本發(fā)明涉及顯示儀系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種教學(xué)實(shí)驗(yàn)室用超聲波顯示儀系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

超聲波發(fā)生器，又稱超聲波驅(qū)動(dòng)電源、電子箱、超聲波控制器，是大功率超聲系統(tǒng)的重要組成部分。超聲波發(fā)生器作用是把市電轉(zhuǎn)換成與超聲波換能器相匹配的高頻交流電信號(hào)，驅(qū)動(dòng)超聲波換能器工作。大功率超聲波電源從轉(zhuǎn)換效率方面考慮一般采用開關(guān)電源的電路形式。

超聲波電源分為自激式和它激式電源，自激式電源稱為超聲波模擬電源，它激式電源稱為超聲波發(fā)生器。際公開第2006/025093號(hào)公報(bào)討論了一種畫面同步控制裝置，該畫面同步控制裝置以預(yù)定間隔，將基準(zhǔn)定時(shí)信號(hào)發(fā)送到顯示處理單元。在國(guó)際公開第2006/025093號(hào)公報(bào)中，各顯示處理單元配合緊接在接收到從畫面同步控制裝置發(fā)送的繪制指令之后的垂直同步信號(hào)來(lái)切換顯示畫面。在國(guó)際公開第2006/號(hào)公報(bào)中討論的控制方法中，如果顯示處理單元各自的垂直同步信號(hào)未被同步，則在各顯示處理單元中，切換顯示畫面的定時(shí)不同。例如，當(dāng)利用顯示處理單元進(jìn)行多圖像顯示時(shí)，如果不存在用于同步顯示處理單元各自的垂直同步信號(hào)的方法，則在各顯示處理單元中，切換顯示畫面的定時(shí)不同。結(jié)果，要進(jìn)行多畫面顯示的圖像的顯示質(zhì)量可能劣化。在專利號(hào)為CN201610030630的專利文件中，公開了一種顯示系統(tǒng)。所述顯示系統(tǒng)包括：主設(shè)備，其顯示與圖像數(shù)據(jù)的一部分相對(duì)應(yīng)的主圖像；以及從設(shè)備，其顯示與所述圖像數(shù)據(jù)的另一部分相對(duì)應(yīng)的從圖像。所述從設(shè)備包括：從信號(hào)生成單元，其參照基于從所述主設(shè)備接收的第一指令的定時(shí)，以預(yù)定間隔生成從定時(shí)信號(hào)；從通信單元，其向所述主設(shè)備，發(fā)送表示顯示所述從圖像的準(zhǔn)備完成的完成通知；以及從顯示單元，其與跟從所述主設(shè)備接收的第二指令相對(duì)應(yīng)的所述從定時(shí)信號(hào)同步地，顯示所述從圖像。

上述專利文件其參照基于從所述主設(shè)備接收的第一指令的定時(shí)，以預(yù)定間隔開始生成從定時(shí)信號(hào)；從通信單元，其向所述主設(shè)備，發(fā)送表示顯示所述從圖像的準(zhǔn)備完成的完成通知；以及從顯示單元，其與跟從所述主設(shè)備接收的第二指令相對(duì)應(yīng)的所述從定時(shí)信號(hào)同步地，顯示所述從圖像。但是對(duì)于如何提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作便捷，安全性能更高的教學(xué)實(shí)驗(yàn)室用超聲波顯示儀系統(tǒng)缺少技術(shù)性解決方案。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

(一)解決的技術(shù)問(wèn)題

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種教學(xué)實(shí)驗(yàn)室用超聲波顯示儀系統(tǒng)，用于解決如何提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安全性能更高，實(shí)現(xiàn)藍(lán)牙顯示控制的教學(xué)實(shí)驗(yàn)室用超聲波顯示儀系統(tǒng)的問(wèn)題。

(二)技術(shù)方案

為實(shí)現(xiàn)以上目的，本發(fā)明通過(guò)以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)：

一種教學(xué)實(shí)驗(yàn)室用超聲波顯示儀系統(tǒng)，包括超聲波發(fā)生器、顯示驅(qū)動(dòng)電路和LCD，其特征在于：包括MCU處理單元、顯示器高壓電路、鍵盤掃描LCD控制、PLL模塊和藍(lán)牙控制模塊，所述顯示器高壓電路的ON/OFF為振蕩器啟動(dòng)/停止控制信號(hào)輸入端，該控制信號(hào)來(lái)自驅(qū)動(dòng)板MCU，當(dāng)液晶顯示器由待機(jī)狀態(tài)轉(zhuǎn)為正常工作狀態(tài)后，MCU向振蕩器送出啟動(dòng)工作信號(hào)，振蕩器接收到信號(hào)后開始工作，產(chǎn)生頻率40～80kHz的振蕩信號(hào)送入調(diào)制器；所述MCU處理單元實(shí)現(xiàn)多路數(shù)字信號(hào)進(jìn)行采集和邏輯分析；所述鍵盤掃描LCD控制實(shí)現(xiàn)軟核對(duì)LCD的數(shù)據(jù)交換，讀取鍵盤值，以及與計(jì)算機(jī)之間的通信；所述藍(lán)牙控制模塊以Linux操作系統(tǒng)上的Bluez藍(lán)牙協(xié)議棧為平臺(tái)進(jìn)行開發(fā)，主機(jī)應(yīng)用程序采用GCC編譯器進(jìn)行編譯，顯示終端應(yīng)用程序采用arm-linux-gcc編譯器進(jìn)行交叉編譯。

優(yōu)選的，所述PLL模塊在對(duì)數(shù)字信號(hào)進(jìn)行采樣時(shí)，需要的時(shí)鐘頻率至少應(yīng)是數(shù)字信號(hào)波特率的5倍，Cyclone器件的嵌入式數(shù)字PLL要求外部輸入CLK信號(hào)昀低頻率不能低于20MHz，可通過(guò)分頻的方式得到低頻CLK，通過(guò)倍頻的方式得到高頻CLK，也可通過(guò)倍頻和分頻組合得到特殊的輸出頻率，本設(shè)計(jì)采用25倍頻和2分頻，使昀高時(shí)鐘頻率達(dá)250MHz。

優(yōu)選的，所述顯示器高壓電路在調(diào)制器內(nèi)部與MCU送來(lái)的PWM亮度調(diào)整信號(hào)進(jìn)行調(diào)制后，輸出PWM激勵(lì)脈沖信號(hào)，送往直流變換電路，使直流變換電路產(chǎn)生可控的直流電壓，為Royer結(jié)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)電路功率管供電。

優(yōu)選的，所述顯示器高壓電路功率管及外圍電容C1和變壓器繞組L1組成自激振蕩電路，產(chǎn)生的振蕩信號(hào)經(jīng)功率放大和升壓變壓器升壓耦合，輸出高頻交流高壓，點(diǎn)亮背光燈管。

優(yōu)選的，所述顯示器高壓電路還包括過(guò)電流保護(hù)檢測(cè)信號(hào)，所述過(guò)電流保護(hù)檢測(cè)信號(hào)從串聯(lián)在背光燈管上的取樣電阻R上取得，輸送到驅(qū)動(dòng)控制IC；過(guò)電壓保護(hù)檢測(cè)信號(hào)從L3上取得，也輸送到驅(qū)動(dòng)控制IC，當(dāng)輸出電壓及背光燈管工作電流出現(xiàn)異常時(shí)，驅(qū)動(dòng)控制IC控制調(diào)制器停止輸出，從而起到保護(hù)的作用。

優(yōu)選的，所述系統(tǒng)基于NiosⅡ的邏輯分析儀，采用FPGA硬件對(duì)數(shù)據(jù)采集和存儲(chǔ)，NiosⅡ軟核進(jìn)行交互、控制和通信，并且可以通過(guò)LCD顯示所采集數(shù)據(jù)的邏輯狀態(tài)或通過(guò)RS-232接口與PC機(jī)通信，在PC上顯示數(shù)據(jù)的波形并對(duì)數(shù)據(jù)長(zhǎng)期存儲(chǔ)。

優(yōu)選的，所述藍(lán)牙控制模塊設(shè)計(jì)有藍(lán)牙部分程序，所述藍(lán)牙部分程序采用了藍(lán)牙socket編程，通過(guò)建立藍(lán)牙RFCOMM協(xié)議層的socket進(jìn)行連接，連接建立成功之后可以調(diào)用函數(shù)recv或者read讀取主機(jī)發(fā)來(lái)的數(shù)據(jù)，主機(jī)端則對(duì)應(yīng)地采用函數(shù)send或者write發(fā)送數(shù)據(jù)，通信結(jié)束之后可以調(diào)用函數(shù)close結(jié)束連接，主機(jī)和顯示終端藍(lán)牙模塊都有固定的藍(lán)牙地址，主機(jī)端直接和固定藍(lán)牙地址的顯示終端設(shè)備進(jìn)行連接，一臺(tái)主機(jī)可以和多個(gè)顯示終端進(jìn)行通信，在不同的顯示終端上顯示圖像和字符。

優(yōu)選的，所述LCD包括LCD液晶屏部分程序，所述LCD液晶屏部分程序采用了Linux內(nèi)核驅(qū)動(dòng)程序的framebuffer編程接口，framebuffer為圖像硬件設(shè)備提供了一種抽象化處理，允許應(yīng)用程序通過(guò)定義明確的界面來(lái)訪問(wèn)圖像硬件設(shè)備，軟件無(wú)須了解任何涉及硬件底層驅(qū)動(dòng)的東西，通過(guò)framebuffer，應(yīng)用程序可以用mmap函數(shù)把顯存映射到應(yīng)用程序虛擬地址空間，將要顯示的數(shù)據(jù)寫入內(nèi)存空間就可以在屏幕上顯示出來(lái)。

(三)有益效果

本發(fā)明藍(lán)牙控制模塊以Linux操作系統(tǒng)上的Bluez藍(lán)牙協(xié)議棧為平臺(tái)進(jìn)行開發(fā)，主機(jī)應(yīng)用程序采用GCC編譯器進(jìn)行編譯，顯示終端應(yīng)用程序采用arm-linux-gcc編譯器進(jìn)行交叉編譯，實(shí)現(xiàn)藍(lán)牙控制顯示，過(guò)電流保護(hù)檢測(cè)信號(hào)從串聯(lián)在背光燈管上的取樣電阻R上取得，輸送到驅(qū)動(dòng)控制IC；過(guò)電壓保護(hù)檢測(cè)信號(hào)從L3上取得，也輸送到驅(qū)動(dòng)控制IC，當(dāng)輸出電壓及背光燈管工作電流出現(xiàn)異常時(shí)，驅(qū)動(dòng)控制IC控制調(diào)制器停止輸出，從而起到保護(hù)的作用，更安全，本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安全性能更高，實(shí)現(xiàn)藍(lán)牙顯示控制，具有很強(qiáng)的實(shí)用性。

附圖說(shuō)明

為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1是本發(fā)明的邏輯總體框圖；

圖2是本發(fā)明的系統(tǒng)框圖；

圖3是本發(fā)明的鍵盤掃描LCD控制系統(tǒng)圖；

圖4是本發(fā)明的PLL模塊流程圖；

圖5是本發(fā)明的顯示器高壓電路原理圖；

圖6是本發(fā)明的藍(lán)牙控制模塊系統(tǒng)流程圖。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

如圖1-6所示的一種教學(xué)實(shí)驗(yàn)室用超聲波顯示儀系統(tǒng)，包括超聲波發(fā)生器、顯示驅(qū)動(dòng)電路和LCD，包括MCU處理單元、顯示器高壓電路、鍵盤掃描LCD控制、PLL模塊和藍(lán)牙控制模塊，顯示器高壓電路的ON/OFF為振蕩器啟動(dòng)/停止控制信號(hào)輸入端，該控制信號(hào)來(lái)自驅(qū)動(dòng)板MCU，當(dāng)液晶顯示器由待機(jī)狀態(tài)轉(zhuǎn)為正常工作狀態(tài)后，MCU向振蕩器送出啟動(dòng)工作信號(hào)，振蕩器接收到信號(hào)后開始工作，產(chǎn)生頻率40～80kHz的振蕩信號(hào)送入調(diào)制器；MCU處理單元實(shí)現(xiàn)多路數(shù)字信號(hào)進(jìn)行采集和邏輯分析；鍵盤掃描LCD控制實(shí)現(xiàn)軟核對(duì)LCD的數(shù)據(jù)交換，讀取鍵盤值，以及與計(jì)算機(jī)之間的通信；藍(lán)牙控制模塊以Linux操作系統(tǒng)上的Bluez藍(lán)牙協(xié)議棧為平臺(tái)進(jìn)行開發(fā)，主機(jī)應(yīng)用程序采用GCC編譯器進(jìn)行編譯，顯示終端應(yīng)用程序采用arm-linux-gcc編譯器進(jìn)行交叉編譯。

PLL模塊在對(duì)數(shù)字信號(hào)進(jìn)行采樣時(shí)，需要的時(shí)鐘頻率至少應(yīng)是數(shù)字信號(hào)波特率的5倍，Cyclone器件的嵌入式數(shù)字PLL要求外部輸入CLK信號(hào)昀低頻率不能低于20MHz，可通過(guò)分頻的方式得到低頻CLK，通過(guò)倍頻的方式得到高頻CLK，也可通過(guò)倍頻和分頻組合得到特殊的輸出頻率，本設(shè)計(jì)采用25倍頻和2分頻，使昀高時(shí)鐘頻率達(dá)250MHz。

顯示器高壓電路在調(diào)制器內(nèi)部與MCU送來(lái)的PWM亮度調(diào)整信號(hào)進(jìn)行調(diào)制后，輸出PWM激勵(lì)脈沖信號(hào)，送往直流變換電路，使直流變換電路產(chǎn)生可控的直流電壓，為Royer結(jié)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)電路功率管供電。

顯示器高壓電路功率管及外圍電容C1和變壓器繞組L1組成自激振蕩電路，產(chǎn)生的振蕩信號(hào)經(jīng)功率放大和升壓變壓器升壓耦合，輸出高頻交流高壓，點(diǎn)亮背光燈管。

顯示器高壓電路還包括過(guò)電流保護(hù)檢測(cè)信號(hào)，過(guò)電流保護(hù)檢測(cè)信號(hào)從串聯(lián)在背光燈管上的取樣電阻R上取得，輸送到驅(qū)動(dòng)控制IC；過(guò)電壓保護(hù)檢測(cè)信號(hào)從L3上取得，也輸送到驅(qū)動(dòng)控制IC，當(dāng)輸出電壓及背光燈管工作電流出現(xiàn)異常時(shí)，驅(qū)動(dòng)控制IC控制調(diào)制器停止輸出，從而起到保護(hù)的作用。

系統(tǒng)基于NiosⅡ的邏輯分析儀，采用FPGA硬件對(duì)數(shù)據(jù)采集和存儲(chǔ)，NiosⅡ軟核進(jìn)行交互、控制和通信，并且可以通過(guò)LCD顯示所采集數(shù)據(jù)的邏輯狀態(tài)或通過(guò)RS-232接口與PC機(jī)通信，在PC上顯示數(shù)據(jù)的波形并對(duì)數(shù)據(jù)長(zhǎng)期存儲(chǔ)。

藍(lán)牙控制模塊設(shè)計(jì)有藍(lán)牙部分程序，藍(lán)牙部分程序采用了藍(lán)牙socket編程，通過(guò)建立藍(lán)牙RFCOMM協(xié)議層的socket進(jìn)行連接，連接建立成功之后可以調(diào)用函數(shù)recv或者read讀取主機(jī)發(fā)來(lái)的數(shù)據(jù)，主機(jī)端則對(duì)應(yīng)地采用函數(shù)send或者write發(fā)送數(shù)據(jù)，通信結(jié)束之后可以調(diào)用函數(shù)close結(jié)束連接，主機(jī)和顯示終端藍(lán)牙模塊都有固定的藍(lán)牙地址，主機(jī)端直接和固定藍(lán)牙地址的顯示終端設(shè)備進(jìn)行連接，一臺(tái)主機(jī)可以和多個(gè)顯示終端進(jìn)行通信，在不同的顯示終端上顯示圖像和字符。

LCD包括LCD液晶屏部分程序，LCD液晶屏部分程序采用了Linux內(nèi)核驅(qū)動(dòng)程序的framebuffer編程接口，framebuffer為圖像硬件設(shè)備提供了一種抽象化處理，允許應(yīng)用程序通過(guò)定義明確的界面來(lái)訪問(wèn)圖像硬件設(shè)備，軟件無(wú)須了解任何涉及硬件底層驅(qū)動(dòng)的東西，通過(guò)framebuffer，應(yīng)用程序可以用mmap函數(shù)把顯存映射到應(yīng)用程序虛擬地址空間，將要顯示的數(shù)據(jù)寫入內(nèi)存空間就可以在屏幕上顯示出來(lái)。

本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安全性能更高，實(shí)現(xiàn)藍(lán)牙顯示控制，具有很強(qiáng)的實(shí)用性。

需要說(shuō)明的是，在本文中，諸如第一和第二等之類的關(guān)系術(shù)語(yǔ)僅僅用來(lái)將一個(gè)實(shí)體或者操作與另一個(gè)實(shí)體或操作區(qū)分開來(lái)，而不一定要求或者暗示這些實(shí)體或操作之間存在任何這種實(shí)際的關(guān)系或者順序。而且，術(shù)語(yǔ)“包括”、“包含”或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過(guò)程、方法、物品或者設(shè)備不僅包括那些要素，而且還包括沒(méi)有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種過(guò)程、方法、物品或者設(shè)備所固有的要素。在沒(méi)有更多限制的情況下，由語(yǔ)句“包括一個(gè)……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的過(guò)程、方法、物品或者設(shè)備中還存在另外的相同要素。

以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對(duì)其限制；盡管參照前述實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：其依然可以對(duì)前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實(shí)施例技術(shù)方案的精神和范圍。