发射机房天控显示系统设计方案
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【摘要】 我台现使用的发射机天控系统采用自动控制显示。在显示系统失灵的情况下天控系统中的交换开关、通道和天线的带电、带高频情况会成为盲点，给人身安全和安全播音带了严重威胁。通过建立数据输入输出系统、数据存储系统、通道显示数据库、开关线路数据库和天控系统通道显示数据库，从而在现有的显示系统基础上建立起一套独立于控制系统的显示系统，增强设备的安全性和可靠性，杜绝安全事故和停播事故的发生。
【关键词】 天控显示系统 通道显示数据库 开关线路数据库 天控系统通道显示数据库
一、设计思路
（1）根据我台发射机房天线交换控制系统的实际情况，列出5部发射机能连通到8副天线的全部194条线路。分别建立天控系统开关线路数据库和天控系统通道显示数据库共两个数据库。这两个数据库被写入80C51单片机里，分别用于通路的选择和通路显示屏上的通路、天线交换开关上指示灯显示控制用。（2）天控系统开关线路数据库的信号来源为天线交换控制柜中19个交换开关的状态返回的19个继电器。（3）天控系统通道显示数据库对应的是所有194条线路上所经过的线段和开关。当某条线路贯通时，通路显示屏会显示为贯通状态。当贯通的通路上加载有高压时，该通路会以不同的颜色显示为“高压”状态。（4）开关指示灯位于每个天线交换开关处，主要用来实时显示开关上是否带有高压。开关指示灯的显示是跟天控系统通道显示数据库对应的是所有194条线路一致的。（5）天线交换开关柜将19个继电器的状态信号，通过5块74LS165模块进行并入串出转换后送入80C51单片机中，单片机对送入的数字代码按照5部发射机从1到5的顺序，与单片机存储单元中的天控系统开关线路数据库进行寻址比对，找出此时天线交换控制系统中全部贯通的通路的序号。（6）当单片机通过寻址、判断后确定贯通通路为194条线路中的某一条或几条后，再通过查找出的标号调用相对应的天控系统通道显示数据库的数据输入到74LS164部分，通过对数据进行串入并出转换，以及和对发射机是否“加高压”的判断后，最终控制通路显示屏和开关显示灯处的显示装置。
二、开关线路数据库（简称K数据库）
（1）K数据库的信号来源于的天线交换控制柜中反映19个交换开关的状态的19个继电器（位于TB3、TB4、TB5、TB6）。（2）每个交换开关有两种状态分别用“0”和“1”表示，“0”代表转向返回信号，“1”代表直通返回信号。如图K01对应的是“0”，K02对应的是“1”。（3）每条通道对应K数据库中的一条代码，K数据库共有194条代码，序号为1到194，分别对应A01至A05发射机所能上到全部天线的194条通道。（4）由于K数据库中的代码要经过3块74LS165并入串出转换模块组成的数据输入单元，每个74LS165模块为8端口输入，因此整个数据输入单元就有24个输入端口。为了匹配，K数据库中每条代码共有24位，从右至左1到19位分别对应的是交换开关K1到K19，20至24位用“0”补充。（5）K数据库存放于单片机的存储单元里，以十六进制代码形式存入。
三、天控系统通道显示数据库（简称L数据库）
（1）L数据库与K数据库为一一对应关系，即K数据库中的第n条代码就对应L数据库中的第n条通路。（2）L数据库中的代码为64位二进制代码，从右到左分别对应天线交换系统中的42条线路和19个开关（61位），最高3位用“1”补充，这是由于用来输出L数据库中数据的数据输出单元是由8块74LS165模块组成，74LS165模块为8位串入并出器件，故为了匹配，需有64位数据。（3）L数据库中代码为低电平有效，故L数据库代码中“0”代表线路位上的“通”， L数据库代码中“1”代表线路位上的“断”。
四、数据的比选、调用
1、开关信号（简称C信号）的采集和输入（1） 我们将从位于天线交换控制柜中的TB3、TB4、TB5、TB6单元，反映19个交换开关的直通或返回状态的19个继电器，取得的采集点信号称之为C信号。C信号共有24位，二进制代码应该为“0000 0XXX XXXX XXXX XXXX XXXX”（X为“0”或“1”）；（2） 采集到的24位二进制数据共有两种用途：一是通过74LS165模块组送到单片机进行处理，二是直接送到通路显示屏用于19个天线交换开关的“直通、转向”状态的显示。（3）C信号是并行送入到74LS165模块组，经过74LS165模块组处理后将24位数据串行输出到单片机的存储器中（输入一组数据需24个时钟脉冲）。（4） 74LS165是8位并行输入/串行输出移位寄存器，74LS165模块组由3块74LS165模块级联组成，构成24位并行输入/串行输出移位寄存器。
2、数据的比选。（1） 数据比选的顺序。采集到的任意一组24位数据代码和K数据库中的194条数据代码，按照从1到194的顺序逐一进行比较。（2） 比选的方法。任意一组24位数据代码与K数据库中数据代码逐位相与，若相与的结果与K数据库中的该条数据代码相等，则输出该条代码对应的序号Nk（1≤N≤194、1≤k≤5），送入单片机存储器2单元里，用于调用L数据库中Ln的数据。（3）L数据库的调用。当单片机将采集到的C信号与K数据库中的194条数据代码全部进行完比对后，得到结果Nk（1≤N≤194、1≤k≤5），单片机再用Nk（1≤N≤194、1≤k≤5）调用L数据库中Ln的数据输出到74LS164模块组。
3、L数据库数据的输出。（1）单片机根据比选的结果Nk（1≤N≤194、1≤k≤5）调用L数据库中Ln的数据输出到74LS164模块组。（2）74LS164模块组将单片机送来的64位二进制代码逐位串行输入到其中的存储器里，待全部64位代码输入后，再一并输出到通路显示屏和开关显示灯处。（3）74LS164模块组由8片74LS164模块级联构成。74LS165是8位串行输入/并行输出移位寄存器。
五、显示系统
显示部分由通路显示屏和开关显示灯两部分组成。
1、通路显示屏。（1） 通路显示屏的显示。通路显示屏的显示包括两方面内容：通路线段的显示和通路开关的显示。（2） 通路上线段的显示通路上线段是指发射机到同轴交换开关之间的线段、同轴交换开关到交换开关之间、交换开关之间以及交换开关到天线之间的线段，通路显示屏共有42条线段。每段通道由LED灯带制成，灯带为低电平有效，即：每段灯带对应的L数据库中的代码位为“0”时，该段灯带发光，表示该线段在发射机到天线贯通的通道上。（3） 通路上开关的显示。通路上开关是指通路所要经过的交换开关，共有19个。开关通道由LED灯带制成，开关显示灯的亮灭由74LS164模块组输出的L数据库数据代码的开关段位（43-61位）的“0”、 “1”状态决定，为低电平有效，即：每段灯带对应的L数据库中的代码位为“0”时，该段灯带发光，表示该开关在发射机到天线贯通的通道上。（4） 通路上开关直通、转向的显示。通路显示屏在制作时，应将开关上的直通和转向通道都制作出来，至于该开关上到底是直通还是亮转向，则由天线交换开关柜直接送到显示屏的C信号（二进制代码，“0”代表转向，“1”代表直通）决定的。（5） 加高压情况下通路的显示。当发射机到天线之间的，且通路上没有加高压时，在通路显示屏上的贯通通路会以蓝色显示出来；当通路上加有高压时，在通路显示屏上的贯通通路会以红色显示出来。这就要求在选取通路显示屏上的LED灯带和LED灯时，需要选取双色LED灯。
2、开关显示灯。开关显示灯使用防干扰灯泡，设置于天线交换开关实际位置处，当其所代表的交换开关上带高压时，开关显示灯发光做警示。（1） 开关显示灯的亮灭由74LS164模块组输出的L数据库数据代码的开关段位（43-61位）的“0”、 “1”状态和发射机是否加有高压两方面原因所决定。用Fk（1≤k≤5）表示发射机，Fk=0表示发射机未加高压，Fk=1表示发射机加高压。Ln& Fk= Ln时，通路上加高压，开关显示灯发光；Ln& Fk= 0 时，通路上无高压，开关显示灯不发光。显示屏上总的显示为：Ln& F1+ Ln& F2+ Ln& F3+ Ln& F4+ Ln& F5。（2） 由于单片机输出的信号为低电压，而开关显示灯使用的是高电压。单片机控制开关显示灯的工作就属于低电平控制到电压的工作模式。所以要在74LS164模块组与防干扰灯泡之间使用电磁继电器来控制开关显示灯的通断。电磁继电器线包为低电平时继电器上的开关吸合，交换开关的指示灯发光，电磁继电器线包为高电平时继电器上的开关断开，交换开关的指示灯不发光。