Berbicara tentang prinsip-prinsip desain dasar layar tampilan yang dipimpin kereta bawah tanah; layar tampilan led dalam ruangan, sebagai semacam terminal tampilan informasi yang menghadap publik di kereta bawah tanah, memiliki rentang nilai sipil dan komersial yang sangat luas.
Saat ini, kereta bawah tanah yang beroperasi di negara ini umumnya dilengkapi dengan layar tampilan LED dalam ruangan, tetapi ada lebih sedikit fungsi tambahan dan konten tampilan layar tunggal. Untuk bekerja sama dengan penggunaan sistem informasi penumpang kereta bawah tanah yang baru, kami merancang layar dinamis tampilan LED kereta bawah tanah multi-bus baru.
Tampilan dipimpin kereta bawah tanah
Tampilan led dalam ruangan kereta bawah tanah
Layar tidak hanya memiliki berbagai antarmuka bus untuk komunikasi eksternal, tetapi juga menggunakan perangkat bus tunggal dan bus I2C dalam desain sirkuit kontrol internal.
Ada dua jenis layar LED di kereta bawah tanah: satu ditempatkan di luar gerbong, digunakan untuk menampilkan bagian lintasan kereta, arah lari dan nama stasiun saat ini, kompatibel dengan bahasa Mandarin dan Inggris; itu juga dapat menampilkan informasi layanan lainnya sesuai dengan kebutuhan operasi; tampilan teks dapat Pilih statis, bergulir, terjemahan, air terjun, animasi dan efek lainnya, jumlah karakter yang ditampilkan adalah 12 karakter 16x16 dot matrix. Yang lainnya adalah tampilan LED dalam ruangan terminal, yang ditempatkan di dalam mobil. Tampilan LED dalam ruangan terminal dapat mengatur terminal sesuai dengan persyaratan operasi kereta api dan menampilkan terminal saat ini secara real time. Itu juga dapat menampilkan suhu saat ini di dalam mobil dan menampilkan karakter. Jumlahnya adalah 8 karakter dot matrix 16x16.
Tampilan dipimpin kereta bawah tanah
Tampilan dipimpin kereta bawah tanah
Komponen sistem
Layar sistem tampilan LED terdiri dari satu-unit kontrol mikrokomputer chip dan unit tampilan. Satu unit tampilan dapat menampilkan 4 karakter Cina berukuran 16x16. Jika sistem tampilan grafis LED ukuran tertentu diproduksi, hanya sejumlah unit tampilan cerdas yang digunakan. Metode "blok bangunan" dapat direalisasikan, dan unit tampilan dalam sistem dihubungkan dengan komunikasi serial. Selain mengontrol unit tampilan dan mentransmisikan instruksi dan sinyal dari komputer bagian atas, unit kontrol juga menyematkan satu-sensor suhu digital bus 18B20. Berkat desain modular sirkuit kontrol, jika pengukuran kelembaban juga diperlukan, 18b20 dapat ditingkatkan ke sirkuit modular yang terdiri dari DS2438 Dallas dan HIH23610 HoneywEL. Untuk memenuhi kebutuhan komunikasi seluruh kendaraan, komunikasi bus CAN diadopsi antara komputer host dan setiap unit kontrol di dalam kendaraan.
Tampilan led dalam ruangan kereta bawah tanah
Tampilan led dalam ruangan kereta bawah tanah
desain perangkat keras
Unit tampilan terdiri dari panel tampilan LED dan sirkuit tampilan. Papan unit tampilan LED adalah unit tampilan cerdas universal 16x64 dot matrix yang terdiri dari 4 modul dot matrix. Satu unit tampilan dapat menampilkan 4 karakter Cina 16x16 dot matrix pada layar penuh. Atau simbol, komunikasi serial diadopsi antara unit tampilan dalam sistem, sehingga kerja seluruh sistem terkoordinasi dan terpadu. Sirkuit tampilan terdiri dari dua port kabel 16-pin, dua 74H245 tiga-driver bus keadaan, satu 74HC04D enam inverter, dua 74H138 delapan dekoder dan delapan gerendel shift 74HC595. Inti dari rangkaian kontrol adalah mikrokomputer chip tunggal-kecepatan tinggi- WINBOND 77E58, frekuensi kristalnya adalah 24MHz. AT29C020A adalah 256K ROM, digunakan untuk menyimpan 16x16 dot matrix perpustakaan karakter Cina dan 16x8 dot matrix tabel kode ASCII. AT24C020 adalah EP2ROM berdasarkan bus serial I2C, yang menyimpan kalimat-kalimat yang telah ditetapkan sebelumnya-, seperti nama stasiun kereta bawah tanah, salam, dll. Suhu di dalam kendaraan diukur dengan sensor suhu digital tipe bus tunggal 18b20. SJA1000 dan TJA1040 masing-masing adalah pengontrol bus CAN dan transceiver.
Desain unit sirkuit kontrol
Seluruh sistem didasarkan pada mikrokontroler dinamis Winbond 77E58. 77E58 menggunakan inti mikroprosesor yang didesain ulang. Instruksinya kompatibel dengan seri 51. Namun, karena siklus clock hanya 4 siklus, kecepatan operasinya umumnya lebih cepat daripada frekuensi clock yang sama. 8051 tradisional meningkat 2~3 kali lipat, sehingga memecahkan persyaratan frekuensi mikrokomputer chip-tunggal selama tampilan dinamis karakter Cina berkapasitas-besar. Selain itu, ia juga dilengkapi dengan anjing penjaga. 77E58 mengontrol memori flash AT29C020 melalui kait 74LS373, ukurannya 256K. Karena kapasitas memori lebih besar dari 64K, metode pengalamatan halaman diadopsi dalam desain, yaitu, gunakan P1.1 dan P1.2 untuk memilih memori flash halaman. Terbagi menjadi 4 halaman. Ukuran pengalamatan setiap halaman adalah 64K. Selain pemilihan chip AT29C020, P1.5 juga memastikan bahwa P1.1 dan P1.2 tidak menyebabkan AT29C020 saat dimultipleks pada antarmuka kabel 16-pin. Salah operasi. Pengontrol CAN adalah bagian penting dari komunikasi. Untuk meningkatkan kemampuan anti-interferensi, optocoupler berkecepatan tinggi-6N137 ditambahkan antara pengontrol CAN SJA1000 dan transceiver CAN TJA1040, dan mikrokomputer chip-tunggal memilih CAN pengontrol SJA1000 hingga P3.0. 18B20 adalah perangkat bus-tunggal. Antarmuka antara perangkat dan mikrokomputer chip-tunggal hanya perlu menempati satu port I/O. Itu dapat langsung mengubah suhu menjadi sinyal digital dan mengeluarkannya secara serial dalam mode kode digital 9-bit. P1.4 dipilih di sirkuit kontrol untuk menyelesaikan pemasangan. Pemilihan chip 18B20 dan fungsi transmisi data. Jalur jam SCL dan jalur data dua arah SDA dari AT24C020 masing-masing terhubung ke P1.6 dan P1.7 dari mikrokomputer chip tunggal. Antarmuka kabel 16-pin adalah bagian antarmuka dari rangkaian kontrol dan rangkaian tampilan.
Tampilkan koneksi dan kontrol unit
Bagian sirkuit tampilan terhubung ke port kabel 16-pin dari bagian sirkuit kontrol melalui port kabel 16-pin (1). Port kabel 16-pin (1) mentransmisikan instruksi dan data komputer mikro chip tunggal ke sirkuit tampilan LED. Kabel 16-pin (2) ) Digunakan untuk mengalirkan beberapa layar tampilan. Sambungannya pada dasarnya sama dengan port kabel 16-pin (1), tetapi perlu dicatat bahwa terminal R terhubung ke terminal DS 74H595 ke-8 dari kiri ke kanan pada Gambar 2. Saat cascading, akan terhubung di seri dengan port kabel 16-pin (1) pada layar tampilan berikutnya (seperti yang ditunjukkan pada Gambar 1). CLK adalah terminal sinyal clock, STR adalah terminal gerendel baris, R adalah terminal data, G (GND) dan LOE adalah terminal pengaktifan lampu baris, dan A, B, C, dan D adalah terminal pemilihan baris. Fungsi spesifik dari setiap port adalah sebagai berikut: A, B, C, D adalah terminal pemilihan baris, yang digunakan untuk mengontrol data dari komputer host ke baris yang ditentukan pada panel tampilan, dan R adalah terminal data, yang menerima data yang dikirimkan oleh mikrokomputer chip tunggal. Urutan kerja unit tampilan LED adalah sebagai berikut: Setelah terminal sinyal clock CLK menerima data di terminal R, rangkaian kontrol secara artifisial memberikan peningkatan tepi pulsa. Tepi naik dari pulsa digunakan untuk mengunci data; LOE diatur oleh mikrokontroler untuk menyalakan baris. Diagram skema rangkaian tampilan ditunjukkan pada Gambar 3.
Desain modular
Kendaraan metro memiliki persyaratan yang berbeda untuk tampilan layar LED dalam ruangan sesuai dengan kondisi sebenarnya, jadi kami telah sepenuhnya mempertimbangkan hal ini saat merancang sirkuit, yaitu, modul tertentu dapat dipertukarkan dengan syarat fungsi dan struktur utama tetap tidak berubah. Struktur ini membuat rangkaian kontrol LED memiliki skalabilitas yang baik dan kemudahan penggunaan.
Modul suhu dan kelembaban
Di daerah yang panas dan hujan di selatan, meskipun suhu udara-kondisi di dalam mobil konstan, kelembapan juga merupakan indikator penting yang menjadi perhatian penumpang. Modul suhu dan kelembaban yang kami rancang memiliki fungsi untuk mengukur suhu dan kelembaban. Modul suhu dan modul suhu dan kelembaban memiliki antarmuka soket yang sama, dan keduanya memiliki struktur bus tunggal, dan keduanya dikendalikan oleh port P1.4, sehingga pertukaran sangat nyaman. HIH3610 adalah sensor kelembaban terintegrasi tiga-terminal dengan output tegangan yang dihasilkan oleh Honeywell. DS2438 adalah konverter A/D 10-bit dengan antarmuka komunikasi bus tunggal. Chip ini berisi sensor suhu digital resolusi tinggi, yang dapat digunakan untuk sensor suhu kelembaban. mengimbangi.
485 modul ekspansi bus
Sebagai bus yang matang dan murah, bus 485 memiliki posisi yang tak tergantikan di bidang industri dan bidang transportasi. Untuk alasan ini, kami merancang modul ekspansi 485 bus, yang dapat menggantikan modul CAN asli untuk komunikasi eksternal. Modul ini menggunakan MXL1535E yang diisolasi secara fotolistrik dari MAXIM sebagai transceiver 485. Untuk memastikan kompatibilitas dalam kontrol, MXL1535E dan SJA1000 adalah chip-yang dipilih melalui P3.0. Selain itu, transformator menyediakan isolasi listrik 2500VRMS antara sisi RS2485 dan sisi kontroler atau logika kontrol. Sirkuit dioda TVS ditambahkan ke output modul untuk mengurangi gangguan lonjakan saluran. Jumper juga dapat digunakan untuk menentukan apakah akan memuat resistansi terminal bus.
desain perangkat lunak
Perangkat lunak sistem terdiri dari perangkat lunak manajemen komputer atas dan perangkat lunak kontrol pengontrol unit. Perangkat lunak manajemen komputer atas dikembangkan pada platform operasi Windows22000 menggunakan C plus plus BUILD6.0, termasuk pemilihan mode tampilan (termasuk statis, berkedip, menggulir, mengetik, dll.), pemilihan arah gulir (termasuk atas dan pengguliran ke bawah dan pengguliran kiri dan kanan), Penyesuaian kecepatan tampilan dinamis (yaitu frekuensi kedipan teks, kecepatan gulir, kecepatan tampilan pengetikan, dll.), masukan konten tampilan dan pratinjau tampilan, dll.
Saat sistem berjalan, sistem tidak hanya dapat menampilkan karakter seperti pengumuman stasiun, iklan, dll sesuai dengan preset, tetapi juga secara manual memasukkan karakter tampilan yang diperlukan. Perangkat lunak kontrol pengontrol unit mengadopsi 8051 pemrograman KEILC, dipadatkan dalam EEPROM dari-chip 77E58 tunggal, dan terutama melengkapi fungsi komunikasi antara komputer atas dan bawah, akuisisi data suhu dan kelembaban, dan kontrol antarmuka I/O. Dalam operasi aktual, akurasi pengukuran suhu mencapai ±0,5 derajat, dan akurasi pengukuran kelembaban mencapai ±2 persen RH.
Kesimpulannya
Dari desain skema perangkat keras, struktur logis, diagram blok komposisi, dll., Ide desain tampilan led dalam ruangan kereta bawah tanah diperkenalkan. Melalui desain modul antarmuka fieldbus dan antarmuka modul suhu dan kelembaban, tampilan led dalam ruangan dapat beradaptasi dengan lingkungan yang berbeda. Persyaratan, dengan skalabilitas dan fleksibilitas yang baik. Setelah banyak tes, tampilan LED dalam ruangan telah dipasang di sistem informasi penumpang baru kereta bawah tanah domestik untuk penggunaan percobaan, dan efeknya bagus. Praktek telah membuktikan bahwa tampilan layar dapat dengan baik menyelesaikan tampilan statis karakter dan grafik Cina dan berbagai tampilan dinamis, dan memiliki karakteristik kecerahan tinggi, tidak ada kedipan, dan kontrol logika sederhana, yang sepenuhnya memenuhi persyaratan tampilan kendaraan kereta bawah tanah di Layar LED.
