Основен принцип на дизајнирање на LED екранот во возот на метрото
Основниот принцип на дизајн на екранот со ЛЕД на метрото;Како јавен ориентиран терминал за прикажување информации во метрото, внатрешен LED дисплеј има многу широк опсег на цивилна и комерцијална вредност.
Во моментов, возилата на подземната железница кои работат во Кина се генерално опремени со внатрешен LED дисплеј, но има неколку дополнителни функции и содржина на прикажување на еден екран.Со цел да соработуваме со користењето на новиот информативен систем за патници во метрото, дизајниравме нов LED динамичен дисплеј на метро со повеќе автобуси.
Екранот за прикажување не само што има повеќе интерфејси на магистралата во надворешната комуникација, туку исто така прифаќа уреди со единечна магистрала и I2C магистрали во дизајнот на колото за внатрешна контрола.
Постојат два вида наLED екраниво метрото: еден е поставен на надворешната страна на вагонот за да се прикаже делот за возење на возот, насоката на движење и тековното име на станицата, што е компатибилно со кинески и англиски јазик;Може да се прикажат и други информации за услугата според потребите за работа;Приказот на текстот може да биде статичен, лизгачки, превод, водопад, анимација и други ефекти, а бројот на прикажани знаци е 16 × 12 16 знаци од матрица со точки.Другиот е терминалниот внатрешен LED дисплеј, кој е поставен во возот.Внатрешниот LED екран на терминалот може да го постави терминалот според барањата за работа на возот и да го прикаже моменталниот терминал во реално време, како и моменталната температура во возот, со 16 знаци × осум матрични знаци со 16 точки.
Системски состав
Екранот на системот за LED дисплеј е составен од контролна единица за микрокомпјутер со еден чип и единица за прикажување.Единицата за прикажување може да прикажува 16 × 16 кинески знаци.Доколку се произведе одредена големина на LED графички систем за прикажување, тоа може да се реализира со користење на неколку интелигентни приказни единици и методот на „градежни блокови“.Сериската комуникација се користи помеѓу единиците за прикажување во системот.Покрај контролирањето на единицата за прикажување и пренесувањето на инструкциите и сигналите на горниот компјутер, контролната единица е вградена и со еден дигитален температурен сензор со една магистрала 18B20.Благодарение на дизајнот на модулот на контролното коло, доколку има барања за мерење на влажноста, 18b20 може да се надгради во колото на модулот составен од DS2438 од Dallas и HIH23610 од HoneywELL.За да се задоволат комуникациските потреби на целото возило, CAN магистралата се користи за комуникација помеѓу горниот компјутер и секоја контролна единица во возилото.
хардверски дизајн
Единицата за прикажување е составена од LED панел за дисплеј и коло на екранот.Единицата за LED дисплеј е составена од 4 модули со матрица со точки × универзална интелигентна единица за прикажување со матрица со 64 точки, една единица за прикажување може да прикаже 4 кинески знаци или симболи со матрица со точки 16 × 16.Сериската комуникација се користи помеѓу приказните единици во системот, така што работата на целиот систем е координирана и унифицирана.Колото на екранот се состои од две 16 пински рамни порти за кабел, два 74H245 тристатни магистрали, еден 74HC04D шест инвертер, два 74H138 осум декодери и осум 74HC595 брави за смена.Јадрото на контролното коло е брзиот микроконтролер 77E58 на WINBOND, а кристалната фреквенција е 24 MHz.AT24C020 е EP2ROM базиран на сериски автобус I2C, кој складира претходно поставени изјави, како што се имиња на станици на метрото, поздрави итн. Температурата во возилото се мери со дигитален температурен сензор 18b20 од една автобуска.SJA1000 и TJA1040 се CAN магистрален контролер и примопредавател соодветно.
Дизајн на контролната единица
Целиот систем го зема динамичниот микроконтролер 77E58 на Winbond како јадро.77E58 прифаќа редизајнирано микропроцесорско јадро, а неговите инструкции се компатибилни со серијата 51.Меѓутоа, бидејќи циклусот на часовникот е само 4 циклуси, неговата брзина на работа е генерално 2~3 пати поголема од традиционалниот 8051 на иста фреквенција на часовникот.Затоа, барањата за фреквенција за микроконтролерот во динамичниот приказ на кинески знаци со голем капацитет се добро решени, а обезбеден е и чувар.77E58 ја контролира флеш меморијата AT29C020 преку бравата 74LS373, со големина од 256K.Бидејќи капацитетот на меморијата е поголем од 64K, дизајнот го прифаќа методот на адресирање на страничење, односно P1.1 и P1.2 се користат за избирање страници за флеш меморијата, која е поделена на четири страници.Големината на адресирање на секоја страница е 64K.Покрај изборот на чипови AT29C020, P1.5 осигурува дека P1.1 и P1.2 нема да предизвикаат погрешна работа на AT29C020 кога ќе се користат повторно на 16 пински рамен кабелски интерфејс.Контролерот CAN е клучниот дел од комуникацијата.Со цел да се подобри способноста за заштита од пречки, додаден е брз оптоспојувач 6N137 помеѓу CAN контролерот SJA1000 и CAN трансиверот TJA1040.Микроконтролерот го избира чипот CAN контролер SJA1000 преку P3.0.18B20 е уред со еден автобус.Потребна е само една влезна/излезна порта за интерфејсот помеѓу уредот и микроконтролерот.Може директно да ја претвори температурата во дигитален сигнал и да ја емитува сериски во 9-битен режим на дигитален код.P1.4 е избран во контролното коло за да се комплетираат функциите за избор на чип и пренос на податоци од 18B20.Часовниот кабел SCL и двонасочниот кабел за податоци SDA на AT24C020 се соодветно поврзани со рамните жичани интерфејси P1.6 и P1.7.16 на микроконтролерот, кои се делови за поврзување на контролното коло и колото на екранот.
Приказ на поврзување и контрола на единицата
Делот од колото на екранот е поврзан со 16 пинскиот рамен жичен приклучок на делот на контролното коло преку приклучокот за рамна жица со 16 пински (1), кој ги пренесува упатствата и податоците од микроконтролерот до колото на LED дисплејот.Рамната жица со 16 пински (2) се користи за каскадирање на повеќе екрани.Неговата врска е во основа иста како и 16-пинската рамна жичана порта (1), но треба да се забележи дека нејзиниот R крај е поврзан со крајот на DS на осмиот 74H595 од лево кон десно на Слика 2, при каскадно, ќе биде поврзани во серија со приклучокот за 16 пински рамен кабел (1) на следниот екран (како што е прикажано на слика 1).CLK е терминал за сигнал на часовникот, STR е терминал за заклучување на редот, R е терминал за податоци, G (GND) и LOE се терминалите за овозможување на светлото на редот, а A, B, C, D се терминалите за избор на ред.Специфичните функции на секоја порта се како што следува: A, B, C, D се терминали за избор на редови, кои се користат за контрола на специфичното испраќање на податоци од горниот компјутер до назначениот ред на панелот за прикажување, а R е податоците терминал, кој ги прифаќа податоците што ги пренесува микроконтролерот.Работната секвенца на единицата за LED дисплеј е како што следува: откако терминалот за сигнал на часовникот CLK ќе прими податоци на терминалот R, контролното коло рачно дава раб што се зголемува на пулсот, а STR е во низа податоци (16 × 4) Откако ќе се пренесат сите 64 податоци, се дава зголемен раб на пулсот за да се заклучат податоците;LOE е поставен на 1 од микроконтролерот за да ја осветли линијата.Шематскиот дијаграм на колото на екранот е прикажан на Слика 3.
Модуларен дизајн
Метро возилата имаат различни барања за внатрешен LED дисплеј според фактичката ситуација, така што ние целосно го разгледавме ова при дизајнирање на колото, односно, под услов да се осигураме дека главните функции и структури остануваат непроменети, може да се заменат одредени модули.Оваа структура прави LED контролното коло да има добра проширливост и леснотија на користење.
Модул за температура и влажност
Во топлите и врнежливи области на југ, иако во автомобилот има клима уред со постојана температура, влажноста е исто така важен показател за кој се грижат патниците.Модулот за температура и влажност дизајниран од нас има функција за мерење температура и влажност.Температурниот модул и модулот за температура и влажност имаат ист интерфејс на штекерот, и двата се структури со единечна шина и се контролирани од портата P1.4, така што е погодно да се разменуваат.HIH3610 е интегриран сензор за влажност со три терминали со излезен напон произведен од компанијата Honeywell.DS2438 е 10 битен A/D конвертор со интерфејс за комуникација со една магистрала.Чипот содржи дигитален температурен сензор со висока резолуција, кој може да се користи за компензација на температурата на сензорите за влажност.
Модул за проширување на автобусот 485
Како зрел и евтин автобус, автобусот 485 има незаменлива позиција во индустриската и сообраќајната област.Затоа, дизајниравме модул за проширување на магистралата 485, кој може да го замени оригиналниот CAN модул за надворешна комуникација.Модулот ја користи фотоелектричната изолација на MAXIM MXL1535E како примопредавател 485.За да се обезбеди компатибилност со контролата, и MXL1535E и SJA1000 се избираат чип преку P3.0.Дополнително, 2500VRMS електрична изолација е обезбедена помеѓу страната RS2485 и контролорот или контролната логичка страна преку трансформаторот.Колото со диоди TVS се додава на излезниот дел од модулот за да се намали пречки во линијата.Скокачите може да се користат и за да се одлучи дали да се вчита отпорот на автобускиот терминал.
Дизајн на софтвер
Системскиот софтвер е составен од софтвер за управување со горниот компјутер и софтвер за контрола на контролорот на единицата.Софтверот за управување со горниот компјутер е развиен на оперативната платформа Windows22000 користејќи C++BUILD6.0, вклучувајќи избор на режим на прикажување (вклучувајќи статичен, трепкање, лизгање, пишување, итн.), избор на насока на лизгање (вклучувајќи лизгање нагоре и надолу и налево и десно лизгање), динамично прилагодување на брзината на екранот (т.е. фреквенција на трепкање на текстот, брзина на лизгање, брзина на приказ на пишување итн.), внесување содржина на прикажување, преглед на екранот итн.
Кога системот работи, системот не само што може да ги прикаже знаците како што се најава за станица и реклама според претходно поставените поставки, туку и рачно да ги внесе бараните знаци на екранот.Контролниот софтвер на контролорот на единицата е програмиран од KEILC од 8051 и е зацврстен во EEPROM на компјутерот со еден чип 77E58.Главно ја заокружува комуникацијата помеѓу горните и долните компјутери, собирањето податоци за температура и влажност, контрола на интерфејсот на В/И и други функции.За време на вистинската работа, точноста на мерењето на температурата достигнува ± 0,5 ℃, а точноста на мерењето на влажноста достигнува ± 2% RH
Заклучок
Овој труд ја воведува дизајнерската идеја за внатрешен LED екран на метрото од аспекти на дизајнот на хардверски шематски дијаграм, логичка структура, блок дијаграм на составот, итн. се прилагодува на барањата на различни средини и има добра приспособливост и разноврсност.По многу тестови, внатрешниот LED екран е користен во новиот систем за информации за патниците на домашното метро, а ефектот е добар.Практиката докажува дека екранот може добро да го комплетира статичкиот приказ на кинески знаци и графика и разни динамични прикази и има карактеристики на висока осветленост, без треперење, едноставна логичка контрола итн., што целосно ги задоволува барањата за прикажување на возилата во метрото. заLED екрани.
Време на објавување: Декември-16-2022 година