Metro trenindeki LED ekranın temel tasarım prensibi
Metro LED ekranının temel tasarım prensibi; Metro'daki halka yönelik bir bilgi ekran terminalı olarak, iç mekan LED ekranın çok geniş bir sivil ve ticari değeri vardır.
Şu anda, Çin'de çalışan metro araçları genellikle kapalı LED ekranla donatılmıştır, ancak birkaç ek işlev ve tek ekran ekran içeriği vardır.Yeni metro yolcu bilgilendirme sisteminin kullanımı konusunda işbirliği yapmak için, yeni bir çoklu otobüs metro LED dinamik ekranı tasarladık.
Ekran sadece dış iletişimde birden fazla otobüs arayüzüne sahip olmakla kalmaz, aynı zamanda dahili kontrol devresinin tasarımında tek otobüs ve I2C otobüs cihazlarını da benimser.
İki tür var.LED ekranlarmetroda: trenin hareket bölümünü, hareket yönünü ve mevcut istasyon adını göstermek için vagonun dışına yerleştirilir; bu isim Çince ve İngilizce ile uyumludur;Diğer servis bilgileri de operasyon ihtiyaçlarına göre görüntülenebilir.; Metin görüntüsü statik, kaydırma, çeviri, şelale, animasyon ve diğer efektler olabilir ve görüntülenen karakter sayısı 16 × 12 16 nokta matris karakteridir.Diğeri de terminal içi LED ekranı., trenin içine yerleştirilir. Terminal içi LED ekranı, trenin işletim gereksinimlerine göre terminalı önceden ayarlayabilir ve mevcut terminalı gerçek zamanlı olarak görüntüleyebilir,Ayrıca trende mevcut sıcaklık, 16 karakter × Sekiz 16 nokta matris karakteri.
Sistem bileşimi
LED ekran sistemi, tek yonga mikro bilgisayar kontrol ünitesi ve bir ekran ünitesinden oluşur. Tek bir ekran ünitesi 16 × 16 Çin karakteri gösterebilir.LED grafik ekran sisteminin belirli bir boyutu üretilirse, çeşitli akıllı ekran üniteleri ve "yapı blokları" yöntemi kullanılarak gerçekleştirilebilir.Ekran ünitesini kontrol etmek ve üst bilgisayarın talimatlarını ve sinyallerini iletmek dışında, kontrol ünitesi aynı zamanda tek otobüslü bir dijital sıcaklık sensörü 18B20 ile de yerleştirilmiştir. Kontrol devresinin modül tasarımı sayesinde, nem ölçümü için gereksinimler varsa,18b20 Dallas'tan DS2438 ve HoneywELL'den HIH23610'dan oluşan modül devresine yükseltilebilir.Tüm aracın iletişim ihtiyaçlarını karşılamak için, üst bilgisayar ile aracın her bir kontrol ünitesi arasındaki iletişim için CAN otobüsü kullanılır.
donanım tasarımı
Ekran birimi LED ekran paneli ve ekran devresinden oluşur. LED ekran birimi panosu 4 nokta matris modülleri × 64 nokta matris evrensel akıllı ekran biriminden oluşur.Tek bir ekran birimi 4 16 × 16 nokta matris Çin karakterleri veya sembollerini gösterebilirSistemdeki ekran üniteleri arasında seri iletişim kullanılır, böylece tüm sistemin işi koordine edilir ve birleştirilir.İki 74H245 üç eyaletli otobüs şoförü, bir 74HC04D altı inverter, iki 74H138 sekiz dekoder ve sekiz 74HC595 vites kilidi.ve kristal frekansı 24MHz AT29C020A 16 × 16 nokta matris Çin karakter kütüphanesi ve 16 × 8 nokta matris ASCII kod tablosu depolamak için bir 256K ROM. AT24C020, I2C seri otobüsüne dayalı bir EP2ROM'dur ve metro istasyonu isimleri, selamlamalar vb. gibi önceden ayarlanmış ifadeleri depolar.Araçtaki sıcaklık tek otobüslü dijital sıcaklık sensörü 18b20 ile ölçülür.. SJA1000 ve TJA1040 sırasıyla CAN otobüs kontrolörü ve alıcıdır.
Kontrol devre birimi tasarımı
Tüm sistem, Winbond'un dinamik mikrodenselleyici 77E58'i çekirdek olarak kullanır. 77E58 yeniden tasarlanmış bir mikroprosesör çekirdekini benimser ve talimatları 51 serisiyle uyumludur.Çünkü saat döngüsü sadece 4 döngüdür., çalışma hızı genellikle aynı saat frekansında geleneksel 8051'den 2 ~ 3 kat daha yüksektir.Büyük kapasiteli Çinli karakterlerin dinamik görüntülenmesinde mikro denetleyici için frekans gereksinimleri iyi çözülmüştür.77E58, 256K boyutunda olan 74LS373 kilidi ile AT29C020 flaş belleğini kontrol eder.Tasarım, arama adresleme yöntemini benimsiyor., yani P1.1 ve P1.2 dört sayfaya ayrılmış olan flash bellek için sayfaları seçmek için kullanılır. Her sayfanın adresleme boyutu 64K'dır. AT29C020 yongalarını seçmenin yanı sıra, P1.5 P1'in.1 ve P1.2, 16 pinli düz kablo arayüzünde tekrar kullanıldıklarında AT29C020'nin yanlış çalışmasına neden olmaz.Müdahale karşıtı yeteneğini geliştirmek için, CAN denetleyici SJA1000 ile CAN alıcı TJA1040 arasında 6N137 yüksek hızlı bir optocoupler eklenir. Mikro denetleyici P3 üzerinden CAN denetleyici SJA1000 çipini seçer.0. 18B20 tek bir otobüs cihazıdır. Cihaz ve mikrodenetleyici arasındaki arayüz için sadece bir I/O bağlantısına ihtiyaç duyar.Doğrudan sıcaklığı dijital bir sinyale dönüştürebilir ve 9 bitlik dijital kod modunda seri olarak çıkarabilir.P1.4 kontrol devresinde 18B20'nin çip seçimi ve veri aktarımı işlevlerini tamamlamak için seçilir.Saat kablosu SCL ve AT24C020'nin iki yönlü veri kablosu SDA sırasıyla P1'e bağlanır..6 ve P1.7.16 mikrodenetleyicinin kontrol devresinin ve gösterim devresinin arayüz parçaları olan pin düz tel arayüzleri.
Ekran birimi bağlantısı ve kontrolü
Ekran devresinin parçası, kontrol devresinin 16 pinlik düz tel bağlantısı (1) üzerinden kontrol devresinin 16 pinlik düz tel bağlantısına bağlanır.mikro denetleyicinin talimatlarını ve verilerini LED ekran devresine ileten. 16 pin düz tel (2) birden fazla ekran kaskadı için kullanılır. Bağlantısı temelde 16 pin düz tel portu (1) ile aynıdır.Ancak R ucunun, Şekil 2'de soldan sağa sekizinci 74H595'in DS ucuna bağlandığı dikkate alınmalıdır., Cascading sırasında, bir sonraki ekran ekranının (Şekil 1'de gösterildiği gibi) 16 pinli düz kablo (1) portu ile seri olarak bağlanacaktır. CLK saat sinyali terminali, STR satır kilitleme terminali,R veri terminali, G (GND) ve LOE sıra ışık etkinleştirme terminali ve A, B, C, D sıra seçme terminali.D sıra seçimi terminalleridir., üst bilgisayardan ekran panelindeki belirlenmiş satıra veri gönderilmesini kontrol etmek için kullanılır ve R veri terminali,mikro denetleyici tarafından aktarılan verileri kabul edenLED ekran ünitesinin çalışma sırası şöyledir: CLK saat sinyali terminali R terminali'nde bir veri aldığından sonra, kontrol devri manuel olarak bir atım yükselen kenarı verir.ve STR, tüm 64 verinin iletilmesinden sonra bir veri satırındadır (16 × 4)., verileri kilitlemek için yükselen bir darbe kenarı verilir; Çizgiyi aydınlatmak için mikro denetleyici tarafından LOE 1'e ayarlanır.
Modüler tasarım
Metro araçlarının gerçek duruma göre kapalı LED ekran için farklı gereksinimleri vardır, bu yüzden devreyi tasarlarken bunu tamamen dikkate aldık, yaniana işlevlerin ve yapıların değişmeden kalmasını sağlamak şartıylaBu yapı, LED kontrol devresinin iyi genişletilebilirliğine ve kullanım kolaylığına sahip olmasını sağlar.
Sıcaklık ve nem modülü
Güneydeki sıcak ve yağmurlu bölgelerde, otomobilde sabit sıcaklıklı bir klima olmasına rağmen, yolcuların önem verdiği önemli bir göstergedir.Bizim tasarladığımız sıcaklık ve nem modülü, sıcaklık ve nem ölçme fonksiyonuna sahiptir.. Sıcaklık modülü ve sıcaklık ve nem modülü, her ikisi de tek otobüs yapısı olan ve P1.4 portu ile kontrol edilen aynı soket ara yüzüne sahiptir.Bu yüzden onları değiştirmek daha uygun.. HIH3610, Honeywell Şirketi tarafından üretilen, voltaj çıkışı ile üç terminalli entegre nem sensörüdür. DS2438, tek bir otobüs iletişim arayüzüne sahip 10 bitlik bir A / D dönüştürücüdür.Çip yüksek çözünürlüklü bir dijital sıcaklık sensörü içerir, nem sensörlerinin sıcaklık tazminatı için kullanılabilir.
485 otobüs genişleme modülü
Olgun ve ucuz bir otobüs olarak, 485 otobüsü endüstriyel alanda ve trafik alanında yer değiştirmez bir konuma sahiptir.Dış iletişim için orijinal CAN modülünü değiştirebilir. Modül, MAXIM'in fotoelektrik izolasyonu MXL1535E'yi 485 alıcı olarak kullanır. Kontrol uyumluluğunu sağlamak için hem MXL1535E hem de SJA1000, P3 aracılığıyla çip seçilir.0Ek olarak, 2500VRMS elektrik izolasyonu RS2485 tarafı ve kontrolör veya kontrol mantığı tarafı arasında transformatör aracılığıyla sağlanır.TVS diyot devri, hat dalgalanmasını azaltmak için modülün çıkış kısmına eklenirJumper'lar, otobüs terminal direncini yüklemek için de kullanılabilir.
Yazılım tasarımı
Sistem yazılımı üst bilgisayar yönetim yazılımı ve ünite denetleyici kontrol yazılımından oluşur.Üst bilgisayar yönetim yazılımı, Windows22000 işletim platformunda C ++ BUILD6 kullanarak geliştirilmiştir.0, görüntüleme modunun seçimi (statik, yanıp sönen, kaydırma, yazma vb.), kaydırma yönünün seçimi (yukarı ve aşağı kaydırma ve sol ve sağ kaydırma dahil),Dinamik görüntüleme hızı ayarlama (i.e. metin yanıp sönen sıklığı, kaydırma hızı, yazma görüntüleme hızı vb.), görüntü içerik girişi, görüntü ön izleme vb.
Sistem çalışırken, sistem sadece önceden ayarlanan ayarlara göre istasyon ilanı ve reklam gibi karakterleri görüntüleyemez,Ama aynı zamanda manuel olarak gerekli görüntü karakteri girmekBirim kontrolörünün kontrol yazılımı, 8051'in KEILC tarafından programlanmış ve tek çipli bilgisayar 77E58'in EEPROM'unda sertleştirilmiştir.Üst ve alt bilgisayarlar arasındaki iletişimi tamamlar., sıcaklık ve nem verisi edinimi, I / O arayüz kontrolü ve diğer işlevler.5 °C ve nem ölçüm doğruluğu ± 2% RH'ye ulaşır
Sonuçlar
Bu makale, metrodaki iç LED ekran ekranının tasarım fikrini donanım şematik diyagram tasarımı, mantıksal yapı, kompozisyon blok diyagramı vb. yönlerinden tanıtmaktadır.Alan otobüsü arayüz modülü ve sıcaklık nem modülü arayüzünün tasarımı yoluyla, iç mekan LED ekranı farklı ortamların gereksinimlerine uyarlanabilir ve iyi ölçeklenebilirlik ve çok yönlülüğe sahiptir.Yerel metro'nun yeni yolcu bilgilendirme sisteminde iç mekan LED ekranı kullanıldı.Uygulama, ekran ekranının Çinli karakterlerin ve grafiklerin statik görüntülenmesini ve çeşitli dinamik ekranları tamamlayabileceğini kanıtlıyor.ve yüksek parlaklık özelliklerine sahiptir, hiç yanıp sönen, basit mantıksal kontrol, vb.LED ekranlar.