Речь идет об основных принципах проектирования светодиодных экранов метрополитена; внутренние светодиодные экраны, как своеобразный информационный дисплей терминала, обращенного к публике в метро, имеют очень широкий спектр гражданских и коммерческих ценностей.
В настоящее время транспортные средства метро, работающие в стране, как правило, оснащены внутренними светодиодными дисплеями, но дополнительных функций меньше, а экран отображения содержимого является единым. Для того, чтобы сотрудничать с использованием новой системы информирования пассажиров метрополитена, мы разработали новый многоавтобусный светодиодный дисплей метро динамический экран.
Светодиодный дисплей метро
Внутренний светодиодный дисплей Subway
Дисплей не только имеет множество интерфейсов шины для внешней связи, но и использует устройства с одной шиной и шиной I2C при проектировании внутренней цепи управления.
В метро существует два типа светодиодных экранов: один размещается на внешней стороне вагона, используется для отображения секции движения поезда, направления движения и названия текущей станции, совместимой с китайским и английским языками; он также может отображать другую служебную информацию в соответствии с потребностями операции; Отображение текста может быть Выбрать статические, прокрутку, перевод, водопад, анимацию и другие эффекты, количество отображаемых символов составляет 12 16×16 точечных матричных символов. Другим является терминал внутреннего светодиодного дисплея, который размещается в автомобиле. Внутренний светодиодный дисплей терминала может предустанавливать терминал в соответствии с требованиями к эксплуатации поезда и отображать текущий терминал в режиме реального времени. Он также может отображать текущую температуру в автомобиле и отображать символы. Это число равно 8 16×16 точечным матричным символам.
Светодиодный дисплей метро
Светодиодный дисплей метро
Компоненты системы
Экран системы светодиодных дисплеев состоит из однокристального микрокомпьютерного блока управления и блока отображения. Один дисплей может отображать 4 китайских иероглифа 16×16. Если производится светодиодная графическая система отображения определенного размера, используется только несколько интеллектуальных дисплеев. Может быть реализован метод «строительных блоков», а блоки отображения в системе соединены последовательной связью. Помимо управления блоком отображения и передачи инструкций и сигналов с верхнего компьютера, в блок управления также встроен одноосновной цифровой датчик температуры 18В20. Благодаря модульной конструкции цепи управления, если также требуется измерение влажности, 18b20 может быть модернизирован до модульной схемы, состоящей из DS2438 Dallas и HIH23610 honeywELl. Чтобы удовлетворить потребности в связи всего транспортного средства, связь по шине CAN принимается между хост-компьютером и каждым блоком управления в транспортном средстве.
Внутренний светодиодный дисплей Subway
Внутренний светодиодный дисплей Subway
проектирование аппаратного обеспечения
Дисплейный блок состоит из светодиодной панели дисплея и схемы отображения. Плата светодиодного дисплея представляет собой универсальный интеллектуальный дисплей с матрицей 16×64 точки, состоящий из 4 матричных модулей. Один дисплей может отображать 4 16×16 матричных китайских иероглифов на весь экран. Или символ, последовательная связь принимается между блоками отображения в системе, так что работа всей системы координируется и унифицирована. Схема дисплея состоит из двух 16-контактных кабельных портов, двух трехэтапных драйверов шины 74H245, одного шести инверторов 74HC04D, двух восьми декодеров 74H138 и восьми защелок сдвига 74HC595. Ядром схемы управления является высокоскоростной однокристальный микрокомпьютер WINBOND 77E58, кристаллическая частота составляет 24 МГц. AT29C020A - это 256K ROM, используемый для хранения 16×16 точечной матрицы китайской библиотеки символов и 16×8 точечной матрицы ASCII таблицы кодов. AT24C020 - это EP2ROM на основе последовательной шины I2C, которая хранит предустановленные предложения, такие как названия станций метро, приветствия и т. Д. Температура в транспортном средстве измеряется одноосным цифровым датчиком температуры 18б20. SJA1000 и TJA1040 являются контроллером шины CAN и приемопередатчиком соответственно.
Конструкция блока схемы управления
Вся система основана на динамическом микроконтроллере Winbond 77E58. В модели 77E58 используется переработанное микропроцессорное ядро. Его инструкции совместимы с серией 51. Однако, поскольку тактовый цикл составляет всего 4 цикла, его рабочая скорость, как правило, быстрее, чем у той же тактовой частоты. Традиционный 8051 увеличен в 2 ~ 3 раза, поэтому он решает частотные требования однокристального микрокомпьютера во время динамического отображения китайских иероглифов большой емкости. Кроме того, он также поставляется со сторожевым псом. 77E58 управляет флэш-памятью AT29C020 через защелку 74LS373, размер которой составляет 256K. Поскольку объем памяти превышает 64 КБ, метод адресации страниц принят в проекте, то есть использовать P1.1 и P1.2 для выбора страницы флэш-памяти. Он разделен на 4 страницы. Размер адресации каждой страницы составляет 64 КБ. В дополнение к выбору микросхемы AT29C020, P1.5 также гарантирует, что P1.1 и P1.2 не будут вызваны AT29C020 при их мультиплексировании на 16-контактном кабельном интерфейсе. Неправильная операция. Контроллер CAN является ключевой частью связи. Для улучшения антиинтерференционной способности между контроллером CAN SJA1000 и приемопередатчиком CAN TJA1040 добавляется высокоскоростное оптопарное устройство 6N137, а однокристальный микрокомпьютер выбирает контроллер CAN SJA1000 через P3.0. 18B20 представляет собой устройство с одной шиной. Интерфейс между устройством и однокристальным микрокомпьютером должен занимать только один порт ввода-вывода. Он может напрямую преобразовывать температуру в цифровой сигнал и выводить ее последовательно в режиме 9-битного цифрового кода. P1.4 выбирается в цепи управления для завершения сопряжения. 18B20 выбор чипа и функция передачи данных. Тактовая линия SCL и двунаправленная линия данных SDA AT24C020 соответственно подключены к P1.6 и P1.7 однокристального микрокомпьютера. 16-контактный кабельный интерфейс является интерфейсной частью цепи управления и схемы отображения.
Подключение и управление дисплейным блоком
Часть схемы отображения подключается к 16-контактному кабельному порту части цепи управления через 16-контактный кабель (1) порт. 16-контактный кабельный порт (1) передает инструкции и данные однокристального микрокомпьютера в схему светодиодного дисплея. 16-контактный кабель (2) ) Используется для каскадирования нескольких экранов дисплея. Его соединение в основном такое же, как и 16-контактный кабельный порт (1), но следует отметить, что разъем R подключен к 8-му терминалу 74H595 DS слева направо на рисунке 2. При каскадировании он будет последовательно соединен с 16-контактным кабелем (1) порта следующего экрана дисплея (как показано на рисунке 1). CLK - это терминал тактового сигнала, STR - терминал защелки строки, R - терминал данных, G (GND) и LOE - терминалы для освещения строк, а A, B, C и D - терминалы выбора строк. Специфические функции каждого порта заключаются в следующем: A, B, C, D – это терминалы выбора строк, которые используются для управления данными с хост-компьютера в указанную строку на панели отображения, а R – терминал данных, который принимает данные, передаваемые однокристальным микрокомпьютером. Рабочая последовательность светодиодного дисплея выглядит следующим образом: После того, как терминал тактового сигнала CLK получает данные на терминале R, схема управления искусственно дает восходящий край импульса. Восходящий край импульса используется для фиксации данных; LOE устанавливается микроконтроллером для освещения ряда. Принципиальная схема схемы отображения показана на рисунке 3.
Модульная конструкция
Транспортные средства метро имеют разные требования к внутренним светодиодным экранам в зависимости от фактических условий, поэтому мы полностью учли это при проектировании схемы, то есть конкретные модули могут быть заменены при условии, что основные функции и структура останутся неизменными. Такая структура делает светодиодную схему управления хорошей масштабируемостью и простотой использования.
Модуль температуры и влажности
В жарких и дождливых районах юга, несмотря на постоянную температуру кондиционера в автомобиле, влажность также является важным показателем беспокойства пассажиров. Разработанный нами модуль температуры и влажности имеет функцию измерения температуры и влажности. Температурный модуль и модуль температуры и влажности имеют один и тот же интерфейс разъема, и оба имеют единую структуру шины, и оба управляются портом P1.4, поэтому замена очень удобна. HIH3610 - это трехконтактный встроенный датчик влажности с выходным напряжением производства Honeywell. DS2438 - это 10-разрядный аналого-цифровой преобразователь с интерфейсом связи с одной шиной. Чип содержит цифровой датчик температуры высокого разрешения, который можно использовать для измерения температуры датчика влажности. компенсировать.
Модуль расширения шины 485
Как зрелый и дешевый автобус, автобус 485 имеет незаменимое положение в промышленной сфере и транспортной сфере. По этой причине мы разработали модуль расширения шины 485, который может заменить оригинальный модуль CAN для внешней связи. Этот модуль использует фотоэлектрически изолированный MXL1535E MAXIM в качестве приемопередатчика 485. Чтобы обеспечить совместимость в управлении, MXL1535E и SJA1000 выбираются чипом через P3.0. Кроме того, трансформатор обеспечивает электрическую изоляцию 2500VRMS между стороной RS2485 и стороной контроллера или логики управления. К выходу модуля добавляется диодная схема TVS для уменьшения помех перенапряжения линии. Перемычки также могут быть использованы для определения того, следует ли загружать терминальное сопротивление шины.
разработка программного обеспечения
Системное программное обеспечение состоит из верхнего программного обеспечения для управления компьютером и программного обеспечения для управления контроллером блока. Верхнее программное обеспечение для управления компьютером разработано на операционной платформе Windows22000 с использованием C++BUILD6.0, включая выбор режима отображения (включая статический, мигающий, прокручивающий, ввод текста и т. Д.), Выбор направления прокрутки (включая прокрутку вверх и вниз и прокрутку влево и вправо), Динамическую настройку скорости отображения (т. Е. Частота мигания текста, скорость прокрутки, скорость ввода текста и т. Д.), Ввод содержимого дисплея и предварительный просмотр дисплея, и так далее.
Когда система запущена, система может не только отображать такие символы, как объявления станций, рекламные объявления и т. Д. В соответствии с предустановкой, но и вручную вводить необходимые символы отображения. Программное обеспечение для управления контроллером блока использует программирование 8051 KEILC, закрепленное в EEPROM однокристального 77E58, и в основном выполняет функции связи между верхним и нижним компьютерами, сбора данных о температуре и влажности и управления интерфейсом ввода-вывода. При фактической эксплуатации точность измерения температуры достигает ±0,5 °C, а точность измерения влажности достигает ±2% относительной влажности.
в заключение
Из аппаратного схемотехнического оформления, логической структуры, блок-схемы композиции и т.д. внедряются дизайнерские идеи внутреннего светодиодного дисплея метрополитена. Благодаря конструкции интерфейсного модуля промышленной сети и интерфейса модуля температуры и влажности внутренний светодиодный дисплей может адаптироваться к различным условиям. Требования, с хорошей масштабируемостью и универсальностью. После многих тестов на внутренний светодиодный дисплей был установлен в отечественном метро новая система информирования пассажиров для пробного использования, и эффект хороший. Практика доказала, что экран дисплея хорошо дополняет статическое отображение китайских иероглифов и графики и различных динамических дисплеев, а также обладает характеристиками высокой яркости, отсутствия мерцания и простого логического управления, что полностью отвечает требованиям к отображению автомобилей метро на светодиодном экране.
