安全看板顯示系統設計開題報告

1、<p>　　安全看板顯示系統設計與實現</p><p><b>　　1 題目來源</b></p><p>　　看板管理是企業(yè)管理的一種有效方式，它通過把看板這個管理信息平臺，將工作的內容、目標、要求等要素可視化、直觀化、直白化和陽光化，強化工作責任和管理溝通、既可以防止工作遺忘及疏忽大意、又可以減少翻看資料、多余問答等浪費時間，更可以增強生產、工作的透明度

2、，便于相互知曉、相互監(jiān)督、相互促進落實。</p><p>　　看板也成為工廠流水線常用的工具。隨著機械化、自動化，我們需要一種更安全的顯示系統，不僅生產工人可以操作，連不熟悉的人員也可以通過安全看板顯示了解生產的情形，知道生產是否安全等。經指導老師同意，確定了此畢業(yè)設計的題目。</p><p>　　2 研究目的和意義</p><p>　　將看板顯示用在生產上，可以

3、使人們更加安全的進行生產，同時也提高了效率。目前市場上看板管理有很多，通過看板管理可制止過量生產，從而徹底消除在產品過量的浪費以及由之衍生出來的種種間接浪費；還可使產生次品的原因和隱藏在生產過程中的問題及不合理成份充分暴露出來。通過問題的徹底改善活動，徹底消除引起成本增加的種種浪費，實現生產過程的合理性、高效性和靈活性。對生產工人來說，很合理、方便，但對于不熟悉的人員來講，不知道什么時候是安全生產，什么時候是不安全；也不知道生產數量，生

4、產的質量等，這將不利于科學的生產運作。隨著工廠的擴大，工作的多樣化，每個人監(jiān)管的范圍擴大，安全看板顯示系統是很有必要的。在利用簡單的點陣屏，通過驅動來控制顯示屏，及時將生產過程中的信息顯示在屏幕上，讓生產工人一目了然，生產過程也清清楚楚，生產數量、生產質量以及生產過程中缺少什么零件，需要補充才可以繼續(xù)生產等都清楚明白的顯示在屏幕上。</p><p>　　實現這些顯示內容的更新主要是通過連接著的驅動，控制板將機床上

5、的數據不斷更新顯示在屏幕上，已達到安全生產，減少工人的工作量，提高工作效率。</p><p>　　3 閱讀的主要參考文獻及資料名稱</p><p>　　[1]《單片微型計算機原理及應用》 胡乾斌等 華中科技大學出版社</p><p>　　[2]《電路與模擬電子技術》 高玉良等 高等教育出版社</p><p>　　[3]《數字邏輯與數

6、字系統》 王永軍等 電子工業(yè)出版社</p><p>　　[4]《常用電子元件及應用》 陳永莆等 人民郵電出版社</p><p>　　[5]《51系列單片機設計實例》 樓然苗等 北京航空航天大學出版社</p><p>　　[6]《單片機的C語言應用程序設計》 馬忠梅等 北京航空航天大學出版社</p><p>　　[7]《MCS-

7、51系列單片機系統原理與設計》 蘇凱等 冶金工業(yè)出版社</p><p>　　[8]《8051單片機實踐與應用》 沈慶陽等 清華大學出版社</p><p>　　[9]《單片機C語言編程與實例》 趙亮等 人民郵電出版社</p><p>　　[10]《C語言程序設計》(第二版) 譚浩強著 清華大學出版社</p><p>　　[11]

8、《嵌入式C語言程序設計--使用MCS-51》 侯振鵬改編 人民郵電出版社</p><p>　　[12]《單片機原理及接口技術》 梅麗鳳等 清華大學出版社 </p><p>　　4 國內外現狀和發(fā)展趨勢與研究的主攻方向</p><p>　　目前我國顯示看板行業(yè)發(fā)展較快，具有規(guī)模大、產品品種多的特點，隨著行業(yè)產品水平與國際差距的不斷縮短及國內市場的強勁發(fā)展，市場需

9、求日益增加。</p><p>　　看板的本質是在需要的時間，按需要的量對所需零部件發(fā)出生產指令的一種信息媒介體，而實現這一功能的形式可以是多種多樣的。</p><p>　　LED顯示看板作為訊息傳播媒介，應用日趨多元，自單色、雙色走向全彩顯示后，色彩精準度、解析度、畫素密度，與畫面更新率等顯示規(guī)格逐年向上發(fā)展，LED驅動系統復雜度亦隨之提升，LED驅動IC規(guī)格要求連帶趨于嚴格。</p

10、><p>　　以LED色彩精準度為例，因應全彩顯示應用，LED驅動IC必須對RGB三色LED分別輸出不同幅度的恒定電流(cONstant current)，以獲得最佳白平衡(white balance)色彩表現，傳統用于單色、雙色LED看板等色彩精準度要求低、成本也較低的定電壓(constant voltage) LED驅動架構已不符需求。</p><p>　　此外，伴隨LED長期使用發(fā)生的光

11、衰現象，LED驅動IC具備個別LED畫素數位點校正功能，亦是IC設計業(yè)者塑造產品差異化方向。</p><p>　　隨動態(tài)畫面播出品質要求提升，畫面更新率(frame. rate)需提升速度與之配合。 唯傳統由主端控制器(host controller)以脈沖寬度調變(Pulse WIDTh Modulation；PWM)統一發(fā)送畫面時序資訊做法，對主端控制器運算負荷將隨更新速度加快而提升。</p>

12、<p>　　安全看板顯示系統的主攻方向是：顯示驅動板，通過串口連接的PC機，將機床的數據傳給LED。及時準確的更新數據以及存儲數據。</p><p>　　5 主要研究內容、需重點研究的關鍵問題及解決思路</p><p>　　5.1 系統的基本組成</p><p>　　近年來，隨著單片機技術的成熟和發(fā)展，給工業(yè)生產控制帶來了很多方便，不用很專業(yè)，通過顯示

13、就可以知道生產的進度情況，也不用檢測就可以知道生產是否合格等。</p><p>　　本系統由LED顯示屏、顯示驅動板、CPU、存儲器、蜂鳴器、輸入輸出接口、復位電路等組成。</p><p>　　LED主要用來將接收到的數據顯示出來，方面快捷的查看；</p><p>　　存儲器可以將機床提供的數據儲存起來，如不需要更新數據時；</p><p>

14、　　蜂鳴器用來提示、警告；</p><p><b>　　其總體模塊圖如下：</b></p><p>　　圖1 安全看板系統總體模塊圖</p><p>　　5.2 主要研究的內容</p><p>　　LED數碼管的顯示；</p><p>　　IC芯片對蜂鳴器的控制；</p><

15、p>　　C8051F340芯片的功能；</p><p>　　控制板對接收到的數據進行控制；</p><p>　　5.3 安全看板顯示系統的基本功能</p><p><b>　　輸入輸出功能；</b></p><p><b>　　三維機通信功能‘</b></p><p>

16、;<b>　　LED顯示功能‘</b></p><p><b>　　數據存儲功能；</b></p><p>　　蜂鳴器提示警告功能；</p><p><b>　　復位功能；</b></p><p><b>　　電源開關功能。</b></p>

17、<p>　　根據系統設計思想，本模塊的總體功能圖如下：</p><p>　　圖2 安全看板顯示系統功能圖</p><p>　　5.4 重點研究的關鍵問題及解決思路</p><p>　　在本系統的開發(fā)過程中主要研究解決以下關鍵問題及解決思路：</p><p>　　輸入輸出問題。因為數據來源于實際生產過程中機床產生的數據，由于實驗室條

18、件有限，只能用PC機模擬產生數據，通過總線傳送給控制驅動板；</p><p>　　數據更新與存儲功能。一般情況是LED顯示屏上顯示的是當前生產狀況，但有時要求將機床的數據存儲起來，而不是立即更新，因此用存儲器將數據儲存起來，還有一個功能就是可以將一段時間內產生的數據保存以供備用；</p><p>　　數據傳輸功能。通過I2C總線進行數據傳輸；</p><p>　　使

19、用電源的安全問題。由于系統的電源是交流220V，如不注意很容易傷及調試人員。電源應該作為單獨的模塊進行調試；</p><p>　　顯示問題。通過橫向2個8*8的點陣顯示與縱向8個8*8的點陣顯示輸出，縱向可以用三-八譯碼器進行控制。 </p><p>　　實際工作流程圖如下： </p><p>　　圖3 實際工作流程圖</p><p>　　

20、模擬工作流程圖如下：</p><p><b>　　圖4模擬工作流程圖</b></p><p>　　6 完成畢業(yè)設計所需要的工作條件及解決方法</p><p>　　需要一些有關單片機方面的參考書籍及有關看板管理設計實例。理論與實踐結合，設計出符合實際需要的安全看板顯示系統。還需要一些電子元件及IC芯片，同時還需要一臺編程器、燒錄器等，以及制作過程

21、中所必須的電烙鐵、萬用電路板、萬用表、錫絲等工具。大部分元件已購買，并做了大量的焊錫、測試工作。</p><p>　　還需要一些開發(fā)軟件（包括繪制電路圖軟件、下載燒錄軟件等），以及電腦一臺，以完成系統的整體調試。</p><p>　　7 工作的主要階段、進程與時間安排</p><p>　　2月01號——2月22號 實踐調查確定課題</p>&l

22、t;p>　　2月23號——4月05號 收集相關書籍資料</p><p>　　4月06號——4月15號 設計電路和編寫程序代碼</p><p>　　4月16號——4月26號 搭建電路調試程序</p><p>　　4月27號——4月29號 繪制電路圖及PCB圖并制作電路板</p><p>　　5月01號——5