Prinsip dasar desain layar led di kereta bawah tanah
Prinsip desain dasar layar tampilan led metro; Sebagai terminal tampilan informasi berorientasi publik di kereta bawah tanah, tampilan led dalam ruangan memiliki nilai sipil dan komersial yang sangat luas.
Saat ini, kendaraan kereta bawah tanah yang beroperasi di Cina umumnya dilengkapi dengan layar LED dalam ruangan, tetapi ada beberapa fungsi tambahan dan konten layar tunggal.Untuk bekerja sama dengan penggunaan sistem informasi penumpang metro baru, kami telah mendesain layar tampilan LED dinamis multi bus metro baru.
Layar tampilan tidak hanya memiliki beberapa antarmuka bus dalam komunikasi eksternal, tetapi juga mengadopsi bus tunggal dan perangkat bus I2C dalam desain sirkuit kontrol internal.
Ada dua jenisLayar LEDdi kereta bawah tanah: satu ditempatkan di bagian luar gerbong untuk menampilkan bagian perjalanan kereta, arah perjalanan dan nama stasiun saat ini, yang kompatibel dengan bahasa Cina dan Inggris;Informasi layanan lainnya juga dapat ditampilkan sesuai dengan kebutuhan operasi; Tampilan teks dapat statis, bergulir, terjemahan, air terjun, animasi dan efek lainnya, dan jumlah karakter yang ditampilkan adalah 16 × 12 16 karakter matriks titik.Yang lainnya adalah terminal indoor LED display, yang ditempatkan di dalam kereta api. Tampilan LED interior terminal dapat mengatur terminal sesuai dengan persyaratan operasi kereta api, dan menampilkan terminal saat ini secara real time,serta suhu saat ini di kereta api, dengan 16 karakter × Delapan 16 karakter matriks titik.
Komposisi sistem
Layar sistem tampilan LED terdiri dari unit kontrol microcomputer chip tunggal dan unit tampilan.Jika ukuran tertentu dari sistem tampilan grafis LED diproduksi, dapat direalisasikan dengan menggunakan beberapa unit tampilan cerdas dan metode "blok bangunan".Selain mengontrol unit tampilan dan mengirimkan instruksi dan sinyal dari komputer atas, unit kontrol juga tertanam dengan sensor suhu digital bus tunggal 18B20.18b20 dapat ditingkatkan ke sirkuit modul yang terdiri dari DS2438 dari Dallas dan HIH23610 dari HoneywELLUntuk memenuhi kebutuhan komunikasi dari seluruh kendaraan, bus CAN digunakan untuk komunikasi antara komputer atas dan setiap unit kontrol di kendaraan.
desain hardware
Unit tampilan terdiri dari panel tampilan LED dan sirkuit tampilan. Papan unit tampilan LED terdiri dari modul matriks 4 titik × unit tampilan cerdas universal matriks 64 titik,satu unit tampilan tunggal dapat menampilkan 4 16 × 16 matriks titik karakter Cina atau simbol. komunikasi serial digunakan antara unit tampilan dalam sistem, sehingga pekerjaan seluruh sistem terkoordinasi dan disatukan. sirkuit tampilan terdiri dari dua 16 pin port kabel datar,dua 74H245 pengemudi bus tiga negara bagian, satu 74HC04D enam inverter, dua 74H138 delapan dekoder dan delapan 74HC595 shift kunci inti dari sirkuit kontrol adalah kecepatan tinggi mikrokontroler 77E58 dari WINBOND,dan frekuensi kristal adalah 24MHz AT29C020A adalah 256K ROM untuk menyimpan 16 × 16 matriks titik perpustakaan karakter Cina dan 16 × 8 matriks titik tabel kode ASCII. AT24C020 adalah EP2ROM berdasarkan bus serial I2C, yang menyimpan pernyataan yang telah ditetapkan sebelumnya, seperti nama stasiun kereta bawah tanah, salam, dll.Suhu di dalam kendaraan diukur oleh sensor suhu digital bus tunggal 18b20. SJA1000 dan TJA1040 adalah CAN bus controller dan transceiver masing-masing.
Desain unit sirkuit kontrol
Seluruh sistem menggunakan mikrokontroler dinamis 77E58 dari Winbond sebagai inti. 77E58 mengadopsi inti mikroprosesor yang didesain ulang, dan instruksinya kompatibel dengan seri 51.karena siklus jam hanya 4 siklus, kecepatan berjalan umumnya 2 ~ 3 kali lebih tinggi dari 8051 tradisional pada frekuensi jam yang sama.persyaratan frekuensi untuk mikrokontroler dalam tampilan dinamis dari kapasitas besar karakter Cina dengan baik diselesaikan, dan watchdog juga disediakan. 77E58 mengontrol memori flash AT29C020 melalui kunci 74LS373, dengan ukuran 256K. Karena kapasitas memori lebih besar dari 64K,Desain mengadopsi metode penyampaian alamat, yaitu, P1.1 dan P1.2 digunakan untuk memilih halaman untuk memori flash, yang dibagi menjadi empat halaman. Ukuran alamat setiap halaman adalah 64K. Selain memilih chip AT29C020, P1.5 memastikan bahwa P1.1 dan P1.2 tidak akan menyebabkan kesalahan operasi AT29C020 ketika digunakan kembali pada antarmuka kabel datar 16 pin. Kontroler CAN adalah bagian utama komunikasi.Untuk meningkatkan kemampuan anti interferensi, sebuah optocoupler kecepatan tinggi 6N137 ditambahkan antara pengontrol CAN SJA1000 dan transceiver CAN TJA1040. Mikrokontroler memilih chip pengontrol CAN SJA1000 melalui P3.0. 18B20 adalah perangkat bus tunggal. Hanya membutuhkan satu port I/O untuk antarmuka antara perangkat dan mikrokontroler.Hal ini dapat langsung mengubah suhu ke dalam sinyal digital dan output secara serial dalam mode kode digital 9-bit. P1.4 dipilih dalam sirkuit kontrol untuk menyelesaikan pemilihan chip dan fungsi transmisi data dari 18B20.Kabel jam SCL dan kabel data bidirectional SDA dari AT24C020 masing-masing terhubung ke P1.6 dan P1.7.16 Pin flat wire interface dari mikrokontroler, yang merupakan bagian antarmuka dari sirkuit kontrol dan sirkuit tampilan.
Koneksi dan kontrol unit display
Bagian sirkuit tampilan dihubungkan ke port kawat datar 16 pin dari bagian sirkuit kontrol melalui port kawat datar 16 pin (1),yang mengirimkan instruksi dan data dari mikrokontroler ke sirkuit tampilan LED. 16 pin flat wire (2) digunakan untuk cascading beberapa layar tampilan. koneksi dasarnya sama dengan 16 pin flat wire port (1),tapi harus dicatat bahwa ujung R terhubung ke ujung DS dari kedelapan 74H595 dari kiri ke kanan di Gambar 2, Ketika cascading, itu akan terhubung secara berurutan dengan 16 pin kabel datar (1) port layar berikutnya (seperti yang ditunjukkan pada Gambar 1).,R adalah terminal data, G (GND) dan LOE adalah terminal yang memungkinkan lampu baris, dan A, B, C, D adalah terminal pilihan baris.D adalah terminal pilihan baris, yang digunakan untuk mengontrol pengiriman data khusus dari komputer atas ke baris yang ditunjuk pada panel tampilan dan R adalah terminal data,yang menerima data yang dikirimkan oleh mikrokontrolerUrutan kerja dari unit tampilan LED adalah sebagai berikut: setelah terminal sinyal jam CLK menerima data di terminal R, sirkuit kontrol secara manual memberikan pinggiran pulsa yang naik,dan STR berada dalam baris data (16 × 4) Setelah semua 64 data dikirimkan, pinggiran pulsa yang naik diberikan untuk mengunci data; LOE diatur menjadi 1 oleh mikrokontroler untuk menyinari garis.
Desain modular
Kendaraan metro memiliki persyaratan yang berbeda untuk tampilan LED dalam ruangan sesuai dengan situasi yang sebenarnya, jadi kami telah mempertimbangkan sepenuhnya ini ketika merancang sirkuit, yaitu,dengan syarat memastikan bahwa fungsi dan struktur utama tetap tidak berubahStruktur ini membuat sirkuit kontrol LED memiliki expandability yang baik dan mudah digunakan.
Modul suhu dan kelembaban
Di daerah panas dan hujan di selatan, meskipun ada AC suhu konstan di dalam mobil, kelembaban juga merupakan indikator penting yang dipedulikan penumpang.Modul suhu dan kelembaban yang dirancang oleh kami memiliki fungsi mengukur suhu dan kelembabanModul suhu dan modul suhu dan kelembaban memiliki antarmuka soket yang sama, yang keduanya adalah struktur bus tunggal dan dikendalikan oleh port P1.4,jadi nyaman untuk bertukar mereka. HIH3610 adalah sensor kelembaban terintegrasi tiga terminal dengan output tegangan yang diproduksi oleh Honeywell Company. DS2438 adalah konverter A / D 10 bit dengan antarmuka komunikasi bus tunggal.Chip berisi resolusi tinggi sensor suhu digital, yang dapat digunakan untuk kompensasi suhu sensor kelembaban.
Modul ekspansi bus 485
Sebagai bus yang matang dan murah, bus 485 memiliki posisi yang tak tergantikan di bidang industri dan bidang lalu lintas.yang dapat menggantikan modul CAN asli untuk komunikasi eksternalUntuk memastikan kompatibilitas kontrol, baik MXL1535E dan SJA1000 dipilih melalui chip P3.0Selain itu, isolasi listrik 2500VRMS disediakan antara sisi RS2485 dan sisi pengontrol atau kontrol logika melalui trafo.Sirkuit dioda TVS ditambahkan ke bagian output dari modul untuk mengurangi gangguan lonjakan jalur. Jumper juga dapat digunakan untuk memutuskan apakah untuk memuat bus terminal resistance.
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 pilihan mode tampilan (termasuk statis, berkedip, bergulir, mengetik, dll.), pilihan arah bergulir (termasuk bergulir ke atas dan ke bawah dan bergulir kiri dan kanan),penyesuaian kecepatan tampilan dinamis (i.e frekuensi berkedip teks, kecepatan bergulir, kecepatan tampilan mengetik, dll.), input konten tampilan, tampilan pratinjau, dll.
Ketika sistem berjalan, sistem tidak hanya dapat menampilkan karakter seperti pengumuman stasiun dan iklan sesuai dengan pengaturan preset,tapi juga secara manual memasukkan karakter tampilan yang diperlukanPerangkat lunak kontrol unit controller diprogram oleh KEILC dari 8051 dan dikonsolidasikan ke EEPROM komputer chip tunggal 77E58.Ini terutama melengkapi komunikasi antara komputer atas dan bawah, pengumpulan data suhu dan kelembaban, kontrol antarmuka I/O dan fungsi lainnya.5 °C dan akurasi pengukuran kelembaban mencapai ± 2% RH
Kesimpulan
Makalah ini memperkenalkan ide desain layar layar 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 kelembaban suhu, layar tampilan LED dalam ruangan dapat beradaptasi dengan persyaratan lingkungan yang berbeda, dan memiliki skalabilitas dan fleksibilitas yang baik.layar tampilan LED indoor telah digunakan dalam sistem informasi penumpang baru dari metro domestik, dan efeknya baik. praktek membuktikan bahwa layar dapat dengan baik melengkapi tampilan statis dari karakter Cina dan grafis dan berbagai tampilan dinamis,dan memiliki karakteristik kecerahan tinggi, tidak berkedip, kontrol logika sederhana, dll yang sepenuhnya memenuhi persyaratan tampilan kendaraan kereta bawah tanah untukLayar LED.