Rozprávanie o základných princípoch dizajnu LED obrazoviek metra; vnútorné LED obrazovky, ako druh informačného zobrazovacieho terminálu smerom k verejnosti v metre, majú veľmi široký rozsah civilných a komerčných hodnôt.
V súčasnosti sú vozidlá metra prevádzkované v krajine spravidla vybavené vnútornými LED obrazovkami, ale doplnkových funkcií je menej a obsah obrazovky je jediný. V záujme spolupráce s využitím nového informačného systému pre cestujúcich v metre sme navrhli novú dynamickú LED obrazovku s LED displejom pre viac autobusov{0}}v metre.
LED displej metra
Vnútorný LED displej metra
Displej má nielen rôzne zbernicové rozhrania pre externú komunikáciu, ale využíva aj jednozbernicové a I2C zbernicové zariadenia pri návrhu vnútorného riadiaceho obvodu.
V metre sú dva typy LED obrazoviek: jedna je umiestnená na vonkajšej strane vozňa, používa sa na zobrazenie úseku jazdy vlaku, smeru jazdy a názvu aktuálnej stanice, kompatibilná s čínštinou a angličtinou; môže tiež zobrazovať ďalšie servisné informácie podľa potrieb prevádzky; zobrazenie textu je možné Zvoľte si statické, rolovacie, prekladové, vodopádové, animačné a iné efekty, počet zobrazených znakov je 12 16×16 bodových maticových znakov. Druhým je terminálový vnútorný LED displej, ktorý je umiestnený v aute. Vnútorný LED displej terminálu dokáže prednastaviť terminál podľa požiadaviek na prevádzku vlaku a zobraziť aktuálny terminál v reálnom čase. Dokáže zobraziť aj aktuálnu teplotu v aute a zobraziť znaky. Počet je 8 16×16 bodových maticových znakov.
LED displej metra
LED displej metra
Systémové komponenty
Obrazovka systému LED displeja sa skladá z-jednočipovej mikropočítačovej riadiacej jednotky a zobrazovacej jednotky. Jedna zobrazovacia jednotka dokáže zobraziť 4 čínske znaky 16×16. Ak sa vyrába LED grafický zobrazovací systém určitej veľkosti, používa sa len niekoľko inteligentných zobrazovacích jednotiek. Je možné realizovať metódu „stavebných blokov“ a zobrazovacie jednotky v systéme sú prepojené sériovou komunikáciou. Okrem ovládania zobrazovacej jednotky a prenosu pokynov a signálov z horného počítača je v riadiacej jednotke zabudovaný aj jeden-zbernicový digitálny teplotný snímač 18B20. Vďaka modulárnej konštrukcii riadiaceho obvodu, ak je potrebné aj meranie vlhkosti, môže byť 18b20 upgradovaný na modulárny obvod zložený z Dallas's DS2438 a HoneywELl's HIH23610. Aby sa splnili komunikačné potreby celého vozidla, medzi hostiteľským počítačom a každou riadiacou jednotkou vo vozidle je prijatá komunikácia cez zbernicu CAN.
Vnútorný LED displej metra
Vnútorný LED displej metra
hardvérový dizajn
Zobrazovacia jednotka sa skladá z LED zobrazovacieho panelu a zobrazovacieho obvodu. Doska LED zobrazovacej jednotky je 16×64 bodová univerzálna inteligentná zobrazovacia jednotka zložená zo 4 bodových maticových modulov. Jedna zobrazovacia jednotka dokáže zobraziť 4 16×16 bodové čínske znaky na celej obrazovke. Alebo symbol, sériová komunikácia je prijatá medzi zobrazovacími jednotkami v systéme, takže práca celého systému je koordinovaná a jednotná. Zobrazovací obvod pozostáva z dvoch 16-kolíkových káblových portov, dvoch trojstavových ovládačov zbernice 74H245, jedného 74HC04D šiestich invertorov, dvoch 74H138 ôsmich dekodérov a ôsmich radiacich západiek 74HC595. Jadrom riadiaceho obvodu je vysokorýchlostný jednočipový mikropočítač 77E58 od WINBOND-, kryštálová frekvencia je 24 MHz. AT29C020A je 256K ROM, ktorá sa používa na uloženie 16×16 bodovej knižnice čínskych znakov a 16×8 bodovej tabuľky ASCII kódov. AT24C020 je EP2ROM založená na sériovej zbernici I2C, v ktorej sú uložené pred-nastavené vety, ako sú názvy staníc metra, pozdravy atď. Teplota vo vozidle je meraná digitálnym snímačom teploty 18b20 s jednou zbernicou. SJA1000 a TJA1040 sú radiče zbernice CAN a transceiver.
Návrh jednotky riadiaceho obvodu
Celý systém je založený na Winbondovom dynamickom mikrokontroléri 77E58. 77E58 používa prepracované jadro mikroprocesora. Jeho návod je kompatibilný so sériou 51. Keďže však cyklus hodín má iba 4 cykly, jeho prevádzková rýchlosť je vo všeobecnosti rýchlejšia ako pri rovnakej frekvencii hodín. Tradičné 8051 je zväčšené 2 až 3-krát, takže rieši frekvenčné požiadavky jednočipového mikropočítača pri dynamickom zobrazovaní veľkokapacitných čínskych znakov. Navyše je dodávaný aj so strážnym psom. 77E58 ovláda flash pamäť AT29C020 cez západku 74LS373, veľkosť je 256K. Pretože kapacita pamäte je väčšia ako 64 kB, v návrhu je prijatá metóda adresovania stránok, to znamená, že na výber pamäte flash použite P1.1 a P1.2. Je rozdelená na 4 strany. Veľkosť adresy každej stránky je 64 kB. Okrem výberu čipu AT29C020, P1.5 tiež zaisťuje, že P1.1 a P1.2 nie sú spôsobené AT29C020, keď sú multiplexované na 16-kolíkovom rozhraní kábla. Nesprávna prevádzka. Riadiaca jednotka CAN je kľúčovou súčasťou komunikácie. S cieľom zlepšiť-schopnosť rušenia sa medzi CAN radič SJA1000 a CAN transceiver TJA1040 pridáva vysokorýchlostný optočlen 6N137{42}} a jednočipový mikropočítač vyberie CAN ovládač SJA1000 až P3.0. 18B20 je jedno-zbernicové zariadenie. Rozhranie medzi zariadením a mikropočítačom s jedným čipom musí zaberať iba jeden I/O port. Môže priamo konvertovať teplotu na digitálny signál a sériovo ho vysielať v režime 9-bitového digitálneho kódu. Na dokončenie párovania sa v riadiacom obvode zvolí P1.4. Výber čipu 18B20 a funkcia prenosu dát. Hodinová linka SCL a obojsmerná dátová linka SDA AT24C020 sú pripojené k P1.6 a P1.7 jednočipového mikropočítača. 16-kolíkové káblové rozhranie je súčasťou rozhrania riadiaceho obvodu a obvodu displeja.
Pripojenie a ovládanie zobrazovacej jednotky
Časť obvodu displeja je pripojená k 16-kolíkovému portu kábla časti ovládacieho obvodu prostredníctvom 16-kolíkového portu kábla (1). 16-kolíkový káblový port (1) prenáša pokyny a údaje jednočipového mikropočítača do obvodu LED displeja. 16-kolíkový kábel (2) Používa sa na kaskádovanie viacerých obrazoviek. Jeho zapojenie je v podstate rovnaké ako u 16-pinového káblového portu (1), ale treba si uvedomiť, že koncovka R sa pripája na 8. koncovku 74H595 DS zľava doprava na obrázku 2. Pri kaskádovaní bude zapojená v s 16-kolíkovým portom kábla (1) ďalšej obrazovky (ako je znázornené na obrázku 1). CLK je terminál hodinového signálu, STR je terminál blokovania riadkov, R je dátový terminál, G (GND) a LOE sú terminály umožňujúce osvetlenie riadkov a A, B, C a D sú terminály výberu riadkov. Špecifické funkcie každého portu sú nasledovné: A, B, C, D sú terminály na výber riadkov, ktoré sa používajú na ovládanie údajov z hostiteľského počítača do určeného riadku na paneli displeja a R je dátový terminál, ktorý prijíma dáta prenášané jednočipovým mikropočítačom. Pracovná postupnosť LED zobrazovacej jednotky je nasledovná: Potom, čo terminál hodinového signálu CLK prijme dáta na terminál R, riadiaci obvod umelo vydá nábežnú hranu impulzu. Nábežná hrana impulzu sa používa na zachytenie údajov; LOE je nastavené mikrokontrolérom na osvetlenie riadku. Schematický diagram obvodu displeja je znázornený na obrázku 3.
Modulárny dizajn
Vozidlá metra majú rôzne požiadavky na vnútorné LED obrazovky podľa skutočných podmienok, preto sme to pri návrhu okruhu plne zohľadnili, to znamená, že konkrétne moduly je možné zamieňať za podmienky, že hlavné funkcie a štruktúra zostanú nezmenené. Vďaka tejto štruktúre má riadiaci obvod LED dobrú škálovateľnosť a jednoduché použitie.
Modul teploty a vlhkosti
V horúcich a daždivých oblastiach na juhu je napriek konštantnej teplote vzduchu-v aute vlhkosť tiež dôležitým indikátorom obáv cestujúcich. Nami navrhnutý modul teploty a vlhkosti má funkciu merania teploty a vlhkosti. Teplotný modul a modul teploty a vlhkosti majú rovnaké zásuvkové rozhranie a obidva majú štruktúru jednej zbernice a obe sú riadené portom P1.4, takže výmena je veľmi pohodlná. HIH3610 je trojpólový integrovaný snímač vlhkosti s napäťovým výstupom od spoločnosti Honeywell. DS2438 je 10-bitový A/D prevodník s komunikačným rozhraním s jednou zbernicou. Čip obsahuje digitálny snímač teploty s vysokým rozlíšením, ktorý je možné použiť pre teplotu snímača vlhkosti. kompenzovať.
Rozširujúci modul zbernice 485
Autobus 485 má ako vyspelý a lacný autobus nezastupiteľné postavenie v oblasti priemyslu a dopravy. Z tohto dôvodu sme navrhli rozširujúci modul zbernice 485, ktorý dokáže nahradiť pôvodný CAN modul pre externú komunikáciu. Tento modul využíva fotoelektricky izolovaný MXL1535E od MAXIM ako transceiver 485. Aby sa zaistila kompatibilita pri ovládaní, MXL1535E aj SJA1000 sa vyberajú pomocou čipu-P3.0. Okrem toho transformátor poskytuje 2500 VRMS elektrickú izoláciu medzi stranou RS2485 a stranou ovládača alebo riadiacej logiky. Na výstup modulu je pridaný obvod diódy TVS, aby sa znížilo rušenie prepätím linky. Prepojky je možné použiť aj na určenie, či sa má zaťažiť koncový odpor zbernice.
softvérový dizajn
Systémový softvér sa skladá z riadiaceho softvéru nadradeného počítača a riadiaceho softvéru jednotky. Softvér na správu horného počítača je vyvinutý na operačnej platforme Windows22000 s použitím C plus plus BUILD6.0, vrátane výberu režimu zobrazenia (vrátane statického, blikajúceho, posúvania, písania atď.), výberu smeru posúvania (vrátane nahor a rolovanie nadol a rolovanie doľava a doprava), dynamické nastavenie rýchlosti zobrazenia (t. j. frekvencia blikania textu, rýchlosť rolovania, rýchlosť zobrazenia písania atď.), zadávanie obsahu displeja a náhľad displeja atď.
Keď je systém spustený, systém môže nielen zobrazovať znaky, ako sú hlásenia staníc, reklamy atď. podľa predvoľby, ale aj manuálne zadávať požadované znaky na displeji. Softvér na ovládanie ovládača jednotky využíva 8051 programovanie KEILC, upevnené v EEPROM jednočipu 77E58, a hlavne dopĺňa funkcie komunikácie medzi horným a dolným počítačom, získavanie údajov o teplote a vlhkosť a ovládanie I/O rozhrania. V skutočnej prevádzke presnosť merania teploty dosahuje ±0,5 stupňa a presnosť merania vlhkosti dosahuje ±2 percentá relatívnej vlhkosti.
na záver
Z hardvérového schematického dizajnu, logickej štruktúry, blokového diagramu kompozície atď. sú predstavené nápady na dizajn vnútorného LED displeja metra. Vďaka dizajnu modulu rozhrania priemyselnej zbernice a rozhrania modulu teploty a vlhkosti sa môže vnútorný LED displej prispôsobiť rôznym prostrediam. Požiadavka, s dobrou škálovateľnosťou a všestrannosťou. Po mnohých testoch bol vnútorný LED displej nainštalovaný do nového informačného systému pre cestujúcich v domácom metre na skúšobné použitie a efekt je dobrý. Prax ukázala, že obrazovka dokáže dobre doplniť statické zobrazenie čínskych znakov a grafiky a rôznych dynamických zobrazení a má vlastnosti vysokého jasu, žiadne blikanie a jednoduché logické ovládanie, ktoré plne spĺňa požiadavky na zobrazenie vozidiel metra na LED obrazovka.
