A metrószerelvény led kijelzőjének tervezési elve
A metró led kijelzőjének tervezési elve;A metró nyilvános információs kijelzőtermináljaként a beltéri LED-kijelző rendkívül széles polgári és kereskedelmi értékkel bír.
Jelenleg a Kínában üzemelő metrójárművek általában beltéri led kijelzővel vannak felszerelve, de kevés a kiegészítő funkció és az egyképernyős megjelenítési tartalom.Az új metró utastájékoztató rendszerének használatához való együttműködés érdekében új, több buszos metró LED dinamikus kijelzőt terveztünk.
A kijelző nemcsak több busz interfésszel rendelkezik a külső kommunikációban, hanem egyetlen busz és I2C busz eszközöket is alkalmaz a belső vezérlőáramkör kialakításában.
Kétféle vanLED képernyőkmetrón: egyet a kocsi külsejére helyeznek el a vonat menetszakaszának, menetirányának és az aktuális állomásnévnek a megjelenítésére, amely kompatibilis kínai és angol nyelvvel;Egyéb szolgáltatási információk is megjeleníthetők a működési igényeknek megfelelően;A szöveges megjelenítés lehet statikus, görgető, fordítás, vízesés, animáció és egyéb effektusok, a megjelenített karakterek száma pedig 16 × 12 16 pontmátrix karakter.A másik a terminál beltéri LED-kijelzője, amely a vonatban van elhelyezve.A terminál beltéri LED-kijelzője előre beállíthatja a terminált a vonat üzemeltetési követelményeinek megfelelően, és valós időben megjelenítheti az aktuális terminált, valamint a vonat aktuális hőmérsékletét, 16 karakter × nyolc 16 mátrix karakterrel.
A rendszer összetétele
A LED kijelzőrendszer képernyője egy chipes mikroszámítógép vezérlőegységből és egy kijelzőegységből áll.Egyetlen kijelzőegység 16 × 16 kínai karaktert képes megjeleníteni.Ha egy adott méretű LED grafikus kijelzőrendszer készül, az több intelligens kijelzőegység és „építőkocka” módszerrel valósítható meg.A rendszer kijelzőegységei között soros kommunikációt használnak.A kijelző egység vezérlése és a felső számítógép utasításainak és jeleinek továbbítása mellett a vezérlőegységbe be van ágyazva egy 18B20-as egybuszos digitális hőmérséklet-érzékelő is.A vezérlőáramkör modulos felépítésének köszönhetően, ha a páratartalom mérésére szükség van, a 18b20 frissíthető a Dallas DS2438-ból és a HoneywELL HIH23610-ből álló moduláramkörre.A teljes jármű kommunikációs igényeinek kielégítése érdekében a CAN-busz a felső számítógép és a jármű minden vezérlőegysége közötti kommunikációt szolgálja.
hardver tervezés
A kijelző egység LED kijelző panelből és kijelző áramkörből áll.A LED-es kijelzőegység 4 mátrixmodulból, × 64 pontmátrixú univerzális intelligens kijelzőegységből áll, egyetlen kijelzőegység 4 16 × 16 mátrixú kínai karaktert vagy szimbólumot képes megjeleníteni.A rendszerben a kijelzőegységek között soros kommunikációt alkalmaznak, így az egész rendszer munkája összehangolt és egységes.A kijelző áramkör két 16 tűs lapos kábel portból, két 74H245 háromállapotú buszmeghajtóból, egy 74HC04D hat inverterből, két 74H138 nyolc dekóderből és nyolc 74HC595 váltóreteszből áll.A vezérlő áramkör magja a WINBOND 77E58 nagysebességű mikrovezérlője, a kristályfrekvencia pedig 24 MHz. Az AT29C020A egy 256K ROM 16 × 16 pontmátrixos kínai karakterkönyvtár és 16 × 8 mátrixú ASCII kódtábla tárolására.Az AT24C020 egy I2C soros buszon alapuló EP2ROM, amely előre beállított utasításokat tárol, például metróállomások nevét, üdvözletét stb. A jármű hőmérsékletét a 18b20 egybuszos digitális hőmérséklet-érzékelő méri.Az SJA1000 és a TJA1040 CAN buszvezérlő és adó-vevő.
Vezérlőáramkör egység kialakítása
Az egész rendszer magjaként a Winbond 77E58 dinamikus mikrokontrollerét használja.A 77E58 egy újratervezett mikroprocesszor magot kapott, és utasításai kompatibilisek az 51-es sorozattal.Mivel azonban az órajel csak 4 ciklusból áll, a futási sebessége általában 2-3-szor nagyobb, mint a hagyományos 8051 ugyanazon az órajel frekvencián.Ezért a nagy kapacitású kínai karakterek dinamikus megjelenítésében a mikrokontroller frekvenciakövetelményei jól megoldottak, és a watchdog is adott.A 77E58 az AT29C020 flash memóriát vezérli a 74LS373 retesz segítségével, melynek mérete 256K.Mivel a memóriakapacitás nagyobb, mint 64K, a kialakítás a lapozási címzési módszert alkalmazza, azaz a P1.1 és P1.2 a négy oldalra osztott flash memória oldalainak kiválasztására szolgál.Az egyes oldalak címzési mérete 64K.Az AT29C020 chipek kiválasztásán kívül a P1.5 biztosítja, hogy a P1.1 és P1.2 ne okozza az AT29C020 hibás működését, ha újrafelhasználják őket a 16 tűs lapos kábel interfészen.A CAN vezérlő a kommunikáció kulcsfontosságú része.Az interferencia-elhárító képesség javítása érdekében az SJA1000 CAN vezérlő és a TJA1040 CAN adó-vevő közé egy 6N137 nagysebességű optocsatoló került.A mikrokontroller kiválasztja a CAN vezérlő SJA1000 chipjét a P3.0-n keresztül.A 18B20 egyetlen buszos eszköz.Csak egy I/O portra van szüksége az eszköz és a mikrokontroller közötti interfészhez.Közvetlenül digitális jellé alakíthatja át a hőmérsékletet, és 9 bites digitális kód módban sorosan kiadhatja.A vezérlő áramkörben a P1.4 van kiválasztva, hogy befejezze a 18B20 chip-kiválasztási és adatátviteli funkcióit.Az AT24C020 SCL órakábel és az SDA kétirányú adatkábel a mikrokontroller P1.6 és P1.7.16 tűs lapos vezetékes interfészeihez csatlakozik, amelyek a vezérlő áramkör és a kijelző áramkör interfész részei.
Kijelző egység csatlakoztatása és vezérlése
A kijelző áramkör része a 16 tűs lapos vezetékes porton (1) keresztül csatlakozik a vezérlő áramkör rész 16 tűs lapos vezetékes portjához, amely a mikrokontroller utasításait és adatait továbbítja a LED kijelző áramkörnek.A 16 tűs lapos vezetéket (2) több képernyő kaszkádolására használják.Csatlakozása alapvetően megegyezik a 16 tűs lapos vezetékes portéval (1), de meg kell jegyezni, hogy az R vége a 2. ábrán balról jobbra a nyolcadik 74H595 DS végéhez csatlakozik, Lépcsőzetes beépítéskor sorosan csatlakoztatva a következő képernyő 16 tűs lapos kábel (1) portjához (az 1. ábrán látható módon).A CLK az órajel terminál, az STR a sorreteszelő terminál, az R az adatterminál, a G (GND) és a LOE a sorfény engedélyező kapcsok, és az A, B, C, D a sorkiválasztó kapcsok.Az egyes portok speciális funkciói a következők: A, B, C, D sorkiválasztó terminálok, amelyek a felső számítógépről a kijelzőpanel kijelölt sorába történő konkrét adatküldés vezérlésére szolgálnak, az R pedig az adat. terminál, amely elfogadja a mikrokontroller által továbbított adatokat.A LED kijelző egység működési sorrendje a következő: miután a CLK órajel terminál adatot kapott az R terminálon, a vezérlő áramkör manuálisan ad egy impulzus felfutó élt, és az STR egy adatsorban van (16 × 4) Mind a 64 adat átvitele után az impulzus felfutó éle az adatok rögzítésére szolgál;A LOE-t 1-re állítja a mikrokontroller, hogy megvilágítsa a vonalat.A kijelző áramkörének sematikus diagramja a 3. ábrán látható.
Moduláris kialakítás
A metró járművek beltéri led-kijelzővel szemben az aktuális helyzettől függően eltérő követelményeket támasztanak, ezért az áramkör kialakításánál ezt maradéktalanul figyelembe vettük, vagyis a fő funkciók és struktúrák változatlansága mellett az egyes modulok felcserélhetők.Ez a felépítés a LED-vezérlő áramkört jó bővíthetőséget és könnyű használatot tesz lehetővé.
Hőmérséklet és páratartalom modul
A déli forró és esős területeken ugyan állandó hőmérsékletű klímaberendezés van az autóban, de a páratartalom is fontos mutató, amivel az utasok törődnek.Az általunk tervezett hőmérséklet és páratartalom modul hőmérséklet és páratartalom mérési funkciót lát el.A hőmérséklet modul és a hőmérséklet és páratartalom modul ugyanazzal az aljzat interfésszel rendelkezik, mindkettő egybuszos szerkezet és P1.4 porton keresztül vezérelhető, így kényelmes a csere.A HIH3610 egy háromterminális integrált páratartalom-érzékelő feszültségkimenettel, amelyet a Honeywell Company gyárt.A DS2438 egy 10 bites A/D konverter, egyetlen busz kommunikációs interfésszel.A chip nagy felbontású digitális hőmérséklet-érzékelőt tartalmaz, amely a páratartalom-érzékelők hőmérséklet-kompenzálására használható.
485 busz bővítő modul
Kiforrott és olcsó autóbuszként a 485-ös autóbusz pótolhatatlan helyet foglal el az iparban és a közlekedésben.Ezért terveztünk egy 485-ös buszbővítő modult, amely helyettesítheti az eredeti CAN modult külső kommunikációhoz.A modul a MAXIM MXL1535E fotoelektromos leválasztóját használja 485 adó-vevőként.A vezérlési kompatibilitás biztosítása érdekében az MXL1535E és az SJA1000 is a P3.0-n keresztül van kiválasztva.Ezenkívül 2500VRMS elektromos leválasztás biztosított az RS2485 oldal és a vezérlő vagy vezérlő logikai oldal között a transzformátoron keresztül.TVS dióda áramkör van hozzáadva a modul kimeneti részéhez, hogy csökkentse a vonali túlfeszültség-interferenciát.A jumperek segítségével eldönthető, hogy terheljük-e a buszkapocs ellenállását.
Szoftver tervezés
A rendszerszoftver felső számítógép-kezelő szoftverből és egységvezérlő vezérlőszoftverből áll.A felső számítógép-kezelő szoftver a Windows22000 operációs platformon C++BUILD6.0 használatával készült, beleértve a megjelenítési mód kiválasztását (beleértve a statikus, villogó, görgetést, gépelést stb.), a görgetés irányának kiválasztását (beleértve a fel és le görgetést és a balra ill. jobb oldali görgetés), dinamikus megjelenítési sebesség beállítás (pl. szöveg villogási gyakorisága, görgetési sebesség, gépelési megjelenítési sebesség stb.), megjelenítési tartalom bevitele, megjelenítési előnézet, stb.
Amikor a rendszer fut, a rendszer nem csak az előre beállított beállítások szerint képes megjeleníteni a karaktereket, például az állomásbejelentést és a hirdetést, hanem manuálisan is beírhatja a kívánt kijelző karaktereket.Az egységvezérlő vezérlőszoftverét a 8051-es KEILC programozza és a 77E58 egylapkás számítógép EEPROM-jában szilárdítja meg.Főleg a felső és alsó számítógép közötti kommunikációt, a hőmérséklet és páratartalom adatgyűjtését, az I/O interfész vezérlését és egyéb funkciókat teljesíti.A tényleges működés során a hőmérséklet mérési pontossága eléri a ± 0,5 ℃-ot, a páratartalom mérési pontossága pedig eléri a ± 2% relatív páratartalmat
Következtetés
Ez a cikk bemutatja a metró beltéri LED-kijelzőjének tervezési ötletét a hardver sematikus diagram tervezése, a logikai felépítés, az összeállítási blokkdiagram stb. szempontjaiból. A terepibusz-interfész modul és a hőmérsékleti páratartalom modul interfészének tervezése révén a beltéri LED-kijelző alkalmazkodik a különböző környezetek követelményeihez, és jó skálázhatósággal és sokoldalúsággal rendelkezik.Számos teszt után a beltéri led kijelzőt használták a hazai metró új utastájékoztató rendszerében, és a hatás jó.A gyakorlat azt bizonyítja, hogy a kijelző jól kiegészíti a kínai karakterek és grafikák, valamint a különféle dinamikus kijelzők statikus megjelenítését, valamint a nagy fényerő, a villogásmentesség, az egyszerű logikai vezérlés stb. jellemzői, ami teljes mértékben megfelel a metrójárművek megjelenítési követelményeinek. számáraLED képernyők.
Feladás időpontja: 2022. december 16