Led導(dǎo)向牌控制器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種LED導(dǎo)向牌控制器。本發(fā)明由供電電路、LED驅(qū)動電路、通信電路、MCU控制電路、揚(yáng)聲器驅(qū)動電路和紅外接收頭電路組成。所述的供電電路包括三端穩(wěn)壓器U7和DC-DC隔離模塊U6。所述的MCU控制電路包括外部振蕩電路、存儲電路、復(fù)位電路、調(diào)試電路和主控芯片U1。所述的LED驅(qū)動電路共有六路。所述的揚(yáng)聲器驅(qū)動電路包括揚(yáng)聲器驅(qū)動芯片U4。所述的紅外接收頭電路包括HL端子。所述的通信電路包括通信芯片U5。本發(fā)明具有本地遙控器遙控功能、RS485遠(yuǎn)程通訊功能、LED模組驅(qū)動、語音播報功能以及工作可靠性高、選擇范圍大、使用壽命長、抗電磁輻射等優(yōu)點(diǎn)。
【專利說明】LED導(dǎo)向牌控制器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于電子信息【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及一種LED導(dǎo)向牌控制器。
【背景技術(shù)】
[0002]目前市場用的控制器導(dǎo)向牌專用控制器結(jié)構(gòu)復(fù)雜、抗EMC性能差，同時隨著市場的變化，急需一種智能化的LED導(dǎo)向牌。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種LED導(dǎo)向牌控制器。
[0004]本發(fā)明由供電電路、LED驅(qū)動電路、通信電路、MCU控制電路、揚(yáng)聲器驅(qū)動電路和紅外接收頭電路組成。
[0005]所述的供電電路包括三端穩(wěn)壓器U7和DC-DC隔離模塊U6 ；電容C15、C16并聯(lián)在DC-DC隔離模塊U6的1、2引腳之間，作為前端濾波電容；電容C14、C13、電阻R63并聯(lián)在DC-DC隔離模塊U6的4、6引腳之間，電容C14、C13作為后端濾波電容，其中隔離模塊U6的I引腳外接12V直流，2引腳和4引腳均接地，所述的DC-DC隔離模塊U6型號為VB1205-1W。
[0006]電容C36、C35并聯(lián)在三端穩(wěn)壓器U7的1、2引腳之間，作為前端濾波電容，電容C34、C33并聯(lián)在三端穩(wěn)壓器U7的2、3引腳之間，作為后端濾波電容；三端穩(wěn)壓器U7的I引腳依次通過電阻R64和二極管D4外接到12V直流，三端穩(wěn)壓器U7的2引腳接地；所述的三端穩(wěn)壓器U7型號為LM7805。
[0007]所述的MCU控制電路包括外部振蕩電路、存儲電路、復(fù)位電路、調(diào)試電路和主控芯片U1。
[0008]所述的外部振蕩電路由15.360MHz的晶體振蕩器Xl和電容C19、C20組成。
[0009]所述的存儲電路包括存儲芯片U3和上拉電阻R51、R52、R53 ;存儲芯片U3的5、6、7引腳通過上拉電阻R53、R52、R51接電源VCC，存儲芯片U3的5、6、7引腳同時接主控芯片Ul的4、2、3引腳；存儲芯片U3的1、2、3、4引腳接地；所述的主控芯片Ul的型號為R8C/24，存儲芯片U3型號為AT24C02。
[0010]所述的LED驅(qū)動電路共有六路，每路中有兩根信號線與主控芯片Ul的I/O連接，其中一根是驅(qū)動信號線，另一根是采樣信號線。
[0011]驅(qū)動信號線控制三極管的導(dǎo)通與截止，其中三極管的集電極連接到MOS管的柵極，柵極電壓為串聯(lián)電阻R4、R5的分壓電壓。
[0012]采樣信號線采樣MOS管的源極電壓，經(jīng)由低通濾波電路返回。
[0013]所述的揚(yáng)聲器驅(qū)動電路包括揚(yáng)聲器驅(qū)動芯片U4，揚(yáng)聲器驅(qū)動芯片U4的3引腳、7引腳接VCC電源，14引腳接地GND。揚(yáng)聲器驅(qū)動芯片U4的5引腳與6引腳分別接喇叭端子SPEAKER的1、2端和3、4端，用于外接8 Ω喇叭。揚(yáng)聲器驅(qū)動芯片U4的U4的4引腳接電容C25到地GND。揚(yáng)聲器驅(qū)動芯片U4的2、1、12、15引腳與別與主控芯片Ul的13、14、18、17引腳連接，揚(yáng)聲器驅(qū)動芯片U4的8、16引腳與主控芯片Ul的15、16引腳連接。所述的揚(yáng)聲器驅(qū)動芯片U4的型號為YX5P055。
[0014]所述的紅外接收頭電路包括HL端子，用于外接KSM603CM紅外接收頭及指示LED，HL端子的I引腳接VCC電源，2引腳接地，3引腳與主控芯片Ul的21引腳連接，4引腳與VCC連接、5引腳與主控芯片Ul的30引腳連接、6引腳與主控芯片Ul的31引腳連接。
[0015]所述的通信電路包括通信芯片U5，通信芯片U5的I引腳接VCC，3、7、8引腳接地GND, 4引腳為接收使能，允許芯片接收數(shù)據(jù)。5引腳為驅(qū)動器輸出使能，當(dāng)其被主控芯片Ul的22引腳控制為高電平時，允許發(fā)送驅(qū)動器工作，反之，則禁止發(fā)送驅(qū)動器工作。通信芯片U5的3、6引腳與主控芯片Ul的23、24引腳連接，實(shí)現(xiàn)通信芯片U5與主控芯片Ul的串行通訊的數(shù)據(jù)讀寫控制。電阻R56為通信芯片U5的6引腳的上拉電阻，3引腳由電阻R58下拉到地GND，3引腳并接有濾波電容C28。通信芯片U5的5引腳由電阻R57下拉到地GND，默認(rèn)狀態(tài)下，通信芯片U5禁止輸出，當(dāng)該引腳被主控芯片Ul拉高時，允許輸出。電容C27為通信芯片U5電源VCC的濾波電容。通信芯片U5的16引腳接隔離電源SVCC，15、9、10引腳接隔離電源的地SGND。通信芯片U5的12、13引腳分別與485接線端子的1、2引腳連接。所述的通訊電路主芯片U5型號為IS03082。
[0016]本導(dǎo)向牌控制器具有本地遙控器遙控功能、RS485遠(yuǎn)程通訊功能、LED模組驅(qū)動、語音播報功能以及工作可靠性高、選擇范圍大、使用壽命長、抗電磁輻射等優(yōu)點(diǎn)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為圖1中的供電電路結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3為圖1中的MCU周邊電路結(jié)構(gòu)示意圖；
圖4為圖1中的LED模組驅(qū)動電路結(jié)構(gòu)示意圖；
圖5為圖1中的揚(yáng)聲器驅(qū)動電路結(jié)構(gòu)示意圖；
圖6為圖1中的紅外接收頭電路結(jié)構(gòu)示意圖；
圖7為圖1中的通訊電路結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0018]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進(jìn)一步說明。
[0019]如圖1所示，本發(fā)明以驅(qū)動LED模組為光源的圖象顯示，實(shí)現(xiàn)本地遙控器遙控、RS485遠(yuǎn)程通訊、語音播報多功能導(dǎo)向牌的控制器產(chǎn)品。
[0020]六組LED模組受控于控制器，由LED驅(qū)動電路驅(qū)動，語音芯片受單片機(jī)控制用于驅(qū)動揚(yáng)聲器，根據(jù)不同的顯示圖象播放預(yù)錄語音，并對播放音量可調(diào)。單片機(jī)控制通訊芯片，實(shí)現(xiàn)控制器與上位機(jī)進(jìn)行RS485通訊。在同一屏敝雙絞線上，控制器地址可從I到254，通訊波特率9.6kBPS,最大通訊距離1000米?？刂破鹘泳€端接紅外線遙控接收頭,可實(shí)現(xiàn)8米內(nèi)本地遙控操作。
[0021]整個電子組件板安裝在鋁合外殼內(nèi)部，可以有效提高抗對講機(jī)等設(shè)備的電磁輻射的EMC性能?？刂破麝P(guān)鍵電子器件均采用工業(yè)級產(chǎn)品，確保控制器在室外環(huán)境中可靠工作。
[0022]如圖2所示，POWER外接DC12V供電，壓敏電阻VARl進(jìn)行浪涌過壓保護(hù)，保護(hù)電壓56V。高壓瓷介電容C37用于抑制、消除高頻干擾。D4 二極管用于U6隔離電源、U7三端穩(wěn)壓器兩個電源工作模塊之間的隔斷。R64是15歐姆2瓦的限流電阻，防止U7的LM7805工作電流過高。C36、C35是LM7805的前端濾波電容，C34、C33是LM7805的后端VCC(DC5V)的濾波電容。C15、C16是隔離DC-DC模塊VB1205-1W的前端濾波電容，C14、C13為通訊隔離電源的后端濾波電容。VB1205-1W為通訊電路提供DC5V隔離電源，R63則是470歐姆的假負(fù)載，用于平穩(wěn)SVCC的通訊電源。
[0023]如圖3所示，外部振蕩電路由15.360MHz的晶體振蕩器及兩個30pF的NPO高精度電容組成。調(diào)試口 SI用于程序燒寫，I腳接MCU的28腳TXDl，2腳接MCU的29腳RXDl，3腳接MCU的MODE并由5.1kQ的R49上拉。4腳接地。數(shù)據(jù)存儲電路用于儲存程序確定的數(shù)據(jù)，與MCU為I2C總線連接。U3是AT24C02，8腳接VCC, 4腳接地GND0 I至3腳接地GND,則為拉低電平，表示器件固定可編程地址。U3的7腳與MCU的P3_3連接并由R51的IOK電阻上拉，AT24C02的7腳為WP，即為數(shù)據(jù)寫保護(hù)。高電平時，MCU只能對其進(jìn)行讀操作，當(dāng)WP為低電平時，MCU可對U3進(jìn)行讀寫操作。U3的6腳接MCU的2腳SCL連接，SCL為I2C的時鐘線。U3的5腳接與MCU的4腳SDA連接，SDA為I2C的數(shù)據(jù)線。時鐘線、數(shù)據(jù)線由R52、R53兩個IOk電阻上拉，為規(guī)定接法。復(fù)位芯片U2是MCP103實(shí)現(xiàn)MCU的上電復(fù)位。
[0024]如圖4所示，LED模組驅(qū)動電路由六個電路結(jié)構(gòu)相同的電路組成，以LEDl外接一路LED燈進(jìn)行說明。該電電路主開關(guān)器件為Ql的IRF540N，當(dāng)Tl的9013截止時，Ql的柵極電壓為R4、R5的分壓電壓，為11V。當(dāng)Ql柵極為IlV時，IRF540N可驅(qū)動電流可達(dá)10安培。Cl為濾波電容，消除Ql柵極的干攏。Ql控制端柵極受Tl的9013控制，當(dāng)Tl導(dǎo)通時，Tl柵極被拉低，IRF540N關(guān)斷。反之則打開。Tl的9013基極受MCU標(biāo)號為LED OUTl的52腳控制，當(dāng)MCU的52腳為低電平時，Tl截止，當(dāng)MCU的52腳為高電平時，Tl導(dǎo)通。Rl、R2分壓4V可保證Tl導(dǎo)通可靠。R3為限流電阻，防止Tl基極電流過大。Ql的IRF540N驅(qū)動主回路上的R6、R7為采樣電阻，采樣信號經(jīng)R8與C2組成的低通濾波電路送至MCU標(biāo)號為LED ADINl 的 51 腳。
[0025]如圖5所示，揚(yáng)聲器驅(qū)動主芯片為U4的YX5P055，U4的3腳、7腳接VCC電源，14腳接地GND。5腳與6腳分別接SPEAKER的1、2端和3、4端，用于外接8 Ω喇叭。U4的4腳按芯片資料規(guī)定外接IOOnF電容到地GND。U4的2、1、12、15腳與別與標(biāo)號為YX5P UKUYX5PUK2、YX5P UK3、YX5P UK4的MCU第13、14、18、17腳連接，MCU通過拉低相應(yīng)端口的電平來控制U4的5、6腳輸出相應(yīng)的預(yù)錄語音。U4的8、16腳與標(biāo)號為YX5P SCL、YX5P DSA的MCU第15、16腳連接，通過MCU端口電平拉低次數(shù)來控制YX5P055的輸出音量。C23、C24為U4的芯片供電濾波電容，確保芯片供電的平穩(wěn)。
[0026]如圖6所示，HL端子用于外接KSM603CM紅外接收頭及指示LED，HL的I腳為VCC，2腳為地GND，3腳與MCU的21腳連接。MCU通過讀該引腳的信號來判別遙控器發(fā)出的指令。HL端子的4、5、6用于連接內(nèi)部指示燈，4腳與VCC連接、5腳與MCU的30腳連接、6腳與MCU的31腳連接。
[0027]如圖7所示，通訊電路主芯片U5采用了 IS03082，該芯片為半雙工RS485通訊芯片，內(nèi)部高壓隔離可達(dá)4kV。U5的I腳接VCC，3、7、8腳接地GND。4腳為接收使能，允許IS03082接收數(shù)據(jù)。5腳為驅(qū)動器輸出使能，當(dāng)其被MCU的22腳控制為高電平時，允許發(fā)送驅(qū)動器工作，反之，則禁止發(fā)送驅(qū)動器工作。U5的3、6腳與MCU的23、24腳連接，實(shí)現(xiàn)IS03082與M⑶的串行通訊的數(shù)據(jù)讀寫控制。R56是U5的6腳的上拉電阻，3腳由R58下拉到地GND，3腳并接有15pF濾波電容C28，提高讀數(shù)據(jù)可靠。U5的5腳由R57下拉到地GND，默認(rèn)狀態(tài)下，IS03082禁止輸出，當(dāng)該管腳被MCU拉高時，允許輸出。C27為U5電源VCC的濾波電容。U5的16腳接隔離電源的SVCC，15、9、10腳接隔離電源的地SGND。IS03082的12,13腳分別與485接線端子的1、2腳連接，是芯片的接收器輸入和驅(qū)動器輸出、接收器反向輸入和驅(qū)動器反向輸出引腳。RS485信號米用A、B兩線差動傳輸，即VA大于VB0.2V時，表示為1，當(dāng)VB大于VA0.2V表示為O。D1、D2、D3為雙向ESD管，保護(hù)電壓為8V。R59、R60、R61為RS485通訊雙絞屏閉線的阻抗匹配電阻，在必要時選擇性焊接。C30、C31濾波電容，過濾A、B引腳上的干擾波，提高穩(wěn)定性能。C29為U5通訊芯片隔離端的電源濾波電容。485接線端的3腳用于外接雙絞屏閉地線，內(nèi)部R62與C32提高接地可靠、防干擾的作用。
【權(quán)利要求】
1.LED導(dǎo)向牌控制器，由供電電路、LED驅(qū)動電路、通信電路、MCU控制電路、揚(yáng)聲器驅(qū)動電路和紅外接收頭電路組成，其特征在于: 所述的供電電路包括三端穩(wěn)壓器U7和DC-DC隔離模塊U6 ；電容C15、C16并聯(lián)在DC-DC隔離模塊U6的1、2引腳之間，作為前端濾波電容；電容C14、C13、電阻R63并聯(lián)在DC-DC隔離模塊U6的4、6引腳之間，電容C14、C13作為后端濾波電容，其中隔離模塊U6的I引腳外接12V直流，2引腳和4引腳均接地，所述的DC-DC隔離模塊U6型號為VB1205-1W ； 電容C36、C35并聯(lián)在三端穩(wěn)壓器U7的1、2引腳之間，作為前端濾波電容，電容C34、C33并聯(lián)在三端穩(wěn)壓器U7的2、3引腳之間，作為后端濾波電容；三端穩(wěn)壓器U7的I引腳依次通過電阻R64和二極管D4外接到12V直流，三端穩(wěn)壓器U7的2引腳接地；所述的三端穩(wěn)壓器U7型號為LM7805 ； 所述的MCU控制電路包括外部振蕩電路、存儲電路、復(fù)位電路、調(diào)試電路和主控芯片Ul ； 所述的外部振蕩電路由15.360MHz的晶體振蕩器Xl和電容C19、C20組成； 所述的存儲電路包括存儲芯片U3和上拉電阻R51、R52、R53 ;存儲芯片U3的5、6、7引腳通過上拉電阻R53、R52、R51接電源VCC，存儲芯片U3的5、6、7引腳同時接主控芯片Ul的4、2、3引腳；存儲芯片U3的1、2、3、4引腳接地；所述的主控芯片Ul的型號為R8C/24，存儲芯片U3型號為AT24C02 ； 所述的LED驅(qū)動電路共有六路，每路中有兩根信號線與主控芯片Ul的I/O連接，其中一根是驅(qū)動信號線，另一根是采樣信號線； 驅(qū)動信號線控制三極管的導(dǎo)·通·與截止，其中三極管的集電極連接到MOS管的柵極，柵極電壓為串聯(lián)電阻R4、R5的分壓電壓； 采樣信號線采樣MOS管的源極電壓，經(jīng)由低通濾波電路返回； 所述的揚(yáng)聲器驅(qū)動電路包括揚(yáng)聲器驅(qū)動芯片U4，揚(yáng)聲器驅(qū)動芯片U4的3引腳、7引腳接VCC電源，14引腳接地GND ;揚(yáng)聲器驅(qū)動芯片U4的5引腳與6引腳分別接喇叭端子SPEAKER的1、2端和3、4端，用于外接8 Ω喇叭；揚(yáng)聲器驅(qū)動芯片U4的U4的4引腳接電容C25到地GND ;揚(yáng)聲器驅(qū)動芯片U4的2、1、12、15引腳與別與主控芯片Ul的13、14、18、17引腳連接，揚(yáng)聲器驅(qū)動芯片U4的8、16引腳與主控芯片Ul的15、16引腳連接；所述的揚(yáng)聲器驅(qū)動芯片U4的型號為YX5P055 ； 所述的紅外接收頭電路包括HL端子，用于外接KSM603CM紅外接收頭及指示LED，HL端子的I引腳接VCC電源，2引腳接地，3引腳與主控芯片Ul的21引腳連接，4引腳與VCC連接、5引腳與主控芯片Ul的30引腳連接、6引腳與主控芯片Ul的31引腳連接； 所述的通信電路包括通信芯片U5，通信芯片U5的I引腳接VCC，3、7、8引腳接地GND，4引腳為接收使能，允許芯片接收數(shù)據(jù)；5引腳為驅(qū)動器輸出使能，當(dāng)其被主控芯片Ul的22引腳控制為高電平時，允許發(fā)送驅(qū)動器工作，反之，則禁止發(fā)送驅(qū)動器工作；通信芯片U5的·3、6引腳與主控芯片Ul的23、24引腳連接，實(shí)現(xiàn)通信芯片U5與主控芯片Ul的串行通訊的數(shù)據(jù)讀寫控制；電阻R56為通信芯片U5的6引腳的上拉電阻，3引腳由電阻R58下拉到地GND，3引腳并接有濾波電容C28 ;通信芯片U5的5引腳由電阻R57下拉到地GND，默認(rèn)狀態(tài)下，通信芯片U5禁止輸出，當(dāng)該引腳被主控芯片Ul拉高時，允許輸出；電容C27為通信芯片U5電源VCC的濾波電容；通信芯片U5的16引腳接隔離電源SVCC，15、9、10引腳接隔離電源的地SGND ;通信芯片U5的12、13引腳分別與485接線端子的1、2引腳連接；所述的通訊電路主芯片U5型號為IS0 3082。
【文檔編號】G05B19/04GK103713538SQ201410007460
【公開日】2014年4月9日 申請日期:2014年1月6日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月6日
【發(fā)明者】曹晨寅, 廖宜山 申請人:杭州柏年光電標(biāo)飾有限公司