Говорячи про основний принцип конструкції світлодіодного дисплея в поїзді метро

Основний принцип конструкції світлодіодного дисплея в поїзді метро

Основний принцип дизайну світлодіодного дисплея метро;Будучи публічно орієнтованим терміналом для відображення інформації в метро, ​​внутрішній світлодіодний дисплей має дуже широкий спектр цивільної та комерційної цінності.

Зараз транспортні засоби метро, ​​що працюють у Китаї, як правило, оснащені внутрішнім світлодіодним дисплеєм, але є кілька додаткових функцій і вміст на одному екрані.Щоб співпрацювати з використанням нової системи інформації для пасажирів метро, ​​ми розробили новий світлодіодний світлодіодний дисплей для кількох автобусів.

Екран дисплея не тільки має кілька інтерфейсів шини для зовнішнього зв’язку, але також використовує пристрої з шиною однієї шини та I2C у конструкції внутрішньої схеми керування.

Є два видиLED екраниу метро: один розміщений на зовнішній стороні вагона для відображення ділянки руху поїзда, напрямку руху та поточної назви станції, яка сумісна з китайською та англійською мовами;Інша службова інформація також може відображатися відповідно до потреб роботи;Відображення тексту може бути статичним, прокручуванням, перекладом, водоспадом, анімацією та іншими ефектами, а кількість символів, що відображаються, становить 16 × 12 16 матричних символів.Інший – кінцевий внутрішній світлодіодний дисплей, який розміщений у поїзді.Внутрішній світлодіодний дисплей терміналу може попередньо налаштувати термінал відповідно до вимог роботи поїзда та відображати поточний термінал у режимі реального часу, а також поточну температуру в поїзді з 16 символами × вісім 16 символів матриці.

Склад системи

Екран світлодіодної системи відображення складається з однокристального блоку керування мікрокомп’ютера та блоку відображення.Один дисплей може відображати 16 × 16 китайських ієрогліфів.Якщо виробляється система світлодіодного графічного дисплея певного розміру, це можна реалізувати за допомогою кількох інтелектуальних дисплеїв і методу «будівельних блоків».Послідовний зв’язок використовується між блоками відображення в системі.На додаток до керування блоком відображення та передачі інструкцій і сигналів верхнього комп’ютера, блок керування також має вбудований цифровий датчик температури 18B20 з однією шиною.Завдяки модульній конструкції схеми керування, якщо є вимоги до вимірювання вологості, 18b20 можна оновити до модульної схеми, що складається з DS2438 від Dallas та HIH23610 від HoneywELL.Щоб задовольнити комунікаційні потреби всього автомобіля, шина CAN використовується для зв’язку між верхнім комп’ютером і кожним блоком керування в автомобілі.

дизайн апаратного забезпечення

Дисплей складається з панелі світлодіодного дисплея та схеми дисплея.Плата блоку світлодіодного дисплея складається з 4 матричних модулів × 64 матричні універсальні інтелектуальні дисплеї, один дисплей може відображати 4 матричні китайські ієрогліфи чи символи 16 × 16.Послідовний зв'язок використовується між блоками відображення в системі, щоб робота всієї системи була скоординованою та єдиною.Схема дисплея складається з двох 16-контактних портів плоского кабелю, двох тристатичних шинних драйверів 74H245, одного інвертора 74HC04D з шістьма, двох восьми декодерів 74H138 і восьми фіксаторів перемикання 74HC595.Ядром схеми керування є високошвидкісний мікроконтролер 77E58 від WINBOND, а частота кристала становить 24 МГц. AT29C020A є 256 КБ ПЗУ для зберігання бібліотеки китайських символів матриці 16 × 16 і таблиці кодів матриці ASCII 16 × 8.AT24C020 — це EP2ROM на основі послідовної шини I2C, яка зберігає попередньо встановлені оператори, такі як назви станцій метро, ​​привітання тощо. Температура в транспортному засобі вимірюється цифровим датчиком температури 18b20 однієї шини.SJA1000 і TJA1040 є контролером шини CAN і трансивером відповідно.

Схема блоку керування

Ядром всієї системи є динамічний мікроконтролер 77E58 від Winbond.77E58 використовує перероблене ядро ​​мікропроцесора, а його інструкції сумісні з серією 51.Однак, оскільки тактовий цикл становить лише 4 цикли, його швидкість роботи зазвичай у 2-3 рази вища, ніж у традиційного 8051 за тієї самої тактової частоти.Таким чином, частотні вимоги до мікроконтролера в динамічному дисплеї великої ємності китайських ієрогліфів добре вирішені, а також забезпечений сторожовий таймер.77E58 керує флеш-пам'яттю AT29C020 через засув 74LS373 з розміром 256K.Оскільки ємність пам’яті перевищує 64 КБ, у конструкції використовується метод адресації сторінок, тобто P1.1 і P1.2 використовуються для вибору сторінок для флеш-пам’яті, яка розділена на чотири сторінки.Розмір адресації кожної сторінки становить 64 Кб.На додаток до вибору мікросхем AT29C020, P1.5 гарантує, що P1.1 і P1.2 не спричинять неправильну роботу AT29C020, коли вони повторно використовуються на 16-контактному інтерфейсі плоского кабелю.Контролер CAN є ключовою частиною комунікації.Щоб підвищити захист від перешкод, між контролером CAN SJA1000 і трансивером CAN TJA1040 додано високошвидкісний оптрон 6N137.Мікроконтролер вибирає чіп CAN-контролера SJA1000 через P3.0.18B20 - пристрій з однією шиною.Для інтерфейсу між пристроєм і мікроконтролером потрібен лише один порт введення/виведення.Він може безпосередньо перетворювати температуру в цифровий сигнал і виводити його послідовно в режимі 9-бітного цифрового коду.P1.4 вибрано в схемі керування для завершення функцій вибору мікросхеми та передачі даних 18B20.Кабель тактового сигналу SCL і двонаправлений кабель даних SDA AT24C020 підключені відповідно до інтерфейсів плоских проводів P1.6 і P1.7.16 мікроконтролера, які є частинами інтерфейсу схеми керування та схеми відображення.

Підключення та управління дисплеєм

Частина схеми дисплея з’єднана з 16-контактним портом плоского проводу частини схеми керування через 16-контактний порт плоского проводу (1), який передає інструкції та дані мікроконтролера на схему світлодіодного дисплея.16-контактний плоский провід (2) використовується для каскадного з’єднання кількох екранів.Його підключення в основному таке ж, як і 16-контактний порт з плоским дротом (1), але слід зазначити, що його кінець R підключено до кінця DS восьмого 74H595 зліва направо на малюнку 2. При каскадному підключенні він буде з’єднано послідовно з портом 16-контактного плоского кабелю (1) наступного екрана дисплея (як показано на малюнку 1).CLK — це термінал тактового сигналу, STR — термінал фіксації рядків, R — термінал даних, G (GND) і LOE — це термінали включення підсвічування рядків, а A, B, C, D — це термінали вибору рядків.Конкретні функції кожного порту такі: A, B, C, D – це термінали вибору рядків, які використовуються для керування конкретним надсиланням даних із верхнього комп’ютера до призначеного рядка на панелі дисплея, а R – дані термінал, який приймає дані, передані мікроконтролером.Послідовність роботи блоку світлодіодного дисплея виглядає наступним чином: після того, як термінал тактового сигналу CLK отримує дані на терміналі R, схема керування вручну дає передній фронт імпульсу, і STR знаходиться в рядку даних (16 × 4) Після того, як усі 64 дані передано, наростаючий фронт імпульсу дається для фіксації даних;LOE встановлюється на 1 мікроконтролером для підсвічування лінії.Принципова схема схеми дисплея показана на малюнку 3.

Модульна конструкція

Транспортні засоби метро мають різні вимоги до внутрішнього світлодіодного дисплея відповідно до фактичної ситуації, тому ми повністю врахували це при проектуванні схеми, тобто за умови забезпечення незмінності основних функцій і структур окремі модулі можна замінити.Завдяки такій структурі схема керування світлодіодами має гарну розширюваність і зручність використання.

Модуль температури і вологості

У жарких і дощових районах на півдні, незважаючи на те, що у вагоні є кондиціонер із постійною температурою, вологість також є важливим показником, про який піклуються пасажири.Розроблений нами модуль температури та вологості має функцію вимірювання температури та вологості.Температурний модуль і модуль температури та вологості мають однаковий інтерфейс розетки, обидва з яких є одношинними структурами та керуються портом P1.4, тому їх зручно міняти.HIH3610 — це триконтактний інтегрований датчик вологості з вихідною напругою виробництва компанії Honeywell.DS2438 — це 10-розрядний аналого-цифровий перетворювач з інтерфейсом зв’язку з єдиною шиною.Мікросхема містить цифровий датчик температури з високою роздільною здатністю, який можна використовувати для температурної компенсації датчиків вологості.

Модуль розширення шини 485

Як зрілий і дешевий автобус, автобус 485 займає незамінну позицію в галузі промисловості та транспорту.Тому ми розробили модуль розширення шини 485, який може замінити оригінальний модуль CAN для зовнішнього зв’язку.Модуль використовує фотоелектричну ізоляцію MAXIM MXL1535E як приймач 485.Для забезпечення сумісності керування як MXL1535E, так і SJA1000 чіпи вибрані через P3.0.Крім того, електрична ізоляція 2500VRMS забезпечується між стороною RS2485 і контролером або стороною логіки керування через трансформатор.Схема діода TVS додана до вихідної частини модуля, щоб зменшити перешкоди на лінії.Перемички також можна використовувати, щоб вирішити, чи навантажувати опір клеми шини.

Дизайн програмного забезпечення

Системне програмне забезпечення складається з програмного забезпечення керування верхнім комп’ютером і програмного забезпечення керування контролером блоку.Верхнє програмне забезпечення для керування комп’ютером розроблено на операційній платформі Windows22000 з використанням C++BUILD6.0, включаючи вибір режиму відображення (включно зі статичним, миготливим, прокручуванням, введенням тексту тощо), вибір напрямку прокручування (включаючи прокручування вгору та вниз і вліво та прокручування праворуч), динамічне налаштування швидкості відображення (тобто частота миготіння тексту, швидкість прокручування, швидкість відображення набору тексту тощо), введення вмісту відображення, попередній перегляд відображення тощо.

Коли система працює, система може не лише відображати символи, такі як повідомлення станції та рекламу, відповідно до попередньо встановлених налаштувань, але також вручну вводити необхідні символи дисплея.Керуюче програмне забезпечення контролера пристрою програмується KEILC 8051 і закріплюється в EEPROM однокристального комп’ютера 77E58.Це в основному завершує зв’язок між верхнім і нижнім комп’ютерами, збирає дані про температуру та вологість, контролює інтерфейс вводу-виводу та інші функції.Під час фактичної роботи точність вимірювання температури досягає ± 0,5 ℃, а точність вимірювання вологості досягає ± 2% RH

Висновок

Ця стаття представляє ідею дизайну внутрішнього світлодіодного дисплея метро з точки зору дизайну апаратної схеми, логічної структури, композиційної блок-схеми тощо. Завдяки розробці модуля інтерфейсу польової шини та інтерфейсу модуля температури і вологості внутрішній світлодіодний екран може адаптуватися до вимог різних середовищ, має хорошу масштабованість і універсальність.Після багатьох випробувань внутрішній світлодіодний екран був використаний у новій системі інформації про пасажирів вітчизняного метро, ​​і ефект хороший.Практика доводить, що екран дисплея може добре завершити статичне відображення китайських ієрогліфів і графіки, а також різні динамічні дисплеї, і має характеристики високої яскравості, відсутності мерехтіння, простого логічного керування тощо, що повністю відповідає вимогам до відображення транспортних засобів метро. дляLED екрани.