基于PIC16F73的广告窗控制系统开发

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ＬＥＤ点阵显示屏
接口电路．能够很容易地根据ＬＥＤ点阵显示屏的宽 度进行扩充。 ＰＩＣｌ６Ｆ７３支持在线编程技术．将需显示字符的
点阵信息存储在单片机的ｎａｓｈ Ｒｏｍ指定区域内．
主要包括站台名称、年、月、日、星期、一二三四五六 天等汉字，数字０。９．温度单位符号℃、相对湿度符 号％、时间分隔符号“：”，其中汉字采用１６×１６点阵 方式存储，点亮用二进制位１表示。不亮用０表示， 一个汉字占用３２字节．ＬＥＤ点阵显示屏一行能显示 １０个汉字，数字和符号采用１６×８点阵格式，占用１６ 字节，显示屏上２位数字与１个汉字宽度相等。 ２．２语音接口电路 语音播报功能使站台广告窗更加人性化．方便 盲人出行。系统采用语音芯片ＩＳＤ４００４—８Ｍ．能记录
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目前城市公交站台、街道边一般设有广告窗， 也称为广告灯箱或广告牌．其结构一般为广告窗顶 部显示地名，展示窗中为广告宣传画，形式简单．所 显示的信息有限［１＿２］：如果采用Ｐｃ机带大型的ＬＣＤ 显示屏．或带移动ＧＳＭ网络来播放广告视频【３】．由 于公交站台广告窗一般在室外，安装位置较低．无 人看管。广告窗价格过于昂贵．维护和安全得不到 保障．限制了应用空间。本文在目前传统站台广告 窗的结构基础上．开发了一种广告窗控制系统．该 控制系统能使广告窗更加人性化和智能化．表现效
收稿日期：２０１０—ｌｌ一２４：修订日期：２０ｌＯ一１２—２７
果更好，成本低廉，具有推广应用价值。
１
广告窗的外形结构和功能
广告窗外形结构如图ｌ所示．顶部采用ＬＥＤ点
阵显示屏，循环显示站台名、温度、湿度、时间等信 息；中部安装有超声波接近开关．检测到有人靠近 时．扬声器便对显示屏上的信息进行定时播报．能方 便盲人出行。ＬＥＤ点阵显示屏下方是滚动展示的广 告宣传画，考虑到安全和成本，直接采用ｊ亩ｉ布形式， 超声波接近开关检测到有人靠近时．广告画每５ｍｉｎ
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３系统软件设计
系统软件采用ＣＣＳ ＰＩＣＣ Ｃ语言结合Ｍｉ— ｃ玎Ｄｃｈｉｐ公司的Ｍｐｌａｂ ＩＤＥ开发。控制系统软件分为 ２部分：定时中断服务程序和主程序。
图４实时时钟接口电路
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作者简介：袁海兵（１９７７一），男，硕士，讲师，研究方向为测试与控制技术。
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翻转一次．采用步进电机驱动。根据控制系统内部 时钟．广告窗内置灯管能自动打开和关闭照明。系 统采用Ｍｉｃｍｃｈｉｐ公司的ＰＩＣｌ６Ｆ７３单片机控制，广 告窗控制系统功能如图２所示。
进入时钟校准功能，通过按键“卜”“＿＋”选择年、月、 日、小时、分钟、秒等功能，通过按键“ｔ“‘ｊ，”进行
数值的大小修正。
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ｓＤ２４０５ＡＰＩ ＶＤＤ
的时钟芯片．按不同月份控制灯管的开启和关闭．地 区不同．灯管开启时间存在差异．利用键盘可自行进 行设置。照明控制采用ＰＩＣｌ６Ｆ７３单片机ＲＢ７引脚
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连。温度测量范围：（’４０～１２３．８）℃，精度：±０．９℃，湿 度测量范围：（０～１００）％ＲＨ，精度：±３％ＲＨ，能够满 足广告窗室外温度和湿度的测量要求。 由ＰＩＣｌ６Ｆ７３单片机的ＲＣ６、ＲＣ７引脚构成１２Ｃ 接口．与温湿度传感器ＳＨＴｌｌ的数据通讯引脚 ＤＡＴＡ和时钟信号引脚ＳＣＫ进行串行通讯。 ２．５广告宣传画控制 考虑到广告窗的成本和室外安全性．广告宣传 画采用画布形式，能定时切换展示２幅广告画，当超 声波接近开关检测广告窗前２ｍ范围内有人活动 时，每５ｍｉｎ翻转一次广告画面，否则，停止翻转。 系统采用步进电机驱动同步带控制．采用四相 步进电机，步距角为１．８，０．９。，转矩１．５Ｎ・ｍ。采用驱 动芯片【２９７／Ｌ２９８控制步进电机的运动．Ｌ２９７为步 进电机控制器．Ｌ２９７输出的控制信号经Ｌ２９８放大 后驱动电机。步进电机采用半步驱动方式。即步距 角为Ｏ．９０．Ｌ２９７芯片的ＨＡＬＦ引脚直接接高电平． 由ＰＩＣｌ６Ｆｖ７３单片机的ＲＣｌ引脚控制步进电机的转 动方向．ＲＣ２引脚产生脉冲信号控制转动速度和转 动距离。 ２．６照明电路 站台广告窗的照明采用白炽灯管．对于照明灯 管的控制．理论上根据光线强弱进行控制比较合理， 但在试验过程中发现．常用于光线强弱检测的光敏 传感器在室外容易受外部干扰．受到汽车车灯照射 和外部物体遮挡时．容易产生误动作：同时街道上的 广告窗照明灯要求同时打开和关闭．系统利用内部
ＭＣＵ ＩＳＤ４００４—８Ｍ ＡＵＤ ０ＵＴ ＬＭ４８６０ ＩＮｌ Ｖ０ｌ Ｖ０２
ＬＥＤ点阵显示屏接口电路 ＬＥＤ点阵显示屏具有色彩鲜艳、亮度高、可视
角度宽等优点．作为站台显示屏，在远处能清楚看 到站台名称［４］．广告窗中ＬＥＤ点阵显示屏循环展示 站台名称、时间、温湿度等信息。控制电路由 ＰＩＣｌ６Ｆ７３单片机、８位串行移位寄存器７４ＨＣ５９５、 译码器７４ＨＣｌ５４、三极管ⅡＰ１２７、ＬＥＤ点阵屏组成。 ＬＥＤ点阵显示屏采用２０个８×８ ＬＥＤ点阵模块．组 成１６×１６０的矩形点阵．电路采用逐行扫描方式．单 片机将ＬＥＤ点阵屏一行的１６０个点阵数据从ＲＢ６ 引脚串行发出．经２０个级联的串行移位寄存器 ７４ＨＣ５９５进行锁存和并行输出．产生ＬＥＤ点阵屏的 Ｙ１、Ｙ２、Ｙ３…Ｙ１６０列线数据，同时译码器７４ＨＣｌ５４ 从Ｘｌ、Ｘ２、Ｘ３…Ｘ１６中选中一行，选中行的ＬＥＤ点 阵被点亮。依次刷新１６行．刷新周期由单片机 ＰＩＣｌ６Ｆ７３内部的定时中断控制。广告窗中采用这种
实现时间控制的方法有很多。常见的有：①采
用国内常用的时钟芯片ＤＳｌ３０２、ＰＣＦ８４８等。在项目 试制中发现ＤＳｌ３０２每月误差可达３ｍｉｎ．一年误差 可达３０ｍｉｎ左右．与ＤＳｌ３０２数据手册中的精度参 数相符。时间误差太大。频繁地进行时间校准．由于
广告窗数量众多，维护非常麻烦。②采用无线网络
时钟，是目前最准确的时间，时间与网络时间同步， 目前中国电信ＣＤＭＡ手机就是采用这种方法．这种 方法设备和使用成本太高．不便于在广告窗中大范 围推广应用。 考虑到广告窗成本和时间精度．采用一种内置 晶振、充电电池、具有１２Ｃ接口的实时时钟芯片 ＳＤ２４０５．内部时钟独立运行．单片机只需定时访问 ＳＤ２４０５就能够获得当前时间。ＳＤ２４０５可保证在室 温下时钟精度年误差小于２．５ｍｉｎ．目前公交站台上 的广告更换维修周期都在１年以内．在维护时可利 用控制板上的键盘对时间进行校准．具体时钟电路 如图４所示．由ＰＩＣｌ６Ｆ７３的ＲＣ６、ＲＣ７引脚构成 １２Ｃ接口．与时钟芯片ＳＤ２４０５的数据通讯引脚ＳＤＡ 和时钟信号引脚ＳＣＬ进行串行通讯。 采用２×３行列键盘进行时间校准。为避免误操 作，开始校准时间时，需持续按下“确定”按键５ｓ，才
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２．４温度和湿度测量电路 目前人们对周边环境的温度和湿度比较重视． 在公交站台上动态地显示温度和湿度．将给人们的 出行带来方便。系统中采用瑞士Ｓｅｎｓｉｒｉｏｎ公司的 ＳＨＴｌｌ数字温湿度传感器．能够同时测量温度和相 对湿度。具有２线１２Ｃ数字接口，与单片机直接相
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