可编程数码显示模块

一. 产品简介

本模块为一款简易的人机交互仪表，主要有下面两大功能：

（1）      显示实时数值，模块内部设置有8个显示变量，可通过通信命令改变显示变量的值，当前显示项可由板载轻触开关或外接按钮在这8个变量间切换。

（2）      配置参数录入，配置参数用于调整系统中可调整并且掉电不丢失的参数，配置参数最多可设置15个，可通过板载两个轻触开关或外接按钮进行调整这些参数。

连接模块的主控制器可以是一个微控制器（MCU）系统或PLC、也可以是个PC机。

二． 应用场景

仪器仪表、PLC工控系统。

三． 产品概述

模块采用AVR单片机Atmega48开发，时钟由外部8MHz晶振产生。

（1）      通信总线可以是485或232,在焊接时根据原理图或备注说明选择通信总线类型；

（2）      模块显示或输入的数值均对应一个内存中的16位有符号整数，表示范围为-999到9999。

（3）      该产品相对容易复刻，但也需要PCB焊接、AVR单片机程序烧录及电路板调试等相关技能。

四． 产品参数

• 4位数码管显示，7级可配置显示亮度
• RS232或RS485通讯接口，通信波特率等参数可配置
• 最多8个显示变量，最多15个可配置参数
• MODBUS RTU兼容通讯协议
• 板载操作按键，可外接按钮
• 电源电压输入范围9V~24V
• 模块尺寸：40mm x 70mm

 五． 使用说明

（1）      使用前配置：通过上位机的配置软件，编辑好配置后通过通信端口写入到设备即可。

通用配置，模块的通信协议地址、通信参数、显示亮度等，如下图所示：

显示变量配置，最多可配置8个，小数点为固定位置显示，与显示值无关，例如小数点1时显示100为10.0

配置参数，配置参数最多可设置15个，需要配置其最大值、最小值、按一次键时的调节量及显示小数点位置等

（2）按键操作，模块由两个按键完成全部操作，K1和K2分别定义为加号键和减号键；

• 上电后进入显示状态。
• 在显示状态下按一次加号键或减号键可在显示变量之间切换
• 在显示状态下长按K1键恢复默认的通信参数（9600,N,8,1）
• 在显示状态下长按K2进入菜单状态，此状态下可按加减键选择要编辑的参数。
•  在菜单状态下长按K2可进入对应参数的编辑状态，长按K1键返回显示状态。
•  在菜单状态下如果30秒没有按键、自动返回到显示状态。
•  在参数编辑状态下通过按加减键调整对应参数，完成后长按K1或K2键保存退出，返回到菜单状态。
•  在编辑状态下如果30秒没有按键自动返回到菜单状态。

（３）按键外接

对于嵌入安装的模块，板上的按键不方便操作时可连接外部按钮，外部按钮必须为自复位式开关，连接方法如下图，注意在K1和K2间连接一个100欧电阻。

如果外部按钮只需要查看显示变量，而不需要配置参数时可只接K1,如下图

多个模块的连接，当通信接口是485时可以将多个模块连接到总线上

（４）通信协议，通信协议兼容MODBUS RTU，显示变量和配置参数均对应一个MODBUS 16位保持寄存器。寄存器地址列表参考附件中的表格。

六． 备注

(1)源代码使用WinAVR20100110编译，可在命令行窗口源代码目录下输入make命令进行编译；

(2)附件包含单片机源代码、配置用上位机软件和MODBUS寄存器地址列表等文档；

(3)电路板C11为预留器件位置，不同模式均不焊接；

(4)485模式不焊接U5(C7078),C17(C49678),C18(C49678),C20(C49678),C21(C49678)，本项目匹配bom默认是485模式，不含这些元器件；

(5)焊接成232模式还需要把R13,R14改为100欧姆(C17408),Z3,Z4改为SMBJ20CA(C113992)并且不焊U4,R6,R5这三个元件；

(6)C11(C2960213)在bom单中未包含，不同模式均需额外补焊；

(7)模块元器件成本约15元左右。

七． 测试视频

视频演示了模块使用上位机软件配置，通过通信端口设置显示变量，并使用按键在显示变量间的切换及配置参数的录入操作。