發射機房天控顯示系統設計方案

張京保

【摘要】 我臺現使用的發射機天控系統采用自動控制顯示。在顯示系統失靈的情況下天控系統中的交換開關、通道和天線的帶電、帶高頻情況會成為盲點，給人身安全和安全播音帶了嚴重威脅。通過建立數據輸入輸出系統、數據存儲系統、通道顯示數據庫、開關線路數據庫和天控系統通道顯示數據庫，從而在現有的顯示系統基礎上建立起一套獨立于控制系統的顯示系統，增強設備的安全性和可靠性，杜絕安全事故和停播事故的發生。

【關鍵詞】 天控顯示系統 通道顯示數據庫 開關線路數據庫 天控系統通道顯示數據庫

一、設計思路

（1）根據我臺發射機房天線交換控制系統的實際情況，列出5部發射機能連通到8副天線的全部194條線路。分別建立天控系統開關線路數據庫和天控系統通道顯示數據庫共兩個數據庫。這兩個數據庫被寫入80C51單片機里，分別用于通路的選擇和通路顯示屏上的通路、天線交換開關上指示燈顯示控制用。（2）天控系統開關線路數據庫的信號來源為天線交換控制柜中19個交換開關的狀態返回的19個繼電器。（3）天控系統通道顯示數據庫對應的是所有194條線路上所經過的線段和開關。當某條線路貫通時，通路顯示屏會顯示為貫通狀態。當貫通的通路上加載有高壓時，該通路會以不同的顏色顯示為“高壓”狀態。（4）開關指示燈位于每個天線交換開關處，主要用來實時顯示開關上是否帶有高壓。開關指示燈的顯示是跟天控系統通道顯示數據庫對應的是所有194條線路一致的。（5）天線交換開關柜將19個繼電器的狀態信號，通過5塊74LS165模塊進行并入串出轉換后送入80C51單片機中，單片機對送入的數字代碼按照5部發射機從1到5的順序，與單片機存儲單元中的天控系統開關線路數據庫進行尋址比對，找出此時天線交換控制系統中全部貫通的通路的序號。（6）當單片機通過尋址、判斷后確定貫通通路為194條線路中的某一條或幾條后，再通過查找出的標號調用相對應的天控系統通道顯示數據庫的數據輸入到74LS164部分，通過對數據進行串入并出轉換，以及和對發射機是否“加高壓”的判斷后，最終控制通路顯示屏和開關顯示燈處的顯示裝置。

二、開關線路數據庫（簡稱K數據庫）

（1）K數據庫的信號來源于的天線交換控制柜中反映19個交換開關的狀態的19個繼電器（位于TB3、TB4、TB5、TB6）。（2）每個交換開關有兩種狀態分別用“0”和“1”表示，“0”代表轉向返回信號，“1”代表直通返回信號。如圖K01對應的是“0”，K02對應的是“1”。（3）每條通道對應K數據庫中的一條代碼，K數據庫共有194條代碼，序號為1到194，分別對應A01至A05發射機所能上到全部天線的194條通道。（4）由于K數據庫中的代碼要經過3塊74LS165并入串出轉換模塊組成的數據輸入單元，每個74LS165模塊為8端口輸入，因此整個數據輸入單元就有24個輸入端口。為了匹配，K數據庫中每條代碼共有24位，從右至左1到19位分別對應的是交換開關K1到K19，20至24位用“0”補充。（5）K數據庫存放于單片機的存儲單元里，以十六進制代碼形式存入。

三、天控系統通道顯示數據庫（簡稱L數據庫）

（1）L數據庫與K數據庫為一一對應關系，即K數據庫中的第n條代碼就對應L數據庫中的第n條通路。（2）L數據庫中的代碼為64位二進制代碼，從右到左分別對應天線交換系統中的42條線路和19個開關（61位），最高3位用“1”補充，這是由于用來輸出L數據庫中數據的數據輸出單元是由8塊74LS165模塊組成，74LS165模塊為8位串入并出器件，故為了匹配，需有64位數據。（3）L數據庫中代碼為低電平有效，故L數據庫代碼中“0”代表線路位上的“通”， L數據庫代碼中“1”代表線路位上的“斷”。

四、數據的比選、調用

1、開關信號（簡稱C信號）的采集和輸入（1） 我們將從位于天線交換控制柜中的TB3、TB4、TB5、TB6單元，反映19個交換開關的直通或返回狀態的19個繼電器，取得的采集點信號稱之為C信號。C信號共有24位，二進制代碼應該為“0000 0XXX XXXX XXXX XXXX XXXX”（X為“0”或“1”）；（2） 采集到的24位二進制數據共有兩種用途：一是通過74LS165模塊組送到單片機進行處理，二是直接送到通路顯示屏用于19個天線交換開關的“直通、轉向”狀態的顯示。（3）C信號是并行送入到74LS165模塊組，經過74LS165模塊組處理后將24位數據串行輸出到單片機的存儲器中（輸入一組數據需24個時鐘脈沖）。（4） 74LS165是8位并行輸入/串行輸出移位寄存器，74LS165模塊組由3塊74LS165模塊級聯組成，構成24位并行輸入/串行輸出移位寄存器。

2、數據的比選。（1） 數據比選的順序。采集到的任意一組24位數據代碼和K數據庫中的194條數據代碼，按照從1到194的順序逐一進行比較。（2） 比選的方法。任意一組24位數據代碼與K數據庫中數據代碼逐位相與，若相與的結果與K數據庫中的該條數據代碼相等，則輸出該條代碼對應的序號Nk（1≤N≤194、1≤k≤5），送入單片機存儲器2單元里，用于調用L數據庫中Ln的數據。（3）L數據庫的調用。當單片機將采集到的C信號與K數據庫中的194條數據代碼全部進行完比對后，得到結果Nk（1≤N≤194、1≤k≤5），單片機再用Nk（1≤N≤194、1≤k≤5）調用L數據庫中Ln的數據輸出到74LS164模塊組。

3、L數據庫數據的輸出。（1）單片機根據比選的結果Nk（1≤N≤194、1≤k≤5）調用L數據庫中Ln的數據輸出到74LS164模塊組。（2）74LS164模塊組將單片機送來的64位二進制代碼逐位串行輸入到其中的存儲器里，待全部64位代碼輸入后，再一并輸出到通路顯示屏和開關顯示燈處。（3）74LS164模塊組由8片74LS164模塊級聯構成。74LS165是8位串行輸入/并行輸出移位寄存器。

五、顯示系統

顯示部分由通路顯示屏和開關顯示燈兩部分組成。

1、通路顯示屏。（1） 通路顯示屏的顯示。通路顯示屏的顯示包括兩方面內容：通路線段的顯示和通路開關的顯示。（2） 通路上線段的顯示通路上線段是指發射機到同軸交換開關之間的線段、同軸交換開關到交換開關之間、交換開關之間以及交換開關到天線之間的線段，通路顯示屏共有42條線段。每段通道由LED燈帶制成，燈帶為低電平有效，即：每段燈帶對應的L數據庫中的代碼位為“0”時，該段燈帶發光，表示該線段在發射機到天線貫通的通道上。（3） 通路上開關的顯示。通路上開關是指通路所要經過的交換開關，共有19個。開關通道由LED燈帶制成，開關顯示燈的亮滅由74LS164模塊組輸出的L數據庫數據代碼的開關段位（43-61位）的“0”、 “1”狀態決定，為低電平有效，即：每段燈帶對應的L數據庫中的代碼位為“0”時，該段燈帶發光，表示該開關在發射機到天線貫通的通道上。（4） 通路上開關直通、轉向的顯示。通路顯示屏在制作時，應將開關上的直通和轉向通道都制作出來，至于該開關上到底是直通還是亮轉向，則由天線交換開關柜直接送到顯示屏的C信號（二進制代碼，“0”代表轉向，“1”代表直通）決定的。（5） 加高壓情況下通路的顯示。當發射機到天線之間的，且通路上沒有加高壓時，在通路顯示屏上的貫通通路會以藍色顯示出來；當通路上加有高壓時，在通路顯示屏上的貫通通路會以紅色顯示出來。這就要求在選取通路顯示屏上的LED燈帶和LED燈時，需要選取雙色LED燈。

2、開關顯示燈。開關顯示燈使用防干擾燈泡，設置于天線交換開關實際位置處，當其所代表的交換開關上帶高壓時，開關顯示燈發光做警示。（1） 開關顯示燈的亮滅由74LS164模塊組輸出的L數據庫數據代碼的開關段位（43-61位）的“0”、 “1”狀態和發射機是否加有高壓兩方面原因所決定。用Fk（1≤k≤5）表示發射機，Fk=0表示發射機未加高壓，Fk=1表示發射機加高壓。Ln& Fk= Ln時，通路上加高壓，開關顯示燈發光；Ln& Fk= 0 時，通路上無高壓，開關顯示燈不發光。顯示屏上總的顯示為：Ln& F1+ Ln& F2+ Ln& F3+ Ln& F4+ Ln& F5。（2） 由于單片機輸出的信號為低電壓，而開關顯示燈使用的是高電壓。單片機控制開關顯示燈的工作就屬于低電平控制到電壓的工作模式。所以要在74LS164模塊組與防干擾燈泡之間使用電磁繼電器來控制開關顯示燈的通斷。電磁繼電器線包為低電平時繼電器上的開關吸合，交換開關的指示燈發光，電磁繼電器線包為高電平時繼電器上的開關斷開，交換開關的指示燈不發光。