次數(＞UP；＜LOW)，字形點陣為8×8點，其中包括空格；(4)時鐘顯示的時、分字形點陣為16×16點，其中包括空格；秒字形點陣為8×8點，其中包括空格；(5)日曆的月、日、星期、字形點陣為16×16點，其中包括空格。
3.按照權利要求1所述的智能儀表，其特徵在於記錄頁面的板面布置分兩種(1)標準記錄，用戶設定的記錄間隔時間大於或等於半小時，一律按標準記錄，每半小時記一次，其板面安排是分兩列，左列為00分，右列為30分，每頁12小時，共24個數據。(2)順序記錄，用戶設定的記錄間隔小於半小時按用戶的設定時間記錄，精確到4秒，板面也分兩列，先記左列，再記右列，然後記下一頁左列，……依次類推，每頁記錄30個數據。
4.按照權利要求1所述的智能儀表，其特徵在於它具有人機對話菜單，其內容有兩頁，一頁為當時的日曆時鐘設定，板面安排為年(YEAR)，月(MONTH)，日(DAY)，星期(WEEK)，時間(TIME)，字形點陣為8×8點，其中包括空格；第二頁為記錄間隔(RECORD INTERVAL)的分(MINUTE)，秒(SECOND)和上下限(UP LIMIT、LOW LIMIT)，字形點陣為8×8點，其中包括間隔；菜單中有閃動光標引導用戶回答，每頁菜單下部均有D＝DELETE E＝ENTER 指示用戶重新設定或者寫入存儲器中。
專利摘要本實用新型是一種智能儀表，屬於國際專利分類中的G01D9/02、9/08和G01D13/00類。本實用新型設計了一種點陣式液晶顯示屏存儲式智能儀表，它具有自動存儲定時測量所得的參數數據的能力，並能在主要顯示頁面上顯示該參數的多種指標。還同時兼有電子鐘的作用。通過鍵盤選擇頁面可以顯示所存的參數值，以及統計圖表。本儀表結構輕便、功耗小，適於實驗室及野外工作，也可作工況監測與控制，它填補了一般儀表與微機系統之間的空白。
文檔編號G01D9/00GK2126412SQ91227108
公開日1992年12月30日 申請日期1991年10月25日 優先權日1991年10月25日
發明者李文餘 申請人:中國科學院自動化研究所