Podstawowa zasada projektowania ekranu wyświetlacza LED w pociągu metra
Podstawowa zasada projektowania ekranu ledowego w metrze;Jako publiczny terminal informacyjny w metrze, wewnętrzny wyświetlacz LED ma bardzo szeroki zakres wartości cywilnych i handlowych.
Obecnie pojazdy metra działające w Chinach są zazwyczaj wyposażone w wewnętrzne wyświetlacze LED, ale istnieje kilka dodatkowych funkcji i wyświetlanie treści na jednym ekranie.W celu współpracy z wykorzystaniem nowego systemu informacji pasażerskiej metra zaprojektowaliśmy nowy ekran dynamiczny LED multibusowego metra.
Ekran wyświetlacza ma nie tylko wiele interfejsów magistrali w komunikacji zewnętrznej, ale także przyjmuje urządzenia z pojedynczą magistralą i magistralą I2C w projekcie wewnętrznego obwodu sterującego.
Istnieją dwa rodzajeEkrany LEDw metrze: jeden jest umieszczony na zewnątrz wagonu, aby wyświetlić odcinek kursujący pociągu, kierunek jazdy i nazwę aktualnej stacji, która jest zgodna z chińskim i angielskim;Inne informacje serwisowe mogą być również wyświetlane zgodnie z potrzebami operacyjnymi;Wyświetlany tekst może być statyczny, przewijany, tłumaczony, wodospadowy, animowany i z innymi efektami, a liczba wyświetlanych znaków to 16 × 12 16 znaków z matrycą punktową.Drugi to wewnętrzny wyświetlacz LED terminala, który jest umieszczony w pociągu.Wewnętrzny wyświetlacz LED terminala może wstępnie ustawić terminal zgodnie z wymaganiami dotyczącymi eksploatacji pociągu i wyświetlać aktualny terminal w czasie rzeczywistym, a także aktualną temperaturę w pociągu, z 16 znakami × Osiem 16 znaków z matrycą punktową.
Skład systemu
Ekran systemu wyświetlacza LED składa się z jednoukładowej jednostki sterującej mikrokomputera i jednostki wyświetlacza.Pojedynczy wyświetlacz może wyświetlać chińskie znaki 16 × 16.Jeśli produkowany jest system wyświetlaczy graficznych LED o określonej wielkości, można go zrealizować za pomocą kilku inteligentnych wyświetlaczy i metody „klocków”.Komunikacja szeregowa jest wykorzystywana między jednostkami wyświetlającymi w systemie.Oprócz sterowania jednostką wyświetlającą i przesyłania instrukcji i sygnałów górnego komputera, jednostka sterująca jest również osadzona w cyfrowym czujniku temperatury 18B20 z pojedynczą magistralą.Dzięki modułowej konstrukcji obwodu sterującego, jeśli istnieją wymagania dotyczące pomiaru wilgotności, 18b20 można rozbudować do obwodu modułowego złożonego z DS2438 firmy Dallas i HIH23610 firmy Honeywell.W celu zaspokojenia potrzeb komunikacyjnych całego pojazdu do komunikacji pomiędzy komputerem nadrzędnym a każdą jednostką sterującą w pojeździe wykorzystywana jest magistrala CAN.
projekt sprzętu
Wyświetlacz składa się z panelu wyświetlacza LED i obwodu wyświetlacza.Płyta wyświetlacza LED składa się z 4 modułów z matrycą punktową × 64 uniwersalnych inteligentnych wyświetlaczy z matrycą punktową, pojedynczy wyświetlacz może wyświetlać chińskie znaki lub symbole z matrycą punktową 4 16 × 16.Pomiędzy wyświetlaczami w systemie wykorzystywana jest komunikacja szeregowa, dzięki czemu praca całego systemu jest skoordynowana i ujednolicona.Obwód wyświetlacza składa się z dwóch 16-pinowych płaskich portów kablowych, dwóch trójstanowych sterowników magistrali 74H245, jednego falownika 74HC04D z sześcioma, dwóch ośmiu dekoderów 74H138 i ośmiu zatrzasków zmiany biegów 74HC595.Rdzeniem obwodu sterującego jest szybki mikrokontroler 77E58 firmy WINBOND, a częstotliwość kryształu wynosi 24 MHz.AT24C020 to pamięć EP2ROM oparta na magistrali szeregowej I2C, która przechowuje zaprogramowane komunikaty, takie jak nazwy stacji metra, powitania itp. Temperatura w pojeździe jest mierzona przez pojedynczy cyfrowy czujnik temperatury 18b20.SJA1000 i TJA1040 to odpowiednio kontroler magistrali CAN i transceiver.
Projekt jednostki obwodu sterującego
Sercem całego systemu jest dynamiczny mikrokontroler 77E58 firmy Winbond.W modelu 77E58 zastosowano przeprojektowany rdzeń mikroprocesora, a jego instrukcje są zgodne z serią 51.Jednakże, ponieważ cykl zegara to tylko 4 cykle, jego prędkość robocza jest generalnie 2-3 razy wyższa niż tradycyjnego 8051 przy tej samej częstotliwości zegara.Dlatego wymagania dotyczące częstotliwości dla mikrokontrolera w dynamicznym wyświetlaniu chińskich znaków o dużej pojemności są dobrze rozwiązane, a także zapewniony jest strażnik.77E58 steruje pamięcią flash AT29C020 przez zatrzask 74LS373 o rozmiarze 256K.Ponieważ pojemność pamięci jest większa niż 64K, projekt przyjmuje metodę adresowania stronicowania, to znaczy P1.1 i P1.2 są używane do wybierania stron dla pamięci flash, która jest podzielona na cztery strony.Rozmiar adresowania każdej strony wynosi 64 KB.Oprócz wyboru chipów AT29C020, P1.5 zapewnia, że P1.1 i P1.2 nie spowodują nieprawidłowego działania AT29C020, gdy zostaną ponownie użyte na 16-stykowym interfejsie z płaskim kablem.Kontroler CAN jest kluczowym elementem komunikacji.Aby poprawić zdolność przeciwzakłóceniową, między kontrolerem CAN SJA1000 a transceiverem CAN TJA1040 dodano szybki transoptor 6N137.Mikrokontroler wybiera układ kontrolera CAN SJA1000 poprzez P3.0.18B20 to urządzenie z pojedynczą magistralą.Potrzebuje tylko jednego portu I/O do interfejsu między urządzeniem a mikrokontrolerem.Może bezpośrednio konwertować temperaturę na sygnał cyfrowy i wyprowadzać go szeregowo w 9-bitowym trybie kodu cyfrowego.P1.4 jest wybrany w obwodzie sterowania, aby zakończyć wybór chipa i funkcje transmisji danych 18B20.Kabel zegara SCL i dwukierunkowy kabel danych SDA AT24C020 są odpowiednio podłączone do płaskich interfejsów pinowych P1.6 i P1.7.16 mikrokontrolera, które są częściami interfejsu obwodu sterującego i obwodu wyświetlacza.
Podłączenie wyświetlacza i sterowanie
Część obwodu wyświetlacza jest połączona z 16-stykowym portem płaskiego przewodu części obwodu sterującego poprzez 16-stykowy port płaskiego przewodu (1), który przesyła instrukcje i dane mikrokontrolera do obwodu wyświetlacza LED.Płaski przewód 16-stykowy (2) służy do kaskadowego łączenia wielu ekranów.Jego połączenie jest zasadniczo takie samo, jak w przypadku 16-stykowego portu płaskiego drutu (1), ale należy zauważyć, że jego koniec R jest podłączony do końca DS ósmego 74H595 od lewej do prawej na rysunku 2. Podczas kaskadowania będzie połączone szeregowo z 16-stykowym płaskim kablem (1) portu następnego ekranu wyświetlacza (jak pokazano na rysunku 1).CLK to zacisk sygnału zegara, STR to zacisk zatrzasku rzędu, R to terminal danych, G (GND) i LOE to zaciski włączania oświetlenia rzędu, a A, B, C, D to zaciski wyboru rzędu.Specyficzne funkcje każdego portu są następujące: A, B, C, D to terminale wyboru wierszy, które służą do sterowania określonym wysyłaniem danych z górnego komputera do wyznaczonego rzędu na panelu wyświetlacza, a R to dane terminal, który przyjmuje dane przesyłane przez mikrokontroler.Sekwencja pracy wyświetlacza LED jest następująca: po tym, jak zacisk sygnału zegara CLK odbierze dane na zacisku R, obwód sterujący ręcznie podaje narastające zbocze impulsu, a STR znajduje się w rzędzie danych (16 × 4) Po przesłaniu wszystkich 64 danych następuje narastające zbocze impulsu w celu zablokowania danych;LOE jest ustawiany przez mikrokontroler na 1, aby zapalić linię.Schemat ideowy obwodu wyświetlacza pokazano na rysunku 3.
Modułowa konstrukcja
Pojazdy metra mają różne wymagania dotyczące wewnętrznych wyświetlaczy LED w zależności od rzeczywistej sytuacji, dlatego w pełni rozważyliśmy to podczas projektowania obwodu, to znaczy pod warunkiem, że główne funkcje i struktury pozostaną niezmienione, określone moduły mogą być wymieniane.Taka struktura sprawia, że obwód sterujący LED ma dobrą rozszerzalność i łatwość użytkowania.
Moduł temperatury i wilgotności
W gorących i deszczowych obszarach na południu, mimo że w samochodzie jest klimatyzator o stałej temperaturze, wilgotność jest również ważnym wskaźnikiem, na którym pasażerom zależy.Zaprojektowany przez nas moduł temperatury i wilgotności posiada funkcję pomiaru temperatury i wilgotności.Moduł temperatury i moduł temperatury i wilgotności mają ten sam interfejs gniazda, z których oba są pojedynczymi szynami i są sterowane przez port P1.4, więc wygodnie jest je wymieniać.HIH3610 to trójzaciskowy zintegrowany czujnik wilgotności z wyjściem napięciowym wyprodukowany przez firmę Honeywell.DS2438 to 10-bitowy przetwornik A/D z interfejsem komunikacyjnym z pojedynczą magistralą.Chip zawiera cyfrowy czujnik temperatury o wysokiej rozdzielczości, który można wykorzystać do kompensacji temperatury czujników wilgotności.
Moduł rozszerzeń magistrali 485
Jako dojrzały i tani autobus, autobus 485 ma niezastąpioną pozycję w dziedzinie przemysłu i ruchu drogowego.Dlatego zaprojektowaliśmy moduł rozszerzeń magistrali 485, który może zastąpić oryginalny moduł CAN do komunikacji zewnętrznej.Moduł wykorzystuje izolację fotoelektryczną MAXIM MXL1535E jako transceiver 485.Aby zapewnić kompatybilność sterowania, zarówno MXL1535E, jak i SJA1000 są wybierane przez układ P3.0.Ponadto zapewniona jest izolacja elektryczna 2500VRMS między stroną RS2485 a stroną sterownika lub logiki sterującej poprzez transformator.Do części wyjściowej modułu dodano obwód diody TVS, aby zredukować zakłócenia przepięć linii.Zworki mogą również służyć do decydowania, czy rezystancja zacisków magistrali ma być ładowana.
Projektowanie Oprogramowania
Oprogramowanie systemowe składa się z oprogramowania do zarządzania komputerem górnym i oprogramowania sterującego kontrolerem jednostki.Górne oprogramowanie do zarządzania komputerem zostało opracowane na platformie operacyjnej Windows22000 przy użyciu języka C++BUILD6.0, w tym wybór trybu wyświetlania (w tym statyczny, migający, przewijanie, pisanie na klawiaturze itp.), wybór kierunku przewijania (w tym przewijanie w górę i w dół oraz w lewo i w dół). przewijanie w prawo), dynamiczna regulacja szybkości wyświetlania (tj. częstotliwość migania tekstu, prędkość przewijania, szybkość wyświetlania pisania itp.), wprowadzanie zawartości wyświetlacza, podgląd wyświetlania itp.
Kiedy system jest uruchomiony, system może nie tylko wyświetlać znaki, takie jak zapowiedź stacji i reklama, zgodnie z ustawionymi ustawieniami, ale także ręcznie wprowadzać wymagane znaki wyświetlacza.Oprogramowanie sterujące sterownika jednostki jest zaprogramowane przez KEILC z 8051 i zestalone w pamięci EEPROM komputera jednoukładowego 77E58.Uzupełnia głównie komunikację między górnymi i dolnymi komputerami, gromadzenie danych o temperaturze i wilgotności, sterowanie interfejsem I/O i inne funkcje.Podczas rzeczywistej pracy dokładność pomiaru temperatury sięga ± 0,5 ℃, a dokładność pomiaru wilgotności sięga ± 2% RH
Wniosek
Ten artykuł przedstawia ideę projektową wewnętrznego wyświetlacza LED w metrze z aspektów projektowania schematów sprzętowych, struktury logicznej, schematu blokowego składu itp. Poprzez zaprojektowanie modułu interfejsu magistrali polowej i interfejsu modułu wilgotności temperatury, wewnętrzny ekran wyświetlacza LED może dostosować się do wymagań różnych środowisk i ma dobrą skalowalność i wszechstronność.Po wielu testach wewnętrzny ekran ledowy został zastosowany w nowym systemie informacji pasażerskiej krajowego metra, a efekt jest dobry.Praktyka dowodzi, że ekran wyświetlacza może dobrze uzupełniać statyczne wyświetlanie chińskich znaków i grafiki oraz różne dynamiczne wyświetlacze i ma cechy wysokiej jasności, braku migotania, prostej kontroli logicznej itp., co w pełni spełnia wymagania dotyczące wyświetlania pojazdów metra dlaEkrany LED.
Czas postu: 16 grudnia 2022 r