Principio di progettazione di base dello schermo a led nel treno della metropolitana
Il principio di progettazione di base dello schermo di visualizzazione a led della metropolitana; Come terminale di visualizzazione delle informazioni orientato al pubblico nella metropolitana, il display a led interno ha una gamma molto ampia di valori civili e commerciali.
Attualmente, i veicoli della metropolitana in circolazione in Cina sono generalmente dotati di display led interni, ma ci sono poche funzioni aggiuntive e contenuti di display a schermo singolo.Per cooperare all'utilizzo del nuovo sistema di informazione dei passeggeri della metropolitana, abbiamo progettato una nuova schermata di visualizzazione dinamica a LED multi bus metro.
Lo schermo di visualizzazione non ha solo più interfacce di bus nella comunicazione esterna, ma adotta anche dispositivi di bus singolo e bus I2C nella progettazione del circuito di controllo interno.
Ci sono due tipi dischermi a LEDin metropolitana: uno è posizionato all'esterno della carrozza per visualizzare la sezione di marcia del treno, la direzione di marcia e il nome corrente della stazione, compatibile con il cinese e l'inglese;Altre informazioni sul servizio possono essere visualizzate anche in base alle esigenze operativeIl display di testo può essere statico, scrolling, traduzione, cascata, animazione e altri effetti, e il numero di caratteri visualizzati è di 16 × 12 caratteri di matrice a 16 punti.L'altro è il display LED interno del terminaleIl display LED interno del terminale può preimpostare il terminale in base alle esigenze di funzionamento del treno e visualizzare il terminale corrente in tempo reale,nonché la temperatura corrente nel treno, con 16 caratteri × otto caratteri di matrice a 16 punti.
Composizione del sistema
Lo schermo del sistema di visualizzazione a LED è composto da un'unità di controllo del microcomputer a singolo chip e da un'unità di visualizzazione.Se viene prodotto un sistema di visualizzazione grafica a LED di una certa dimensione, può essere realizzato utilizzando diverse unità di visualizzazione intelligenti e il metodo dei "blocchi di costruzione".Oltre a controllare l'unità di visualizzazione e trasmettere le istruzioni e i segnali del computer superiore, l'unità di controllo è inoltre integrata con un sensore di temperatura digitale a bus singolo 18B20.18b20 può essere aggiornato al circuito del modulo composto da DS2438 di Dallas e HIH23610 di HoneywELLPer soddisfare le esigenze di comunicazione dell'intero veicolo, il bus CAN è utilizzato per la comunicazione tra il computer superiore e ogni unità di controllo del veicolo.
progettazione hardware
L'unità di visualizzazione è composta da un pannello di visualizzazione a LED e da un circuito di visualizzazione.una singola unità di visualizzazione può visualizzare 4 16 × 16 matrice a punti caratteri o simboli cinesiIl circuito di visualizzazione è costituito da due porte a cavo piatto a 16 pin,due autisti di autobus 74H245Il nucleo del circuito di controllo è il microcontrollore ad alta velocità 77E58 di WINBOND,e la frequenza cristallina è 24MHz AT29C020A è una ROM 256K per la memorizzazione 16 × 16 matrice di punti libreria di caratteri cinesi e 16 × 8 matrice di punti tabella di codice ASCII. AT24C020 è un EP2ROM basato su un bus seriale I2C, che memorizza istruzioni prestabilite, come nomi di stazioni della metropolitana, saluti, ecc.La temperatura nel veicolo è misurata dal sensore di temperatura digitale a bus singolo 18b20. SJA1000 e TJA1040 sono rispettivamente controllore di bus CAN e trasmettitore.
Progettazione dell'unità di circuito di controllo
L'intero sistema ha come nucleo il microcontrollore dinamico 77E58 di Winbond. Il 77E58 adotta un nucleo di microprocessore ridisegnato e le sue istruzioni sono compatibili con la serie 51.perché il ciclo dell' orologio è solo di 4 cicli, la sua velocità di funzionamento è generalmente 2 ~ 3 volte superiore a quella del 8051 tradizionale alla stessa frequenza di clock.i requisiti di frequenza per il microcontrollore nella visualizzazione dinamica di caratteri cinesi di grande capacità sono ben risoltiIl 77E58 controlla la memoria flash AT29C020 attraverso il lucchetto 74LS373, con una dimensione di 256K.il progetto adotta il metodo di indirizzamento della pagina, ossia P1.1 e P1.2 vengono utilizzati per selezionare le pagine per la memoria flash, che è divisa in quattro pagine.5 garantisce che P1.1 e P1.2 non causeranno un malfunzionamento dell'AT29C020 quando vengono riutilizzati sull'interfaccia del cavo piatto a 16 pin. Il controller CAN è la parte chiave della comunicazione.Per migliorare la capacità anti-interferenza, viene aggiunto un optoaccoppiatore ad alta velocità 6N137 tra il controller CAN SJA1000 e il ricevitore CAN TJA1040. Il microcontrollore seleziona il chip del controller CAN SJA1000 attraverso P3.0. 18B20 è un dispositivo a bus singolo, che ha bisogno di una sola porta I/O per l'interfaccia tra il dispositivo e il microcontrollore.Può convertire direttamente la temperatura in un segnale digitale ed emetterlo in serie in modalità codice digitale a 9 bit. P1.4 viene selezionato nel circuito di controllo per completare le funzioni di selezione del chip e trasmissione dei dati di 18B20.Il cavo di orologeria SCL e il cavo di dati bidirezionale SDA di AT24C020 sono collegati rispettivamente a P1.6 e P1.7.16 interfacce a filo piatto del microcontrollore, che sono le parti di interfaccia del circuito di controllo e del circuito di visualizzazione.
Connessione e comando dell'unità di visualizzazione
La parte del circuito di visualizzazione è collegata alla porta a filo piatto a 16 pin della parte del circuito di controllo attraverso la porta a filo piatto a 16 pin (1),che trasmette le istruzioni e i dati del microcontrollore al circuito di visualizzazione LEDIl cavo piatto a 16 pin (2) è utilizzato per la cascata di schermi a più schermi.ma va notato che la sua estremità R è collegata alla estremità DS dell'ottava 74H595 da sinistra a destra nella figura 2, quando in cascata, sarà collegato in serie con la porta del cavo piatto (1) a 16 pin del prossimo schermo (come mostrato nella figura 1).,R è il terminale dati, G (GND) e LOE sono i terminali abilitati per la luce in riga e A, B, C, D sono i terminali di selezione in riga.D sono i terminali di selezione delle righe, che sono utilizzati per controllare l'invio specifico di dati dal computer superiore alla riga designata sul pannello di visualizzazione e R è il terminale dati,che accetta i dati trasmessi dal microcontrolloreLa sequenza di lavoro dell'unità di visualizzazione LED è la seguente: dopo che il terminale del segnale di orologeria CLK riceve un dato al terminale R, il circuito di controllo emette manualmente un pulso in aumento,e lo STR è in una riga di dati (16 × 4) dopo aver trasmesso tutti i 64 dati, un bordo ascendente di impulso viene dato per bloccare i dati; il LOE è impostato su 1 dal microcontrollore per illuminare la linea.
Progettazione modulare
I veicoli della metropolitana hanno requisiti diversi per il display a led interno in base alla situazione reale, quindi abbiamo tenuto pienamente conto di questo quando abbiamo progettato il circuito, cioè,a condizione che le funzioni e le strutture principali rimangano invariateQuesta struttura consente al circuito di controllo LED di avere una buona espansione e facilità d'uso.
Modulo di temperatura e umidità
Nelle zone calde e piovose del sud, anche se c'è un condizionatore d'aria a temperatura costante in auto, l'umidità è anche un indicatore importante che interessa ai passeggeri.Il modulo di temperatura e umidità progettato da noi ha la funzione di misurare la temperatura e l'umidità. il modulo di temperatura e il modulo di temperatura e umidità hanno la stessa interfaccia di presa, entrambe strutture a bus singolo e sono controllate dalla porta P1.4,Quindi è conveniente scambiarli.. HIH3610 è un sensore di umidità integrato a tre terminali con uscita di tensione prodotto dalla Honeywell Company. DS2438 è un convertitore A/D a 10 bit con un'interfaccia di comunicazione a bus singolo.Il chip contiene un sensore di temperatura digitale ad alta risoluzione, che può essere utilizzato per la compensazione della temperatura dei sensori di umidità.
485 modulo di espansione del bus
Come autobus maturo ed economico, il 485 ha una posizione insostituibile nel campo industriale e nel campo del traffico.che può sostituire il modulo CAN originale per la comunicazione esternaIl modulo utilizza l'isolamento fotoelettrico MXL1535E di MAXIM come trasmettitore 485. Per garantire la compatibilità di controllo, sia MXL1535E che SJA1000 sono selezionati tramite chip P3.0Inoltre, è fornito un isolamento elettrico di 2500 VRMS tra il lato RS2485 e il lato del controller o della logica di controllo attraverso il trasformatore.Il circuito di diodo TVS viene aggiunto alla parte di uscita del modulo per ridurre le interferenze di sovratensione della lineaI jumper possono anche essere utilizzati per decidere se caricare la resistenza del terminal del bus.
Progettazione di software
Il software di sistema è composto da un software di gestione del computer superiore e da un software di controllo del controller dell'unità.Il software di gestione del computer superiore è sviluppato sulla piattaforma operativa Windows22000 utilizzando C++BUILD6.0, compresa la selezione della modalità di visualizzazione (comprese le modalità statica, lampeggiante, di scorrimento, di digitazione, ecc.), la selezione della direzione di scorrimento (comprese le modalità di scorrimento verso l'alto e verso il basso e di scorrimento verso sinistra e destra),regolazione dinamica della velocità di visualizzazione (i.e. frequenza di lampeggiamento del testo, velocità di scorrimento, velocità di visualizzazione della digitazione, ecc.), input del contenuto della visualizzazione, anteprima della visualizzazione, ecc.
Quando il sistema è in esecuzione, il sistema non può solo visualizzare i caratteri come l'annuncio della stazione e la pubblicità secondo le impostazioni prestabilite,ma anche inserire manualmente i caratteri di visualizzazione richiestiIl software di controllo del controller è programmato da KEILC 8051 e solidificato nell'EEPROM del computer a singolo chip 77E58.Esso completa principalmente la comunicazione tra i computer superiori e inferiori, acquisizione dei dati di temperatura e umidità, controllo dell'interfaccia I/O e altre funzioni.5 °C e la precisione di misura dell'umidità raggiunge il ± 2% RH
Conclusioni
Questo documento introduce l'idea di progettazione dello schermo LED interno della metropolitana dagli aspetti della progettazione dello schema hardware, della struttura logica, dello schema di blocchi di composizione, ecc.Attraverso la progettazione del modulo di interfaccia del bus di campo e dell'interfaccia del modulo di umidità di temperatura, lo schermo a LED interno può adattarsi alle esigenze di diversi ambienti e ha una buona scalabilità e versatilità.lo schermo a LED all'interno è stato utilizzato nel nuovo sistema di informazione dei passeggeri della metropolitana nazionaleLa pratica dimostra che lo schermo di visualizzazione può ben completare la visualizzazione statica di caratteri e grafica cinesi e vari display dinamici,e ha le caratteristiche di alta luminosità, senza lampeggianti, semplice controllo logico, ecc., che soddisfa pienamente i requisiti di visualizzazione dei veicoli della metropolitana perschermi a LED.