雷達(dá)測(cè)速儀的LED改進(jìn)設(shè)計(jì)范文

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《信息化研究雜志》2014年第二期

1系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

雷達(dá)測(cè)速儀輸出的速度信息為2個(gè)七段數(shù)碼管段碼信息，共14根，如果采用線纜連接方式，會(huì)給系統(tǒng)的安裝帶來(lái)很大麻煩。因此，在本系統(tǒng)中，采用無(wú)線模塊nRF24L01進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，極大地簡(jiǎn)化了系統(tǒng)的安裝工作。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖3所示。發(fā)送端由STC89C52RC單片機(jī)、電平轉(zhuǎn)換芯片ADG3300、雷達(dá)測(cè)速儀、供電單元和無(wú)線模塊nRF24L01組成。雷達(dá)測(cè)速儀的十位和個(gè)位led的電平信息經(jīng)電平轉(zhuǎn)換后，送至STC89C52RC單片機(jī)。單片機(jī)對(duì)其進(jìn)行查表處理，獲取速度信息，再經(jīng)無(wú)線模塊nRF24L01發(fā)送出去。發(fā)送端電源取自雷達(dá)測(cè)速儀，實(shí)測(cè)其電壓輸出為8V，通過(guò)3片CW117進(jìn)行穩(wěn)壓后，分別獲得5V、3．3V和2．5V供各模塊使用。接收端由STC89C52RC單片機(jī)、緩沖芯片74HC245、大點(diǎn)陣LED顯示屏、供電單元和無(wú)線模塊nRF24L01組成。單片機(jī)通過(guò)無(wú)線模塊nRF24L01接收到的速度信息，通過(guò)緩沖芯片74HC245驅(qū)動(dòng)大點(diǎn)陣LED顯示屏實(shí)時(shí)顯示速度信息。供電單元的穩(wěn)壓芯片CW117和無(wú)線模塊nRF24L01應(yīng)用較為廣泛。

1.1電平轉(zhuǎn)換在系統(tǒng)開(kāi)發(fā)過(guò)程中，測(cè)試?yán)走_(dá)測(cè)速儀的十位LED段碼高電平為2．2V，個(gè)位LED段碼高電平為3．3V，而STC89C52RC單片機(jī)的工作電壓為5V，因此，為了保證接口邏輯電平的兼容性，必須進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換。電平轉(zhuǎn)換芯片為ADG3300，該芯片是AD公司推出的一款8通道雙向電平轉(zhuǎn)換器，工作電壓從1．15～5．5V［5］。電平轉(zhuǎn)換電路如圖4所示。A口接LED段碼，VCCA為A口的參考電壓，對(duì)于十位LED，VCCA為2．5V，而對(duì)于個(gè)位LED，VCCA為3．3V。Y口接單片機(jī)I／O端口，在本系統(tǒng)中單片機(jī)工作電壓為5V，因此，VCCY為5V。

1.2大點(diǎn)陣LED顯示屏大點(diǎn)陣LED顯示屏的基本單元為市售LED廣告屏模塊，由32×16個(gè)LED點(diǎn)陣組成，可根據(jù)實(shí)際需要，將多個(gè)LED廣告屏模塊組成任意大小的LED顯示屏。LED廣告屏模塊的引腳為2×7雙排針，其中P1為OE，OE為高時(shí)打開(kāi)顯示，為低時(shí)關(guān)閉顯示；P2為A；P4為B；P6為NC，P8為CLK；P10為L(zhǎng)AT；P12為RD；其余為GND。其顯示方式為串行掃描控制方式，每個(gè)LED廣告屏模塊由16片74HC595控制，如圖5所示。UR1－UR4控制第1～4行的128個(gè)LED，其中，UR1的Q0～Q7對(duì)應(yīng)1～4行的第1～8個(gè)LED陽(yáng)極，UR2的Q0～Q7對(duì)應(yīng)1～4行的第9～16個(gè)LED陽(yáng)極，依此類推。A和B為行選通信號(hào)，當(dāng)［B∶A］＝“00”時(shí)，選通第1、5、9、13行；當(dāng)［B∶A］＝“01”時(shí)，選通第2、6、10、14行；當(dāng)［B∶A］＝“10”時(shí)，選通第3、7、11、15行；當(dāng)［B∶A］＝“11”時(shí)，選通第4、8、12、16行。在本系統(tǒng)中，共選用了9個(gè)LED廣告屏模塊，如圖6所示。模塊排列成3×3陣列形式，每行的3個(gè)模塊首尾串接，共用1根串行數(shù)據(jù)線，其余CLK、LAT、A、B、OE為共用控制線。在清楚LED廣告屏模塊的顯示控制方式后，即可編寫(xiě)其顯示程序。先將LAT拉低，在每個(gè)CLK的上升沿，將顯示數(shù)據(jù)從RD串行移位輸入，所有數(shù)據(jù)輸入完成后，拉高LAT將所有串行數(shù)據(jù)并行輸出到Q端即完成1次掃描。如果檢測(cè)到車輛超速，例如速度大于25km／h時(shí)，可將OE周期性拉高、拉低，從而達(dá)到LED屏的閃爍效果。

2應(yīng)用程序設(shè)計(jì)

應(yīng)用程序包括單片機(jī)程序和PC端的LED點(diǎn)陣取模軟件。接收端單片機(jī)程序主要包括無(wú)線模塊nRF24L01驅(qū)動(dòng)程序和大點(diǎn)LED顯示函數(shù)Delay（）；發(fā)送端單片機(jī)程序主要包括無(wú)線模塊nRF24L01驅(qū)動(dòng)程序和LED段碼解碼函數(shù)Get＿speed（）。PC端LED點(diǎn)陣取模軟件用VisualBasic6．0編制，采用復(fù)選框點(diǎn)陣模擬LED點(diǎn)陣，勾選復(fù)選框表示該點(diǎn)點(diǎn)亮，不勾選復(fù)選框表示該點(diǎn)關(guān)閉。另外，該取模軟件還支持直接對(duì)BMP圖片進(jìn)行取模，將要取模的32×48像素的位圖載入圖片框控件中，點(diǎn)擊反向轉(zhuǎn)換，再點(diǎn)擊轉(zhuǎn)換，即可輸出對(duì)應(yīng)的顯示數(shù)據(jù)，可直接用于單片機(jī)程序中。

3系統(tǒng)測(cè)試

系統(tǒng)調(diào)試采用分模塊調(diào)試的方法，分別完成大點(diǎn)陣LED顯示模塊、nRF24L01通信模塊和速度信息提取模塊調(diào)試，最后將各模塊集成調(diào)試，系統(tǒng)運(yùn)行效果如圖7所示。圖中，左邊為CS－10型雷達(dá)測(cè)速儀，右邊為大點(diǎn)陣LED顯示屏。

4結(jié)束語(yǔ)

文章介紹了一種CS－10型雷達(dá)測(cè)速儀的大點(diǎn)陣LED顯示改進(jìn)設(shè)計(jì)方法，并設(shè)計(jì)了硬件系統(tǒng)進(jìn)行驗(yàn)證。硬件系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)結(jié)果表明，該改進(jìn)設(shè)計(jì)方法切實(shí)可行，在現(xiàn)有裝備的基礎(chǔ)上，通過(guò)適當(dāng)?shù)能浻布?jí)，實(shí)現(xiàn)了大點(diǎn)陣顯示和超速提醒功能，具有一定的實(shí)用價(jià)值。

作者：周新發(fā)鄭嘉平馬祖發(fā)李玉嶺魏厚剛張開(kāi)鋒單位：中國(guó)人民解放軍75576部隊(duì)國(guó)防科技大學(xué)ATR實(shí)驗(yàn)室