微机控制LED点阵显示屏设计 第15页
显示驱动板
入显，J;二1564.45XIO一6MTBF=639.2oh
主控板
入主。:‘二305.87X10一6MTBF=3269.35h
电源板
入电源==394.37X10一6MTBF=2535.67h
根据以上各模块失效率的统计值可得出该显示系统的总失效率为
入全总二入显示十入主控十入，酬二2264.69X10一6
MTBF=441.56h
2.按军品标准失效率计算
整个系统各模块所用元器件均按军品标准失效率统计，计算得
失效率及平均无故障工作时间MTBF，数据如下:
显示驱动板
入显示二156.44Xlo一6MTBF二6392.23h
主控板
入主控二30.59X10一6MTBF==32690.42h
电源板
入.。*:二39.44X10一6MTBF二25354.97h
第辣章附属单元及可靠性预计
根据以上各模块失效率的统计值可得出该显示系统的总失效率为
入全总=入显示+入主控十入电源=226.47X10一6
MTBF=4415.6Oh
通过采用两种标准计算出的结果可以看出相差很大。因此，在
过程中，采用高质量的元器件对提高整机的可靠性是至关重要的。
6.2.4讨论
针对采用军用标准计算出的各模块可靠性指标，可以看出:
显示驱动板的失效率入显示=156.44X10一6比其它各模块的失效
多，这是影响系统可靠性的关键。究其原因是组成模块的元件数量
例如，显示驱动板单是发光显示器件就有10X9X8x8二5760个。
件数目的增多，必然导致失效几率的增大，MTBF的减小。所以在进
时，为了提高系统的可靠性，、应把系统设计的越简单越好，也就是
同样功能，系统的设备越少越好;并尽量采用高稳定电路和高质量元
假设系统在并行冗余或后备冗余的两种情况下运行，有如下两个
.假设整机元件均存在并行冗余结构，即当有某一元件或模块
可由另一并行工作的元件或模块替代，保证整机的正常工作
根据可靠性原理，得:
R‘=ZR一RZ
MTB:一了R，dt一补。一。一，力)dt一奥了言之凡
假设整机元件均存在后备冗余结构，即工作单元数是不变
某一元件或工作模块失效时，有完全可靠的检查和转换装置
转换开关导向后备的元器件或模块，也可以通过文修的方式
更换性能良好的元件或模块。在所用元件相同，失效检查和
置百分之百的可靠，而且备用失效率又为零的情况下，两单
个单元备用)的系统的可靠度为:
R，=e一七(l+兄t)
第辣章附属单元及可靠性预计
MTBF一丁R，dt-0一力+方e一七)故2兄(5)召了.、1.0
从以上三种工作模式:串联、并行冗余、后备冗余得出的平均
作时间(式(3)(4)(5)可以看出，系统采用不同的结构对系统
靠性有很大影响。在实际设计中，很少把整个系统都设计成有冗余
因为尽管冗余设计可以提高任务可靠度，但会降低基本可靠度并增
后勤保障的负担，所以，只能针对很重要的模块或失效率较高的模块
计成具有冗余的结构。
针对本实例中对可靠性影响较大的显示屏采用后备冗余设计来
系统的可靠性指标。
在实际设计中，把显示屏设计成模块化结构，即整个显示屏由
个8x8的显示方块组成。当显示屏中有若干个发光点损坏时，只
点所在的显示方块取下，替换上完好的显示模块即可。
根据式(5)有:
MTBF=介R，dt一止兰分‘元。二
U月匕.J、
坛显示=
156.44xlo一6
156.44x10一6
=12784.45h
人了TB瓜显示2
78.22xl0一6
兄新全总=兄新显示+兄主控+兄电源=148.25x10一6
MTBF新全总=6745.36h
从上述预计的可靠性指标可以看出，把系统中关键的单元设计成
余的结构，可以极大的提高系统的可靠性。
特别需要强调的是系统在实际使用中，当有若干个元器件失效
影响系统的正常工作。上述计算的系统平均无故障时间是系统中没有
器件失效的情况。所以，实际应用时系统正常工作时间通常比计算
得多，但通过计算可以为我们提供一个确凿的理论依据，来评价一个
最低平均无故障工作时间。
第七章总结与展望
第七章总结与展望
京练
本文提出了一种实现微机控制L印点阵显示屏的新方案。LED
屏主要包括主控电路和显示刷新电路两部分。主控电路负责与上位
收待传送点阵信息，刷新显示RAM内容，向显示电路传送数据;刷
责点阵的逐行动态扫描。
因此显示屏的显示质量和显示规模在很大程度上取决于主控
示电路的传送速度以及显示屏的刷新速度。这样如何提高显示数据
度和动态扫描速率就成为本文的研究基础。在此基础上，本文提出
算机多机技术和嵌入式结构，使系统实现多机并行处理和LED显
块化及采用双端口静态随机存储器使双CPU共享数据区，实现大
高速交换是本文的主要特点之一。
据此本文主要完成了以下几个方面的工作:
1.在总体设计上，运用集散控制理论，在统一协调的基础上进行
控制，并使功能分散、危险分散来达到设计的优化。
2.在硬件电路上，采用双端口静态随机存储器(Dual一PortSRAM
量数据的高速交换;运用分布式动态扫描电路来实现显示屏的快
使用显示单元来实现显示屏拼装的模块化;利用RS一485总线实
据的快速准确传送。
3.在软件上，在Windows95环境下采用面向对象的编程技术进行
控制，并提供友好的用户界面、清新的菜单窗口和强大的控制功
4.在可靠性预计上，采用元器件计数法，对产品的可靠性进行初
计算，同时粗略的分析了影响产品系统可靠性的因素，并给出
解决办法。
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