交通诱导复合屏控制电路的制作方法

专利名称：交通诱导复合屏控制电路的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种交通诱导屏控制电路，具体地说，涉及一种交通诱导 复合屏控制电路。
背景技术：
交通诱导屏为出行人员能够及时的提供各种道路信息，对分散人流车 流、疏导交通、更好的利用道路资源具有积极的作用；但传统的诱导屏都 是整体采用户外显示屏来显示路段的相关信息，该种类型的诱导屏存在成 本高、重量大等缺点，特别是成本过高限制了诱导屏的推广应用；针对以 上不足，市场上又出现了一种复合交通诱导复合屏，该复合交通诱导复合 屏上部是道路指示屏，利用三色LED灯组模块来显示每个路段的路况信息， 其下部是由三色LED灯组模块组成的道路信息显示屏，显示各种道路实时 引导信息；该复合交通诱导复合屏克服了传统诱导屏的缺点，采用道路指 示屏和道路信息显示屏相结合的方式，不仅能够发布各种路况信息和道路 实时引导信息，有效引导的车流、人流，而且，其重量轻，便于安装，还 因其结构的变化大大的降低了成本，具有极其广阔的推广应用价值；
针对该复合交通诱导复合屏，因采用大量三色LED灯组模块，其控制 就显得尤为复杂和重要，为了解决以上问题，人们一直在寻求一种工作性能 稳定、电路结构简单实用的控制电路。

发明内容
本发明的目的是针对现有技术的不足，从而提供一种电路结构简单实 用、功耗低、工作性能稳定的交通诱导复合屏控制电路。
为了实现上述目的，本发明提供一种交通诱导复合屏控制电路，该电 路包括单片机控制电路、单片机供电电路、单片机复位电路、通讯电路、驱动连接电路、显示模块驱动电路、光带显示模块电路；所述光带显示模
块电路包括共阳极的红色LED灯组电路、绿色LED灯组电路和黄色LED灯 组电路；其中，所述单片机控制电路电连接分段显示数据设置电路，通过 读取分段显示数据设置电路的数值来初始化相应的数据寄存器；所述单片 机控制电路电连接通讯电路，用于读取通讯电路接收到的上位机交通信息、 并发送经单片机控制电路处理后的文字信息；所述驱动连接电路电连接单 片机控制电路，用于将单片机控制电路输出的驱动控制信号增强后输出； 所述驱动连接电路电连接显示模块驱动电路，所述显示模块驱动电路电连 接光带显示模块电路。
基于上述，所述单片机控制电路还连接有光带屏亮度采样电路，用于 将光带屏亮度采样电路采集的光带屏光强信息处理后进行光带屏亮度调 整。
基于上述，所述分段显示数据设置电路是一个16位的跳线开关。 基于上述，所述驱动连接电路包括电源驱动连接电路和数据驱动连接 电路；所述显示模块驱动电路包括电源PWM驱动控制电路、RYG显示驱动 控制电路和信号级联控制电路；所述电源驱动连接电路电连接电源P丽驱 动控制电路，所述数据驱动连接电路电连接信号级联控制电路，所述信号 级联控制电路电连接RYG显示驱动控制电路；所述电源P丽驱动控制电路 和所述RYG显示驱动控制电路分别电连接光带显示模块电路。
所述电源P丽驱动控制电路采用光耦4N35，以输出稳定的PWM信号； 所述数据驱动连接电路采用数据缓冲芯片74HC245,以提高驱动控制信号 的驱动能力；所述电源PWM驱动控制电路采用双P-CHANNAL M0SFET芯片 SI4948BEY，以P丽信号作为控制信号控制光带显示模块电路的电源通断； 所述信号级联控制电路采用信号驱动中继芯片74HC245，以增强驱动信号 的驱动能力；所述RYG显示驱动控制电路采用驱动芯片TPIC6B595，以控 制光带显示模块电路的色彩。基于上述，所述单片机控制电路采用16位单片机MSP430。 基于上述，所述单片机供电电路采用直流稳压芯片SP1117供电，所述 直流稳压芯片SP1117的输入端和输出端各连接一只接地的滤波电容。
基于上述，所述单片机复位电路采用集成复位电路芯片SP706R进行复位。
基于上述，所述通讯电路包括RS232通讯电路和RS485通讯电路，所 述RS232通讯电路采用串行通讯芯片MAX232，所述串行通讯芯片MAX232 连接2个C0M 口；所述RS485通讯电路采用电平转换芯片SP3485。
本发明相对现有技术具有突出的实质性特点和显著的进歩，具体的说， 该交通诱导复合屏控制电路借鉴了现有技术中使用的LED户外显示屏显示 控制方案，并根据交通诱导复合屏自身的技术要求及特点，设计出了一套 电路结构简单实用、功耗低、工作性能稳定的新型显示控制电路；
该电路的显示模块部分借鉴了户外显示屏通用模块的设计理念，制定 了适合交通诱导复合屏的通用模块标准，其亮度、发光特性的控制均能满 足交通诱导的设计要求；
该电路采用一对多的控制方式，利用组网中C/S的网络设计方法，并 结合道路控制的要求，设计了基于MSP43016F11 16位单片机的控制电路；
该电路的驱动电路部分则采用串联方式进行设计级联，具有很强的扩 展性，能满足各种交通路段图形的排布显示。


图1为本发明的电路原理框图2为本发明所述控制板电路的原理框图3为本发明所述驱动板电路的原理框图
图4为本发明所述的控制板电路图5为本发明所述的驱动板电路图6为本发明所述光带显示模块电路的电路图。
具体实施例方式
下面通过具体实施方式
，对本发明的技术方案做进一歩的描述。
如图1所示， 一种交通诱导复合屏控制电路，包括控制板电路、驱动 板电路和光带显示模块电路，其中，控制板电路控制若干个串接的驱动板 电路，每一个驱动板电路驱动若干个光带显示模块电路工作；
如图2和图4所示，所述控制板电路包括单片机控制电路、单片机供 电电路、单片机复位电路、RS232通讯电路、RS485通讯电路、分段显示数 据设置电路、光带屏亮度采样电路和驱动连接电路；
其中，所述单片机控制电路包括单片机和单片机外围辅助电路；
所述单片机采用16位单片机MSP430 F1611，单片机MSP430F1611为 TI公司的16位单片机，其内部具有10K RAM和48K + 256B FLASH;该 单片机内部资源丰富，具有双串口， 12位AD， PWM输出，大ROM，大RAM， 适合处理数据量相对较大的通讯，且具有低功耗，多晶振管理，可进行JTAG 调试功能，给开发设计提供相应的便利条件；单片机MSP430主要用于数 据的采样处理，通讯处理，和信号的产生控制等操作；
所述单片机外围辅助电路包括有晶振电路和JTAG接口电路；
MSP430F1611 JTAG接口电路是根据TI公司提供的MSP430 JTAG标准 为调试电路而设计。
所述单片机供电电路采用直流稳压芯片SP1117供电；5V直流稳压电 源经直流稳压芯片SP1117-3. 3V转换为3. 3V，用于给单片机MSP430F1611 提供电源；所述直流稳压芯片SP1117的输入端和输出端各连接一只接地的 10uf滤波电容C7、 C8，以除去稳压芯片中的纹波。
所述单片机复位电路采用集成复位电路芯片SP706R进行复位；该集成 复位电路芯片比之简单的RC复位电路，可靠稳定，且兼具电压控制功能， 能使单片机进行可靠复位，提高整个系统的稳定性。
所述通讯电路包括RS232通讯电路和RS485通讯电路，所述RS232通讯电路采用美信公司MAX頂的串行通讯芯片MAX232，该芯片整合了两路 RS232通讯电平转换器，可以扩展2个C0M口；所述RS485通讯电路采用 SIPEX公司生产的485电平转换芯片SP3485，该芯片为单工工作模式，需 要由单片机控制其控制端口，完成收发功能的切换；
所述单片机电连接通讯电路，用于读取通讯电路接收到的上位机交通 信息、并发送经单片机控制电路处理后的文字信息；单片机MSP430通过 RS232/485连接串口服务器，用于和上位机PC端中心软件进行串行通讯； 由于交通诱导复合屏除了具有固定图形直观显示的功能，还具有文字提示 功能，则在控制板上设置了两个串行通讯口 C0M1和COM2 口； C0M1 口用于 与PC端控制软件进行即时远程通讯；COM2 口用于连接混合屏中的文字显 示屏，通过显示屏的串口控制协议对显示屏进行控制，并实时发布相关文 字信息。
所述单片机电连接分段显示数据设置电路，用来设置分段的总数以及 每段使用的模块数；所述分段显示数据设置电路是一个16位的跳线开关， 无跳线连接时，输入为高电平，连接跳线后，输入为低电平；其包含的电 阻为限流电阻，使电流不超过单片机MSP430的管脚额定电流；
控制板上电时，通过读取分段显示数据设置电路的数值来初始化相应 的数据寄存器，对光带段自动进行分配，并初始光带段为全绿显示；
默认情况下，光带段亮度调节控制为自动亮度调节模式，即不需要人 为控制亮度来进行亮度调节，亮度为0—7， 8级可调。
所述单片机控制电路还电连接有光带屏亮度采样电路，用于将光带屏
亮度采样电路采集的光带屏光强信息处理后进行光带屏亮度调整；光带屏 亮度采样电路包括一个10M的高精度光敏电阻R8和一个与光敏电阻R8串 联的分压电阻PHR1，利用光敏电阻可变的特性，输出不同的电压到单片机 MSP430F1611的AD转换通道，以此进行光强的监测，并由单片机将光强信 号处理后，改变LED的亮度。所述驱动连接电路电连接单片机控制电路，用于将单片机控制电路输 出的驱动控制信号增强后输出；基于上述，所述驱动连接电路包括电源驱 动连接电路和数据驱动连接电路；
所述电源驱动连接电路采用光耦4N35进行光电隔离后输出端控制24V 电源的通断，以输出稳定的P丽信号；所述数据驱动连接电路采用数据缓 冲芯片74HC245，以提高驱动控制信号的驱动能力，所述数据驱动连接电 路进行数据驱动时，经过74HC245数据缓冲芯片提高信号的驱动能力后， 连接到后级驱动板信号输入端来进行信号的控制、传递。
所述驱动连接电路电连接显示模块驱动电路，所述显示模块驱动电路 电连接光带显示模块电路。
PC上位机中心软件通过控制中心采集的交通数据经处理后，发送控制 命令即相关显示数据到控制板电路，控制板电路接收到相关命令后动作， 使用单片机内部的P丽输出电路输出信号来控制显示模块的电源端口，并 把红，绿，黄颜色驱动数据通过驱动连接电路把驱动控制信号增强后，输 出到显示模块驱动板电路来驱动光带显示模块的颜色、亮度以及电源的开 关，从而显示出不同的道路的交通情况。
如图3和图5所示，所述驱动板电路即显示模块驱动电路，它包括电 源P丽驱动控制电路、RYG显示驱动控制电路和信号级联控制电路；
所述电源驱动连接电路电连接电源P丽驱动控制电路，所述数据驱动 连接电路电连接信号级联控制电路，所述信号级联控制电路电连接RYG显 示驱动控制电路；所述电源P丽驱动控制电路和所述RYG显示驱动控制电 路分别电连接光带显示模块电路。
所述电源PWM驱动控制电路采用双P-CHA丽AL M0SFET芯片SI4948BEY， 使用光耦隔离后的PWM信号作为其控制信号，以达到控制光带显示模块电 路的电源通断；该芯片SI4948BEY V。-s具有60V耐压电平，且1。可通过最 大3A的电流，完全可以驱动16块光带显示模块电路；所述信号级联控制电路采用信号驱动中继芯片74HC245作为驱动芯 片，以增强驱动信号的驱动能力，作为信号中继，使信号不至于在串行级 联中减弱；
所述RYG显示驱动控制电路采用驱动芯片TPIC6B595，以控制光带显 示模块电路的色彩，该驱动芯片TPIC6B595除了具有普通74HC595的串入 并出功能外，主要特点是其输出管脚为0D门，其耐压值为V。s为50V，且 每个管脚可提供1。为150mA，则每一个管脚可单独控制一个光带显示模块 电路；驱动板电路上有6块3组驱动芯片TPIC6B595，组成红、黄、绿三 种颜色组，每组可控制16块光带显示模块电路对应的颜色。
所述显示模块驱动电路即驱动板电路，通过IOP双排线与控制板电路 相连接，从控制板电路驱动连接电路输出的各种控制信号输出到驱动板电 路上，驱动板电路根据驱动信号，来输出高低电平控制相应光带显示模块 电路的亮与灭以及点亮与熄灭何种颜色的LED灯管，完成固定道路图形的 显示。
如图6所示，所述光带显示模块电路包括红色LED灯组电路、绿色LED 灯组电路和黄色LED灯组电路；红色LED灯组电路、绿色LED灯组电路和 黄色LED灯组电路是由24VDC供电的三组共阳极电路，其中，值得注意的 是三种颜色的LED灯组电路的限流电阻阻值需要根据总供电直流电压24V 进行测算。
最后应当说明的是以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其 限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技 术人员应当理解依然可以对本发明的具体实施方式
进行修改或者对部分技 术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发 明请求保护的技术方案范围当中。
权利要求
1、一种交通诱导复合屏控制电路，其特征在于该电路包括单片机控制电路、单片机供电电路、单片机复位电路、通讯电路、驱动连接电路、显示模块驱动电路和光带显示模块电路；所述光带显示模块电路包括共阳极的红色LED灯组电路、绿色LED灯组电路和黄色LED灯组电路；其中，所述单片机控制电路电连接分段显示数据设置电路，通过读取分段显示数据设置电路的数值来初始化相应的数据寄存器；所述单片机控制电路电连接通讯电路，用于读取通讯电路接收到的上位机交通信息、并发送经单片机控制电路处理后的文字信息；所述驱动连接电路电连接单片机控制电路，用于将单片机控制电路输出的驱动控制信号增强后输出；所述驱动连接电路电连接显示模块驱动电路，所述显示模块驱动电路电连接光带显示模块电路。
2、 根据权利要求l所述的交通诱导复合屏控制电路，其特征在于所 述单片机控制电路还连接有光带屏亮度采样电路，用于将光带屏亮度采样 电路采集的光带屏光强信息处理后进行光带屏亮度调整。
3、 根据权利要求l所述的交通诱导复合屏控制电路，其特征在于所 述分段显示数据设置电路是一个16位的跳线开关。
4、 根据权利要求l所述的交通诱导复合屏控制电路，其特征在于所 述驱动连接电路包括电源驱动连接电路和数据驱动连接电路；所述显示模块驱动电路包括电源PWM驱动控制电路、RYG显示驱动控 制电路和信号级联控制电路；所述电源驱动连接电路电连接电源P丽驱动控制电路，所述数据驱动 连接电路电连接信号级联控制电路，所述信号级联控制电路电连接RYG显 示驱动控制电路；所述电源P觀驱动控制电路和所述RYG显示驱动控制电路分别电连接 光带显示模块电路。
5、 根据权利要求4所述的交通诱导复合屏控制电路，其特征在于所述电源PWM驱动控制电路采用光耦4N35，以输出稳定的P丽信号；所述数据驱动连接电路采用数据缓冲芯片74HC245,以提高驱动控制 信号的驱动能力；所述电源PWM驱动控制电路釆用双P-CHA丽AL M0SFET芯片SI4948BEY， 以P丽信号作为控制信号控制光带显示模块电路的电源通断；所述信号级联控制电路采用信号驱动中继芯片74HC245，以增强驱动 信号的驱动能力；所述RYG显示驱动控制电路采用驱动芯片TPIC6B595，以控制光带显 示模块电路的色彩。
6、 根据权利要求l所述的交通诱导复合屏控制电路，其特征在于所 述单片机控制电路采用16位单片机MSP430。
7、 根据权利要求l所述的交通诱导复合屏控制电路，其特征在于所 述单片机供电电路采用直流稳压芯片SP1117供电，所述直流稳压芯片 SP1117的输入端和输出端各连接一只接地的滤波电容。
8、 根据权利要求l所述的交通诱导复合屏控制电路，其特征在于所 述单片机复位电路采用集成复位电路芯片SP706R进行复位。
9、 根据权利要求l所述的交通诱导复合屏控制电路，其特征在于所 述通讯电路包括RS232通讯电路和RS485通讯电路，所述RS232通讯电路 采用串行通讯芯片MAX232，所述串行通讯芯片MAX232连接2个COM 口 ； 所述RS485通讯电路采用电平转换芯片SP3485。
全文摘要
本发明提供一种交通诱导复合屏控制电路，该电路包括单片机控制电路、单片机供电电路、单片机复位电路、通讯电路、驱动连接电路、显示模块驱动电路、光带显示模块电路；光带显示模块电路包括红色LED灯组电路、绿色LED灯组电路和黄色LED灯组电路；其中，单片机控制电路电连接分段显示数据设置电路，单片机控制电路电连接通讯电路，用于读取通讯电路接收到的上位机交通信息、并发送经单片机控制电路处理后的文字信息；驱动连接电路电连接单片机控制电路，驱动连接电路电连接显示模块驱动电路，显示模块驱动电路电连接光带显示模块电路。该电路具有电路结构简单实用、功耗低、工作性能稳定的优点。
文档编号G09G3/14GK101436350SQ20081023146
公开日2009年5月20日 申请日期2008年12月22日 优先权日2008年12月22日
发明者余建华, 斌 田 申请人:生茂光电科技股份有限公司