Led-näytön perussuunnitteluperiaate metrojunassa
Metron led-näytön perussuunnitteluperiaate;Metron julkisena tietonäytön terminaalina sisätilojen led-näytöllä on erittäin laaja valikoima siviili- ja kaupallisia arvoja.
Tällä hetkellä Kiinassa liikennöivät metroajoneuvot on yleensä varustettu sisätiloissa olevalla led-näytöllä, mutta lisätoimintoja ja yhden näytön sisältöä on vähän.Tehdäksemme yhteistyötä uuden metron matkustajatietojärjestelmän käytön kanssa olemme suunnitelleet uuden monibussimetron LED-dynaamisen näytön.
Näyttöruudussa ei ole vain useita väyläliitäntöjä ulkoisessa tiedonsiirrossa, vaan se ottaa käyttöön myös yhden väylän ja I2C-väylälaitteet sisäisessä ohjauspiirissä.
Niitä on kahdenlaisiaLED-näytötmetrossa: yksi on sijoitettu vaunun ulkopuolelle näyttämään junan kulkuosuus, kulkusuunta ja nykyisen aseman nimi, joka on yhteensopiva kiinan ja englannin kielten kanssa;Myös muita palvelutietoja voidaan näyttää toiminnan tarpeiden mukaan;Tekstinäyttö voi olla staattinen, vierivä, käännös, vesiputous, animaatio ja muita tehosteita, ja näytettävien merkkien määrä on 16 × 12 16 pistematriisimerkkiä.Toinen on terminaalin LED-näyttö, joka on sijoitettu junaan.Terminaalin sisätilojen LED-näyttö voi esiasettaa terminaalin junan käyttövaatimusten mukaisesti ja näyttää nykyisen terminaalin reaaliajassa sekä senhetkisen lämpötilan junassa 16 merkillä × kahdeksalla 16 pistematriisimerkillä.
Järjestelmän koostumus
LED-näyttöjärjestelmän näyttö koostuu yksisiruisesta mikrotietokoneen ohjausyksiköstä ja näyttöyksiköstä.Yksi näyttöyksikkö voi näyttää 16 × 16 kiinalaista merkkiä.Jos valmistetaan tietyn kokoinen LED-graafinen näyttöjärjestelmä, se voidaan toteuttaa käyttämällä useita älykkäitä näyttöyksiköitä ja "rakennuspalikoiden" menetelmää.Järjestelmän näyttöyksiköiden välillä käytetään sarjaliikennettä.Näyttöyksikön ohjaamisen ja ylemmän tietokoneen ohjeiden ja signaalien välittämisen lisäksi ohjausyksikköön on upotettu yksiväyläinen digitaalinen lämpötila-anturi 18B20.Ohjauspiirin moduulirakenteen ansiosta, jos kosteusmittaukselle on vaatimuksia, 18b20 voidaan päivittää moduulipiiriksi, joka koostuu Dallasin DS2438:sta ja HoneywELLin HIH23610:sta.Koko ajoneuvon tietoliikennetarpeiden täyttämiseksi CAN-väylää käytetään ylemmän tietokoneen ja ajoneuvon jokaisen ohjausyksikön väliseen tiedonsiirtoon.
laitteiston suunnittelu
Näyttöyksikkö koostuu LED-näyttöpaneelista ja näyttöpiiristä.LED-näyttöyksikkölevy koostuu 4 pistematriisimoduulista × 64 pistematriisi universaalista älykkäästä näyttöyksiköstä, yksi näyttöyksikkö voi näyttää 4 16 × 16 pistematriisikiinalaista merkkiä tai symbolia.Järjestelmän näyttöyksiköiden välillä käytetään sarjaliikennettä, jotta koko järjestelmän työ on koordinoitua ja yhtenäistä.Näyttöpiiri koostuu kahdesta 16-nastaisesta litteästä kaapeliportista, kahdesta 74H245-tristate-väyläohjaimesta, yhdestä 74HC04D kuuden invertteristä, kahdesta 74H138 kahdeksan dekooderista ja kahdeksasta 74HC595-vaihtosalvasta.Ohjauspiirin ydin on WINBONDin nopea mikro-ohjain 77E58, ja kidetaajuus on 24 MHz. AT29C020A on 256K ROM 16 × 16 pistematriisikiinalaisen merkkikirjaston ja 16 × 8 pistematriisin ASCII-kooditaulukon tallentamiseen.AT24C020 on I2C-sarjaväylään perustuva EP2ROM, joka tallentaa esiasetetut lauseet, kuten metroasemien nimet, tervehdykset jne. Ajoneuvon lämpötilaa mittaa yksiväyläinen digitaalinen lämpötila-anturi 18b20.SJA1000 ja TJA1040 ovat CAN-väyläohjain ja lähetin-vastaanotin.
Ohjauspiiriyksikön suunnittelu
Koko järjestelmä käyttää Winbondin dynaamista mikro-ohjainta 77E58 ytimenä.77E58:ssa on uusittu mikroprosessoriydin, ja sen ohjeet ovat yhteensopivia 51-sarjan kanssa.Koska kellojakso on kuitenkin vain 4 jaksoa, sen käyntinopeus on yleensä 2–3 kertaa suurempi kuin perinteisellä 8051:llä samalla kellotaajuudella.Siksi mikro-ohjaimen taajuusvaatimukset suuren kapasiteetin kiinalaisten merkkien dynaamisessa näytössä on ratkaistu hyvin, ja myös vahtikoira on saatavilla.77E58 ohjaa flash-muistia AT29C020 salvalla 74LS373, jonka koko on 256 kt.Koska muistin kapasiteetti on suurempi kuin 64K, suunnittelussa käytetään hakuosoitusmenetelmää, eli P1.1:tä ja P1.2:ta käytetään sivujen valitsemiseen flash-muistille, joka on jaettu neljään sivuun.Kunkin sivun osoitekoko on 64 kt.AT29C020-sirujen valinnan lisäksi P1.5 varmistaa, että P1.1 ja P1.2 eivät aiheuta AT29C020:n toimintahäiriöitä, kun niitä käytetään uudelleen 16-nastaisessa litteässä kaapelissa.CAN-ohjain on keskeinen osa viestintää.Häiriönestokyvyn parantamiseksi CAN-ohjaimen SJA1000 ja CAN-lähetin-vastaanottimen TJA1040 väliin on lisätty 6N137-nopea optoerotin.Mikro-ohjain valitsee CAN-ohjaimen SJA1000-sirun P3.0:n kautta.18B20 on yksiväylälaite.Se tarvitsee vain yhden I/O-portin laitteen ja mikro-ohjaimen välistä liitäntää varten.Se voi muuntaa lämpötilan suoraan digitaaliseksi signaaliksi ja lähettää sen sarjaan 9-bittisessä digitaalisessa kooditilassa.P1.4 valitaan ohjauspiirissä suorittamaan 18B20:n sirunvalinta- ja tiedonsiirtotoiminnot.AT24C020:n kellokaapeli SCL ja kaksisuuntainen datakaapeli SDA on kytketty mikro-ohjaimen P1.6- ja P1.7.16-nastaisiin litteäjohtoliitäntöihin, jotka ovat ohjauspiirin ja näyttöpiirin liitäntäosia.
Näyttöyksikön liitäntä ja ohjaus
Näyttöpiiriosa on kytketty ohjauspiiriosan 16-nastaiseen litteään johdinporttiin 16-nastaisen litteän johdinportin (1) kautta, joka välittää mikro-ohjaimen ohjeet ja tiedot LED-näyttöpiirille.16-nastaista litteää johtoa (2) käytetään useiden näyttöjen kaskadointiin.Sen liitäntä on pohjimmiltaan sama kuin 16-nastaisen litteän johdinportin (1), mutta on huomioitava, että sen R-pää on kytketty kahdeksannen 74H595:n DS-päähän vasemmalta oikealle kuvassa 2. Kaskadissa se on kytketty sarjaan seuraavan näytön 16-nastaisen litteän kaapelin (1) portin kanssa (kuten kuvassa 1).CLK on kellosignaalin liitin, STR on rivin lukitusliitin, R on datapääte, G (GND) ja LOE ovat rivivaloliittimet ja A, B, C, D ovat rivinvalintaliittimet.Kunkin portin erityiset toiminnot ovat seuraavat: A, B, C, D ovat rivinvalintapäätteitä, joita käytetään ohjaamaan tiettyä tiedon lähetystä ylemmästä tietokoneesta näyttöpaneelin määrätylle riville, ja R on data. terminaali, joka hyväksyy mikro-ohjaimen lähettämät tiedot.LED-näyttöyksikön toimintajärjestys on seuraava: kun CLK-kellosignaaliliitin on vastaanottanut datan R-liittimeen, ohjauspiiri antaa manuaalisesti pulssin nousevan reunan ja STR on datarivillä (16 × 4) Kun kaikki 64 dataa on lähetetty, pulssin nouseva reuna annetaan datan lukitsemiseksi;Mikro-ohjain asettaa LOE:n arvoon 1 linjan valaisemiseksi.Näyttöpiirin kaaviokuva on esitetty kuvassa 3.
Modulaarinen muotoilu
Metroajoneuvoissa on erilaiset vaatimukset sisätilojen led-näytölle todellisen tilanteen mukaan, joten olemme huomioineet tämän piirin suunnittelussa, eli sillä ehdolla, että päätoiminnot ja rakenteet säilyvät ennallaan, tiettyjä moduuleja voidaan vaihtaa keskenään.Tämä rakenne tekee LED-ohjauspiiristä hyvän laajennettavuuden ja helppokäyttöisyyden.
Lämpötila- ja kosteusmoduuli
Etelän kuumilla ja sateisilla alueilla, vaikka autossa on vakiolämpöinen ilmastointilaite, kosteus on myös tärkeä mittari, josta matkustajat välittävät.Suunnittelemallamme lämpötila- ja kosteusmoduulilla on lämpötilan ja kosteuden mittaustoiminto.Lämpötilamoduulilla ja lämpötila- ja kosteusmoduulilla on sama pistorasialiitäntä, jotka molemmat ovat yksiväylärakenteita ja niitä ohjataan P1.4-portilla, joten ne on kätevä vaihtaa.HIH3610 on kolminapainen integroitu kosteusanturi, jonka jännitelähtö on Honeywell Companyn valmistama.DS2438 on 10-bittinen A/D-muunnin yhdellä väylällä.Siru sisältää korkearesoluutioisen digitaalisen lämpötila-anturin, jota voidaan käyttää kosteusanturien lämpötilakompensointiin.
485-väylän laajennusmoduuli
Kypsänä ja halvana bussina 485-bussilla on korvaamaton asema teollisuus- ja liikennekentällä.Siksi olemme suunnitelleet 485-väylälaajennusmoduulin, joka voi korvata alkuperäisen CAN-moduulin ulkoiseen tiedonsiirtoon.Moduuli käyttää MAXIMin valosähköistä eristystä MXL1535E 485-lähetin-vastaanottimena.Ohjauksen yhteensopivuuden varmistamiseksi sekä MXL1535E että SJA1000 on valittu P3.0:n kautta.Lisäksi 2500VRMS-sähköeristys on järjestetty RS2485-puolen ja ohjaimen tai ohjauslogiikkapuolen väliin muuntajan kautta.TVS-diodipiiri on lisätty moduulin lähtöosaan linjan ylijännitehäiriöiden vähentämiseksi.Jumpereiden avulla voidaan myös päättää, ladataanko väyläliittimen vastus.
Ohjelmistosuunnittelu
Järjestelmäohjelmisto koostuu ylemmästä tietokoneen hallintaohjelmistosta ja yksikköohjaimen ohjausohjelmistosta.Ylempi tietokoneen hallintaohjelmisto on kehitetty Windows22000-käyttöympäristössä käyttäen C++BUILD6.0:aa, sisältäen näyttötilan valinnan (mukaan lukien staattinen, vilkkuva, vieritys, kirjoittaminen jne.), vierityssuunnan valinnan (mukaan lukien vieritys ylös ja alas sekä vasemmalle ja oikea vieritys), dynaaminen näyttönopeuden säätö (eli tekstin vilkkumistaajuus, vieritysnopeus, kirjoitusnäyttönopeus jne.), näytön sisällön syöttö, näytön esikatselu jne.
Kun järjestelmä on käynnissä, järjestelmä ei voi vain näyttää merkkejä, kuten asematiedotus ja mainos esiasetusasetusten mukaisesti, vaan myös syöttää tarvittavat näyttömerkit manuaalisesti.Yksikköohjaimen ohjausohjelmisto on ohjelmoitu KEILC:llä 8051 ja kiinteästi yksisiruisen tietokoneen 77E58 EEPROM:iin.Se lähinnä täydentää ylemmän ja alemman tietokoneen välisen tiedonsiirron, lämpötilan ja kosteuden tiedonkeruun, I/O-liitännän ohjauksen ja muita toimintoja.Varsinaisen käytön aikana lämpötilan mittaustarkkuus saavuttaa ± 0,5 ℃ ja kosteuden mittaustarkkuus saavuttaa ± 2 % RH
Johtopäätös
Tässä artikkelissa esitellään metron sisätilojen LED-näytön suunnitteluidea laitteistokaavion suunnittelun, logiikkarakenteen, koostumuksen lohkokaavion jne. näkökulmasta. Kenttäväyläliitäntämoduulin ja lämpötilan kosteusmoduulin rajapinnan suunnittelun avulla sisätilojen LED-näyttö voi mukautuu eri ympäristöjen vaatimuksiin, ja sillä on hyvä skaalautuvuus ja monipuolisuus.Kotimaan metron uudessa matkustajatietojärjestelmässä on useiden testien jälkeen käytetty sisätilojen led-näyttöä ja vaikutus on hyvä.Käytäntö osoittaa, että näyttöruutu pystyy täydentämään kiinalaisten merkkien ja grafiikan sekä erilaisten dynaamisten näyttöjen staattisen näytön, ja sillä on korkea kirkkaus, välkkymätön, yksinkertainen logiikka jne., joka täyttää täysin metroajoneuvojen näyttövaatimukset. vartenLED-näytöt.
Postitusaika: 16.12.2022