Prinsip desain dasar layar tampilan yang dipimpin di kereta bawah tanah
Prinsip desain dasar layar tampilan yang dipimpin kereta bawah tanah;Sebagai terminal tampilan informasi berorientasi publik di kereta bawah tanah, tampilan led dalam ruangan memiliki rentang nilai sipil dan komersial yang sangat luas.
Saat ini, kendaraan kereta bawah tanah yang beroperasi di Cina umumnya dilengkapi dengan tampilan LED dalam ruangan, namun terdapat beberapa fungsi tambahan dan konten tampilan layar tunggal.Untuk bekerja sama dengan penggunaan sistem informasi penumpang metro baru, kami telah merancang layar tampilan dinamis multi bus metro LED baru.
Layar tampilan tidak hanya memiliki beberapa antarmuka bus dalam komunikasi eksternal, tetapi juga mengadopsi perangkat bus tunggal dan bus I2C dalam desain sirkuit kontrol internal.
Ada dua macamlayar LEDdi kereta bawah tanah: satu ditempatkan di bagian luar gerbong untuk menampilkan bagian lintasan kereta, arah lari, dan nama stasiun saat ini, yang sesuai dengan bahasa Cina dan Inggris;Informasi layanan lainnya juga dapat ditampilkan sesuai dengan kebutuhan operasi;Tampilan teks dapat berupa statis, bergulir, terjemahan, air terjun, animasi dan efek lainnya, dan jumlah karakter yang ditampilkan adalah 16 × 12 16 karakter dot matrix.Yang lainnya adalah tampilan LED dalam ruangan terminal, yang ditempatkan di kereta.Tampilan LED dalam ruangan terminal dapat mengatur terminal sesuai dengan persyaratan pengoperasian kereta, dan menampilkan terminal saat ini secara real time, serta suhu saat ini di dalam kereta, dengan 16 karakter × Delapan 16 karakter dot matrix.
Komposisi sistem
Layar sistem tampilan LED terdiri dari unit kontrol komputer mikro chip tunggal dan unit tampilan.Satu unit tampilan dapat menampilkan 16 × 16 karakter Cina.Jika ukuran tertentu dari sistem tampilan grafik LED diproduksi, itu dapat direalisasikan dengan menggunakan beberapa unit tampilan cerdas dan metode "blok bangunan".Komunikasi serial digunakan antara unit tampilan dalam sistem.Selain mengendalikan unit tampilan dan mentransmisikan instruksi dan sinyal dari komputer bagian atas, unit kontrol juga dilengkapi dengan sensor suhu digital bus tunggal 18B20.Berkat desain modul rangkaian kontrol, jika ada persyaratan untuk pengukuran kelembapan, 18b20 dapat ditingkatkan ke rangkaian modul yang terdiri dari DS2438 dari Dallas dan HIH23610 dari Honeywell.Untuk memenuhi kebutuhan komunikasi seluruh kendaraan, bus CAN digunakan untuk komunikasi antara komputer bagian atas dan setiap unit kontrol di dalam kendaraan.
desain perangkat keras
Unit tampilan terdiri dari panel tampilan LED dan rangkaian tampilan.Papan unit display LED terdiri dari 4 modul dot matrix × 64 dot matrix universal intelligent display unit, satu unit display dapat menampilkan 4 karakter atau simbol Cina 16 × 16 dot matrix.Komunikasi serial digunakan antar unit tampilan dalam sistem, sehingga kerja seluruh sistem terkoordinasi dan menyatu.Sirkuit tampilan terdiri dari dua port kabel datar 16 pin, dua driver bus tristate 74H245, satu inverter enam 74HC04D, dua dekoder delapan 74H138 dan delapan kait geser 74HC595.Inti dari rangkaian kontrol adalah mikrokontroler 77E58 berkecepatan tinggi dari WINBOND, dan frekuensi kristal 24MHz AT29C020A adalah ROM 256K untuk menyimpan pustaka karakter Cina 16 × 16 dot dan tabel kode ASCII matriks 16 × 8 dot.AT24C020 adalah EP2ROM berdasarkan bus serial I2C, yang menyimpan pernyataan prasetel, seperti nama stasiun kereta bawah tanah, salam, dll. Suhu di dalam kendaraan diukur dengan sensor suhu digital bus tunggal 18b20.SJA1000 dan TJA1040 masing-masing adalah pengontrol dan transceiver bus CAN.
Desain unit sirkuit kontrol
Seluruh sistem menggunakan mikrokontroler dinamis 77E58 dari Winbond sebagai intinya.77E58 mengadopsi inti mikroprosesor yang didesain ulang, dan instruksinya kompatibel dengan seri 51.Namun, karena siklus clock hanya 4 siklus, kecepatan larinya umumnya 2~3 kali lebih tinggi daripada 8051 tradisional pada frekuensi clock yang sama.Oleh karena itu, persyaratan frekuensi untuk mikrokontroler dalam tampilan dinamis karakter Cina berkapasitas besar dapat diselesaikan dengan baik, dan pengawas juga disediakan.77E58 mengontrol memori flash AT29C020 melalui latch 74LS373, dengan ukuran 256K.Karena kapasitas memori lebih besar dari 64K, desain mengadopsi metode pengalamatan paging, yaitu P1.1 dan P1.2 digunakan untuk memilih halaman untuk memori flash, yang dibagi menjadi empat halaman.Ukuran pengalamatan setiap halaman adalah 64K.Selain memilih chip AT29C020, P1.5 memastikan bahwa P1.1 dan P1.2 tidak akan menyebabkan kesalahan pengoperasian AT29C020 saat digunakan kembali pada antarmuka kabel datar 16 pin.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.Mikrokontroler memilih chip CAN controller SJA1000 melalui P3.0.18B20 adalah perangkat bus tunggal.Hanya membutuhkan satu port I/O untuk antarmuka antara perangkat dan mikrokontroler.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 pemilihan chip dan fungsi transmisi data 18B20.Kabel jam SCL dan kabel data dua arah SDA dari AT24C020 masing-masing terhubung ke antarmuka kawat datar pin P1.6 dan P1.7.16 dari mikrokontroler, yang merupakan bagian antarmuka dari rangkaian kontrol dan rangkaian tampilan.
Menampilkan koneksi dan kontrol unit
Bagian sirkuit tampilan dihubungkan dengan port kabel datar 16 pin dari bagian sirkuit kontrol melalui port kabel datar 16 pin (1), yang mentransmisikan instruksi dan data mikrokontroler ke sirkuit tampilan LED.Kabel datar 16 pin (2) digunakan untuk mengalirkan beberapa layar tampilan.Koneksinya pada dasarnya sama dengan port kawat datar 16 pin (1), tetapi perlu dicatat bahwa ujung R-nya terhubung ke ujung DS dari 74H595 kedelapan dari kiri ke kanan pada Gambar 2, Ketika mengalir, itu akan menjadi terhubung secara seri dengan port kabel datar 16 pin (1) pada layar tampilan berikutnya (seperti yang ditunjukkan pada Gambar 1).CLK adalah terminal sinyal jam, STR adalah terminal kait baris, R adalah terminal data, G (GND) dan LOE adalah terminal yang mengaktifkan lampu baris, dan A, B, C, 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 pengiriman data tertentu dari komputer atas ke baris yang ditentukan pada panel tampilan, dan R adalah data terminal, yang menerima data yang dikirimkan oleh mikrokontroler.Urutan kerja unit tampilan LED adalah sebagai berikut: setelah terminal sinyal jam CLK menerima data di terminal R, rangkaian kontrol secara manual memberikan tepi naik pulsa, dan STR berada dalam deretan data (16 × 4) Setelah semua 64 data ditransmisikan, ujung pulsa yang naik diberikan untuk mengunci data;LOE diatur ke 1 oleh mikrokontroler untuk menyalakan saluran.Diagram skema rangkaian tampilan ditunjukkan pada Gambar 3.
Desain modular
Kendaraan metro memiliki persyaratan berbeda untuk tampilan led dalam ruangan sesuai dengan situasi aktual, jadi kami telah sepenuhnya mempertimbangkan hal ini saat merancang sirkuit, yaitu, dengan syarat memastikan bahwa fungsi dan struktur utama tetap tidak berubah, modul tertentu dapat dipertukarkan.Struktur ini membuat rangkaian kontrol LED memiliki kemampuan ekspansi yang baik dan kemudahan penggunaan.
Modul suhu dan kelembaban
Di daerah panas dan hujan di selatan, meski terdapat AC dengan suhu konstan di dalam mobil, kelembapan juga menjadi indikator penting yang diperhatikan 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, keduanya merupakan struktur bus tunggal dan dikendalikan oleh port P1.4, sehingga mudah untuk menukarnya.HIH3610 adalah sensor kelembaban terintegrasi tiga terminal dengan keluaran tegangan yang diproduksi oleh Honeywell Company.DS2438 adalah konverter A/D 10 bit dengan antarmuka komunikasi bus tunggal.Chip berisi sensor suhu digital beresolusi tinggi, yang dapat digunakan untuk kompensasi suhu sensor kelembaban.
485 modul ekspansi bus
Sebagai bus yang matang dan murah, bus 485 memiliki posisi yang tak tergantikan di bidang industri dan lalu lintas.Oleh karena itu, kami telah merancang modul ekspansi bus 485, yang dapat menggantikan modul CAN asli untuk komunikasi eksternal.Modul ini menggunakan isolasi fotolistrik MAXIM MXL1535E sebagai transceiver 485.Untuk memastikan kompatibilitas kontrol, MXL1535E dan SJA1000 adalah chip yang dipilih melalui P3.0.Selain itu, isolasi listrik 2500VRMS disediakan antara sisi RS2485 dan pengontrol atau sisi logika kontrol melalui transformator.Sirkuit dioda TVS ditambahkan ke bagian keluaran modul untuk mengurangi gangguan lonjakan arus.Jumper juga dapat digunakan untuk memutuskan apakah akan memuat resistansi terminal bus.
Desain perangkat lunak
Perangkat lunak sistem terdiri dari perangkat lunak manajemen komputer bagian atas dan perangkat lunak kontrol pengontrol unit.Perangkat lunak manajemen komputer bagian atas dikembangkan pada platform operasi Windows22000 menggunakan C++ BUILD6.0, termasuk pemilihan mode tampilan (termasuk statis, berkedip, menggulir, mengetik, dll.), pemilihan arah gulir (termasuk menggulir ke atas dan ke bawah dan ke kiri dan ke bawah). pengguliran kanan), penyesuaian kecepatan tampilan dinamis (yaitu frekuensi kedipan teks, kecepatan pengguliran, kecepatan tampilan pengetikan, dll.), masukan konten tampilan, pratinjau tampilan, dll.
Saat sistem sedang berjalan, sistem tidak hanya dapat menampilkan karakter seperti pengumuman stasiun dan iklan sesuai dengan pengaturan yang telah ditetapkan, tetapi juga secara manual memasukkan karakter tampilan yang diperlukan.Perangkat lunak kontrol pengontrol unit diprogram oleh KEILC 8051 dan dipadatkan dalam EEPROM komputer chip tunggal 77E58.Ini terutama melengkapi komunikasi antara komputer atas dan bawah, akuisisi data suhu dan kelembaban, kontrol antarmuka I/O dan fungsi lainnya.Selama operasi sebenarnya, akurasi pengukuran suhu mencapai ± 0,5 ℃ dan akurasi pengukuran kelembaban mencapai ± 2% RH
Kesimpulan
Makalah ini memperkenalkan ide desain layar tampilan LED dalam ruangan kereta bawah tanah dari aspek desain diagram skema perangkat keras, struktur logika, diagram blok komposisi, dll. Melalui desain modul antarmuka bus lapangan dan antarmuka modul suhu kelembaban, tampilan layar LED dalam ruangan dapat beradaptasi dengan persyaratan lingkungan yang berbeda, dan memiliki skalabilitas dan fleksibilitas yang baik.Setelah banyak pengujian, tampilan layar led dalam ruangan telah digunakan dalam sistem informasi penumpang baru metro domestik, dan efeknya bagus.Praktik tersebut membuktikan bahwa tampilan layar dapat dengan baik melengkapi tampilan statis karakter dan grafik Cina dan berbagai tampilan dinamis, dan memiliki karakteristik kecerahan tinggi, tanpa kedipan, kontrol logika sederhana, dll., yang sepenuhnya memenuhi persyaratan tampilan kendaraan kereta bawah tanah untuklayar LED.
Waktu posting: 16-Des-2022