Grundlæggende designprincip for led-skærm i metrotog
Det grundlæggende designprincip for undergrundsled skærm;Som en offentlig orienteret informationsterminal i metroen har indendørs led display en meget bred vifte af civil og kommerciel værdi.
På nuværende tidspunkt er metrokøretøjer, der opererer i Kina, generelt udstyret med indendørs LED-display, men der er få ekstra funktioner og indhold på enkelt skærm.For at samarbejde med brugen af det nye metro passagerinformationssystem har vi designet en ny multibus metro LED dynamisk displayskærm.
Skærmen har ikke kun flere busgrænseflader i ekstern kommunikation, men vedtager også enkeltbus- og I2C-busenheder i det interne kontrolkredsløbsdesign.
Der er to slagsLED skærmepå metroen: en er placeret på ydersiden af vognen for at vise togsektionen, køreretningen og det aktuelle stationsnavn, som er kompatibelt med kinesisk og engelsk;Andre serviceoplysninger kan også vises i henhold til betjeningsbehov;Tekstvisningen kan være statisk, rullende, oversættelse, vandfald, animation og andre effekter, og antallet af viste tegn er 16 × 12 16 dot matrix-tegn.Den anden er terminalens indendørs LED-display, som er placeret i toget.Terminalens indendørs LED-display kan forudindstille terminalen i henhold til togdriftskravene og vise den aktuelle terminal i realtid samt den aktuelle temperatur i toget med 16 tegn × Otte 16 matrix-tegn.
Systemsammensætning
LED-displaysystemets skærm er sammensat af en enkelt-chip mikrocomputerkontrolenhed og en displayenhed.En enkelt displayenhed kan vise 16 × 16 kinesiske tegn.Hvis der produceres en vis størrelse af LED grafisk displaysystem, kan det realiseres ved at bruge flere intelligente displayenheder og metoden med "byggeklodser".Seriel kommunikation bruges mellem displayenheder i systemet.Ud over at styre displayenheden og sende instruktionerne og signalerne fra den øverste computer, er styreenheden også indbygget med en enkelt bus digital temperaturføler 18B20.Takket være styrekredsløbets moduldesign kan 18b20, hvis der er krav til fugtmåling, opgraderes til modulkredsløbet sammensat af DS2438 fra Dallas og HIH23610 fra HoneywELL.For at imødekomme hele køretøjets kommunikationsbehov, bruges CAN-bus til kommunikation mellem den øverste computer og hver kontrolenhed i køretøjet.
hardware design
Displayenheden er sammensat af LED-displaypanel og displaykredsløb.LED-displayenhedskortet er sammensat af 4 dot matrix moduler × 64 dot matrix universel intelligent displayenhed, en enkelt displayenhed kan vise 4 16 × 16 dot matrix kinesiske tegn eller symboler.Seriel kommunikation anvendes mellem displayenheder i systemet, således at hele systemets arbejde er koordineret og samlet.Displaykredsløbet består af to 16-bens flade kabelporte, to 74H245 tristate busdrivere, en 74HC04D seks inverter, to 74H138 otte dekodere og otte 74HC595 skiftelåse.Kernen i kontrolkredsløbet er højhastighedsmikrocontrolleren 77E58 fra WINBOND, og krystalfrekvensen er 24MHz AT29C020A er en 256K ROM til lagring af 16 × 16 dot matrix kinesisk tegnbibliotek og 16 × 8 dot matrix ASCII kodetabel.AT24C020 er en EP2ROM baseret på I2C seriel bus, som gemmer forudindstillede udsagn, såsom navne på metrostationer, hilsner osv. Temperaturen i køretøjet måles af den digitale enkeltbus-temperaturføler 18b20.SJA1000 og TJA1040 er henholdsvis CAN bus controller og transceiver.
Design af styrekredsløbsenhed
Hele systemet tager den dynamiske mikrocontroller 77E58 fra Winbond som kernen.77E58 har en nydesignet mikroprocessorkerne, og dens instruktioner er kompatible med 51-serien.Men fordi urcyklussen kun er på 4 cyklusser, er dens kørehastighed generelt 2 ~ 3 gange højere end den traditionelle 8051 ved samme clockfrekvens.Derfor er frekvenskravene til mikrocontrolleren i den dynamiske visning af kinesiske tegn med stor kapacitet godt løst, og vagthunden er også tilvejebragt.77E58 styrer flashhukommelsen AT29C020 gennem låsen 74LS373, med en størrelse på 256K.Da hukommelseskapaciteten er større end 64K, anvender designet paging-adresseringsmetoden, det vil sige, at P1.1 og P1.2 bruges til at vælge sider til flashhukommelsen, som er opdelt i fire sider.Adresseringsstørrelsen på hver side er 64K.Ud over at vælge AT29C020-chips, sikrer P1.5, at P1.1 og P1.2 ikke vil forårsage fejlbetjening af AT29C020, når de genbruges på 16-bens fladkabel-interfacet.CAN-controlleren er nøgledelen af kommunikationen.For at forbedre anti-interferensevnen er der tilføjet en 6N137 højhastighedsoptokobler mellem CAN-controlleren SJA1000 og CAN-transceiveren TJA1040.Mikrocontrolleren vælger CAN-controlleren SJA1000-chippen gennem P3.0.18B20 er en enkelt busenhed.Den behøver kun én I/O-port til grænsefladen mellem enheden og mikrocontrolleren.Det kan direkte konvertere temperaturen til et digitalt signal og udsende det serielt i en 9-bit digital kodetilstand.P1.4 er valgt i styrekredsløbet for at fuldføre chipudvælgelsen og datatransmissionsfunktionerne i 18B20.Urkablet SCL og det tovejsdatakabel SDA fra AT24C020 er tilsluttet henholdsvis P1.6 og P1.7.16 pin fladtrådsgrænseflader på mikrocontrolleren, som er grænsefladedelene af kontrolkredsløbet og displaykredsløbet.
Displayenhed tilslutning og kontrol
Displaykredsløbsdelen er forbundet med 16-bens fladledningsporten på styrekredsløbsdelen gennem 16-bens fladledningsporten (1), som overfører instruktionerne og dataene fra mikrocontrolleren til LED-displaykredsløbet.Den 16-benede flade ledning (2) bruges til at overlappe flere skærme.Dens forbindelse er stort set den samme som 16-bens fladtrådsporten (1), men det skal bemærkes, at dens R-ende er forbundet til DS-enden af den ottende 74H595 fra venstre mod højre i figur 2. Når den kaskades, vil den være forbundet i serie med 16-bens fladkabel-porten (1) på den næste skærm (som vist i figur 1).CLK er ursignalterminalen, STR er rækkelåsterminalen, R er dataterminalen, G (GND) og LOE er rækkelysaktiveringsterminalerne, og A, B, C, D er rækkevalgsterminalerne.De specifikke funktioner for hver port er som følger: A, B, C, D er rækkevalgsterminaler, som bruges til at styre den specifikke afsendelse af data fra den øverste computer til den udpegede række på displaypanelet, og R er dataene terminal, som accepterer de data, der transmitteres af mikrocontrolleren.Arbejdssekvensen for LED-displayenheden er som følger: efter at CLK-ursignalterminalen modtager en data på R-terminalen, giver styrekredsløbet manuelt en puls stigende flanke, og STR er i en række af data (16 × 4) Efter at alle 64 data er transmitteret, gives en stigende pulskant for at låse dataene;LOE indstilles til 1 af mikrocontrolleren for at tænde linjen.Det skematiske diagram af displaykredsløbet er vist i figur 3.
Modulært design
Metro-køretøjer har forskellige krav til indendørs led-display i henhold til den faktiske situation, så vi har fuldt ud overvejet dette ved design af kredsløbet, det vil sige under betingelse af at sikre, at hovedfunktionerne og strukturerne forbliver uændrede, kan specifikke moduler udskiftes.Denne struktur gør, at LED-kontrolkredsløbet har god udvidelsesmuligheder og brugervenlighed.
Temperatur- og fugtighedsmodul
I de varme og regnfulde områder i syd, selvom der er et klimaanlæg med konstant temperatur i bilen, er luftfugtigheden også en vigtig indikator, som passagererne bekymrer sig om.Temperatur- og fugtmodulet designet af os har funktionen til at måle temperatur og luftfugtighed.Temperaturmodulet og temperatur- og fugtighedsmodulet har samme stikkontakt, som begge er enkeltbusstrukturer og styres af P1.4-porten, så det er praktisk at udskifte dem.HIH3610 er en treterminal integreret fugtighedssensor med spændingsudgang produceret af Honeywell Company.DS2438 er en 10 bit A/D-konverter med et enkelt buskommunikationsinterface.Chippen indeholder en digital temperaturføler i høj opløsning, som kan bruges til temperaturkompensation af fugtfølere.
485 bus udvidelsesmodul
Som en moden og billig bus har 485 bus en uerstattelig position inden for industriområdet og trafikområdet.Derfor har vi designet et 485 bus udvidelsesmodul, som kan erstatte det originale CAN-modul til ekstern kommunikation.Modulet bruger MAXIMs fotoelektriske isolering MXL1535E som 485 transceiver.For at sikre kontrolkompatibilitet er både MXL1535E og SJA1000 chipvalgt gennem P3.0.Derudover er der tilvejebragt 2500VRMS elektrisk isolation mellem RS2485-siden og controller- eller styrelogiksiden gennem transformeren.TVS diodekredsløb er tilføjet til udgangsdelen af modulet for at reducere linjespændingsinterferens.Jumpere kan også bruges til at beslutte, om busterminalmodstand skal indlæses.
Software design
Systemsoftwaren er sammensat af øverste computerstyringssoftware og enhedscontrollerkontrolsoftware.Den øverste computerstyringssoftware er udviklet på Windows22000-operativplatformen ved hjælp af C++BUILD6.0, inklusive valg af visningstilstand (inklusive statisk, blinkende, rulning, indtastning osv.), valg af rulleretning (inklusive rulning op og ned og venstre og venstre og højrerulning), dynamisk visningshastighedsjustering (dvs. tekstblinkfrekvens, rullehastighed, indtastningshastighed osv.), Indtastning af visningsindhold, visning af visning osv.
Når systemet kører, kan systemet ikke kun vise tegnene såsom stationsmeddelelser og reklamer i henhold til de forudindstillede indstillinger, men også manuelt indtaste de nødvendige displaytegn.Kontrolsoftwaren til enhedscontrolleren er programmeret af KEILC af 8051 og størknet i EEPROM'en på enkeltchipcomputeren 77E58.Det fuldender hovedsageligt kommunikationen mellem de øvre og nedre computere, dataindsamling af temperatur og fugtighed, I/O-interfacekontrol og andre funktioner.Under faktisk drift når temperaturmålenøjagtigheden ± 0,5 ℃, og fugtmålingens nøjagtighed når ± 2 % relativ luftfugtighed
Konklusion
Dette papir introducerer designideen til indendørs LED-displayskærm i undergrundsbanen ud fra aspekterne af hardware-skematisk diagramdesign, logikstruktur, sammensætningsblokdiagram osv. Gennem designet af feltbus-interfacemodul og temperaturfugtighedsmodul-grænseflade kan den indendørs LED-skærmskærm tilpasse sig kravene i forskellige miljøer og har god skalerbarhed og alsidighed.Efter mange tests er den indendørs LED-skærm blevet brugt i det nye passagerinformationssystem for indenlandsk metro, og effekten er god.Praksis beviser, at skærmen godt kan fuldføre den statiske visning af kinesiske tegn og grafik og forskellige dynamiske skærme og har karakteristika af høj lysstyrke, ingen flimmer, simpel logikkontrol osv., som fuldt ud opfylder visningskravene til metrokøretøjer tilLED skærme.
Indlægstid: 16. december 2022