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基于NXP PCA8538 COG模块的PCR电阻检测系统(图片+源码+视频)

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    发表于 2013-9-7 15:01:01 | 显示全部楼层 |阅读模式
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    基于NXP PCA8538 COG模块的PCR电阻检测系统
    一、应用背景
           PCR是公司某产品的核心部件之一,由金属轴、导电泡沫橡胶层、电阻层、保护层构成,负责为OPC表面充电。当使用一到二个周期后,PCR容易发生老化,造成表面电阻增加。对于生产厂家来说,检测PCR的表面电阻非常重要。通过实际经验证明,正常使用的PCR电阻在一个限定的范围内,如果测量的PCR电阻结果超过或小于这个范围,可被认定为不合格产品。因此,设计一个PCR电阻检测系统,用于批量检测PCR部件的优劣是非常必要的,可以提高生产效率,节约一些资金。

    二、功能描述      
           本PCR电阻检测系统实现的功能如下:
        1、 50V ~ 500V高压可调产生电路:已经单独设计PCB板卡,预留接口。
        2、 电流取样电路及调理:采用面包板搭建测试,后期集成到PCB控制板中。
        3、 矩阵按键实现:包含【开始】【设置】【测量】【休眠】四个功能按键及其它预留按键:已经测试完毕,可以根据需要随时增加或减少按键功能,计划定制4*4格式的矩阵键盘。
        4、 上位机通信及调试信息显示:保留,用于后期升级,根据实际需求整合串口/USB接口通信。
        5、 NXP COG段式LCD液晶显示:可实现任意ASCII字符,数字及控制屏上特定字符的显示及闪烁,发布演示视频。
    三、硬件设计说明
        PCR电阻检测系统的硬件部分由电源电路、高压电路、取样电路、ADC采集、矩阵按键和NXP
    PCA8538 COG模块组成。整个硬件设计框架如下:
                   1.jpg
                 电源电路采用24V/5A的开关电源作为供电电源,电源电路框架如下:
                 2.jpg
                 为了有报警提示,在PCB设计时,会考虑增加一个5V蜂鸣器,用于合格不合格产品的提醒,同时为了以后方便仪器升级,会增加串口通信模块,方便实现上位机界面设计和数据库存储功能。在此电源电路中,高压电路由24V电路倍压产生,通过PWM调制调制输出所需高压。微控制器现在采用了STM32F3DISCOVERY来进行软件演示,考虑到实际成本,真正进入设计PCB环节时,会更换为低价格M0内核产品。由于整个系统需要众多电源,包括3.3V、5V和12V电源,这里采用了TIWEBENCH工具来进行了设计,这么好的平台,设计电源是非常方便的。根据器件负载的大小,产生3.3V/0.5A,5V/0.2A,12V/0.2A足够了,下面是WEBENCH产生的电源架构图:
                 3.jpg
              在设计时,采用了最小成本优化选项,根据设计报告描述,电源BOM总成本在3.7美元,加上各种税率,可以控制在35元以内,符合低端仪器的成本预算。本设计中,重点介绍NXPPCA8538COG模块。其硬件电路和STM32F3DISCOVERY的连接电路图如下:
                          4.jpg
              实物图连接图如下:
                          5.jpg
                 背面接线图:
                          6.jpg
    三、软件设计   
               PCR电阻检测系统的软件部分由PWM调制、ADC采集、中断按键处理和COG模块显示四部分内容组成。软件流程图如下所示:
                                7.jpg
                   考虑到实际情况,在演示系统中,用按键来模拟出一组电阻值,来演示NXP PCA8538
    COG模块的各种显示效果。软件演示系统中,包含5个按键,分别是用户按键,功能按键1-4号。可以按照预期的编程来实现各种不同效果。
                    8.jpg
                     详细内容,请参考《软件说明书》。
    四、NXP  PCA8538  COG 模块的使用
                下面介绍一下NXP PCA8538 COG模块的使用: PCA8538是一款全功能覆晶玻璃(COG)液晶显示器(LCD)驱动器,设计用于复用速率高至1:9高对比度垂直排列(VA)LCD。它针对包含多达9个背板、102个光段和高达918像素的静态或复用LCD可生成驱动信号。PCA8538集成了内部充电泵,通过其内置电容可在 片内产生LCD驱动电压。PCA8538提供LCD电源电压的可编程温度补偿,确保整个温度范围内具有最佳且稳定的对比度。PCA8538可由微控制器通 过双线I2C总线或四线式双向SPI总线轻松控制。   
              这个COG模块采用1:9模式时,需要204个字节才能全部点亮屏的字符。NXP发布COG模块后,如何显示这204个字节对于的字符及数字和图形内容,也就是RAM地址对应图标说明,其模块使用说明书和数据手册中都没有这方面的资料,而要想得到一个完整的RAM地址对照表,必须采用验证的方式得到。在设置(1:9 multiplex drive mode)下,其COM0--COM8 会全部选中,向里面写入204个字节 0xFF,即可以将该COG屏内容全部显示出来,反之,向里面写入204个字节的0X00,则会关闭全部内容。
              总结一下,COG模块内容显示区域划分如下图:
                 9.jpg
                其中,前95个字节可以最多显示12个ASCII吗字符,095--101字节 共有7个字节,每个字节的8个BIT位分别控制时间和温度的某个笔段。这前101个字节仅当 COM0--COM7选中时有效。经实际验证, 095--101字节中,有些位是空的,不控制任何字符;102--203共有102个字节,这个部分仅当COM8选中时有效,102个字节中,仅每个字节的最低位即BIT0位控制某个笔段,经过实际验证,有些BIT0位也是空的,推测可能是方便后期屏幕功能扩展使用。  
    下面是具体的RAM地址对照表:
                       10.jpg
             为了便于编码,将温度数码管从右到左定义为:T1--T4; 将时间数码管定义为:S1—S4;将
    中间六个数码管定义为:D1—D6; 讲半米字型数码管定义为:M1,将灯标左边数码管定义为:H1。
    该COG屏中,像图标【雪花】【AUTO】【钳子】【大灯】及字母【km】【mi】【CITY】【E/W/S】主要面向汽车电子显示及测量仪器面板领域。因此,针对此PCR电阻检测系统,仅用了字母k,用作电阻单位(千欧);数码管D1-D6显示电阻值,H1显示当前测试的个数,M1显示T/F。温度和时间都没有去处理,因为该仪器工作在常温下,且设计RTC时钟电路会影响操作人员对电阻数值的读数。如图:
                             11.JPG
      五、总结   
                NXPPCA8538 COG液晶屏显示效果较以往段式液晶有很大提高,对比度非常好,非常适合作为仪器仪表的显示面板使用。基于该模块的PCR电阻检测系统在深入设计过程中,会不断进行优化与改进,努力将COG显示效果发挥到极致。
         
         下面是一些效果附图:
                               12.jpg
                               13.jpg
                               14.jpg
                               15.jpg
                                16.jpg

    六、各种附件      
                               
                               1、 基于NXP PCA8538 COG模块的PCR电阻检测系统.pdf (766.44 KB, 下载次数: 1525)

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    2019-7-16 16:03
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    发表于 2013-9-7 16:41:05 | 显示全部楼层
    顶,高兄速度够快的,成果非常棒!我的刚开始弄,要抓紧了
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     楼主| 发表于 2013-9-7 17:06:09 | 显示全部楼层
    zhang7309 发表于 2013-9-7 16:41
    顶,高兄速度够快的,成果非常棒!我的刚开始弄,要抓紧了

    谢谢张兄,那你抓紧啦,呵呵
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     楼主| 发表于 2013-9-7 17:07:00 | 显示全部楼层
    dlyt03 发表于 2013-9-7 17:02
    膜拜!!!

    你申请了这个模块了吧?,玩玩试试,效果不错的
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    慵懒
    2019-7-13 19:58
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    [LV.Master]伴坛终老

    发表于 2013-9-7 19:11:53 | 显示全部楼层
    完美!!
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  • TA的每日心情

    2015-2-14 09:02
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    发表于 2013-9-7 20:58:43 | 显示全部楼层
    一看楼主就是经常做项目的
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  • TA的每日心情
    开心
    2021-3-15 10:18
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    发表于 2013-9-7 21:56:17 | 显示全部楼层
    不错,很详细,学习了!
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    奋斗
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     楼主| 发表于 2013-9-8 11:47:16 | 显示全部楼层
    exiao 发表于 2013-9-7 20:58
    一看楼主就是经常做项目的

    :):):):):):):):):)
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    奋斗
    2016-8-25 12:42
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     楼主| 发表于 2013-9-8 11:49:15 | 显示全部楼层
    dushanwu 发表于 2013-9-7 21:56
    不错,很详细,学习了!

    呵呵,希望对你有帮助
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  • TA的每日心情
    开心
    2014-4-3 10:09
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    [LV.7]常住居民III

    发表于 2013-9-9 13:57:17 | 显示全部楼层
    好的东西必须得顶
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