Govorimo o osnovnom principu dizajna LED zaslona u vlaku podzemne željeznice

Osnovni princip dizajna LED zaslona u vlaku podzemne željeznice

Osnovno načelo dizajna LED zaslona podzemne željeznice;Kao javno orijentirani terminal za prikaz informacija u podzemnoj željeznici, unutarnji led zaslon ima vrlo širok raspon civilne i komercijalne vrijednosti.

Trenutačno su vozila podzemne željeznice koja prometuju u Kini općenito opremljena unutarnjim LED zaslonom, ali postoji nekoliko dodatnih funkcija i sadržaja zaslona na jednom zaslonu.Kako bismo surađivali s korištenjem novog informacijskog sustava metroa za putnike, dizajnirali smo novi metro LED dinamički zaslon za više autobusa.

Zaslon ne samo da ima višestruka sučelja sabirnice u vanjskoj komunikaciji, već također usvaja uređaje sa jednom sabirnicom i I2C sabirnicom u dizajnu unutarnjeg upravljačkog kruga.

Postoje dvije vrsteLED ekraniu podzemnoj željeznici: jedan se postavlja s vanjske strane vagona za prikaz dijela vožnje vlaka, smjera vožnje i trenutnog naziva stanice, koji je kompatibilan s kineskim i engleskim;Druge servisne informacije također se mogu prikazati prema radnim potrebama;Prikaz teksta može biti statičan, pomicanje, prijevod, vodopad, animacija i drugi efekti, a broj prikazanih znakova je 16 × 12 16 matričnih znakova.Drugi je terminalski unutarnji LED zaslon koji se nalazi u vlaku.Unutarnji LED zaslon terminala može unaprijed postaviti terminal prema zahtjevima rada vlaka i prikazati trenutni terminal u stvarnom vremenu, kao i trenutnu temperaturu u vlaku, sa 16 znakova × osam 16 matričnih znakova.

Sastav sustava

Zaslon sustava LED zaslona sastoji se od kontrolne jedinice mikroračunala s jednim čipom i jedinice zaslona.Jedna jedinica zaslona može prikazati 16 × 16 kineskih znakova.Ako se proizvede LED grafički zaslon određene veličine, to se može realizirati upotrebom nekoliko inteligentnih zaslonskih jedinica i metodom „građevnih blokova“.Između zaslonskih jedinica u sustavu koristi se serijska komunikacija.Uz kontrolu jedinice za prikaz i prijenos uputa i signala gornjeg računala, kontrolna jedinica također ima ugrađen digitalni temperaturni senzor 18B20 s jednom sabirnicom.Zahvaljujući modularnom dizajnu kontrolnog kruga, ako postoje zahtjevi za mjerenje vlažnosti, 18b20 se može nadograditi na modularni krug sastavljen od DS2438 iz Dallasa i HIH23610 iz HoneywELL-a.Kako bi se zadovoljile komunikacijske potrebe cijelog vozila, CAN sabirnica se koristi za komunikaciju između gornjeg računala i svake upravljačke jedinice u vozilu.

dizajn hardvera

Jedinica zaslona sastoji se od LED ploče zaslona i kruga zaslona.Ploča LED zaslonske jedinice sastoji se od 4 matrična modula × 64 matričnih univerzalnih inteligentnih zaslonskih jedinica, a jedna jedinica zaslona može prikazati 4 16 × 16 matričnih kineskih znakova ili simbola.Koristi se serijska komunikacija između zaslonskih jedinica u sustavu, kako bi rad cijelog sustava bio usklađen i unificiran.Krug zaslona sastoji se od dva priključka sa 16 pinskih ravnih kabela, dva 74H245 tristate drivera sabirnice, jednog 74HC04D šest pretvarača, dva 74H138 osam dekodera i osam 74HC595 zasuna za pomak.Jezgra kontrolnog kruga je brzi mikrokontroler 77E58 tvrtke WINBOND, a kristalna frekvencija je 24MHz. AT29C020A je 256K ROM za pohranjivanje knjižnice 16 × 16 matričnih kineskih znakova i 16 × 8 matričnih ASCII kodnih tablica.AT24C020 je EP2ROM baziran na I2C serijskoj sabirnici, koji pohranjuje unaprijed postavljene izjave, kao što su nazivi stanica podzemne željeznice, pozdravi itd. Temperatura u vozilu se mjeri digitalnim temperaturnim senzorom jedne sabirnice 18b20.SJA1000 i TJA1040 su CAN bus kontroler i primopredajnik.

Dizajn jedinice upravljačkog kruga

Cijeli sustav uzima dinamički mikrokontroler 77E58 tvrtke Winbond kao jezgru.77E58 usvaja redizajniranu jezgru mikroprocesora, a njegove upute su kompatibilne sa serijom 51.Međutim, budući da je ciklus takta samo 4 ciklusa, njegova brzina rada je općenito 2-3 puta veća od tradicionalnog 8051 na istoj frekvenciji takta.Stoga su frekvencijski zahtjevi za mikrokontroler u dinamičkom prikazu kineskih znakova velikog kapaciteta dobro riješeni, a osiguran je i nadzorni pas.77E58 kontrolira flash memoriju AT29C020 kroz zasun 74LS373, veličine 256K.Budući da je kapacitet memorije veći od 64K, dizajn usvaja metodu adresiranja stranica, to jest, P1.1 i P1.2 koriste se za odabir stranica za flash memoriju, koja je podijeljena na četiri stranice.Veličina adrese svake stranice je 64K.Osim odabira AT29C020 čipova, P1.5 osigurava da P1.1 i P1.2 neće uzrokovati neispravan rad AT29C020 kada se ponovno koriste na 16-pinskom ravnom kabelskom sučelju.CAN kontroler je ključni dio komunikacije.Kako bi se poboljšala sposobnost zaštite od smetnji, između CAN kontrolera SJA1000 i CAN primopredajnika TJA1040 dodan je optokapler velike brzine 6N137.Mikrokontroler odabire CAN kontroler SJA1000 čip preko P3.0.18B20 je uređaj s jednom sabirnicom.Potreban mu je samo jedan I/O port za sučelje između uređaja i mikrokontrolera.Može izravno pretvoriti temperaturu u digitalni signal i emitirati ga serijski u 9-bitnom digitalnom kodu.P1.4 je odabran u upravljačkom krugu kako bi se dovršio odabir čipa i funkcije prijenosa podataka 18B20.Kabel sata SCL i dvosmjerni podatkovni kabel SDA od AT24C020 povezani su na P1.6 i P1.7.16 pinska ravna sučelja mikrokontrolera, koji su dijelovi sučelja upravljačkog kruga i kruga prikaza.

Povezivanje i upravljanje zaslonskom jedinicom

Dio kruga zaslona povezan je sa 16-pinskim priključkom s ravnom žicom dijela upravljačkog kruga preko 16-pinskog priključka s ravnom žicom (1), koji prenosi upute i podatke mikrokontrolera u krug LED zaslona.Ravna žica sa 16 pinova (2) koristi se za kaskadno povezivanje više zaslona.Njegovo povezivanje je u osnovi isto kao i 16-pinski priključak s ravnom žicom (1), ali treba napomenuti da je njegov R kraj spojen na DS kraj osmog 74H595 slijeva na desno na slici 2. Kada se kaskadi, bit će spojen u seriju s priključkom 16-pinskog ravnog kabela (1) sljedećeg zaslona (kao što je prikazano na slici 1).CLK je terminal za signal sata, STR je terminal za zasun reda, R je terminal za podatke, G (GND) i LOE su terminali za omogućavanje osvjetljenja reda, a A, B, C, D su terminali za odabir reda.Specifične funkcije svakog priključka su sljedeće: A, B, C, D su terminali za odabir redaka, koji se koriste za kontrolu specifičnog slanja podataka s gornjeg računala u određeni red na ploči zaslona, ​​a R je podatak terminal, koji prihvaća podatke koje prenosi mikrokontroler.Redoslijed rada jedinice LED zaslona je sljedeći: nakon što terminal signala sata CLK primi podatke na terminalu R, upravljački krug ručno daje uzlazni rub impulsa, a STR je u redu podataka (16 × 4) Nakon što su sva 64 podatka poslana, daje se rastući rub impulsa da se zadrže podaci;Mikrokontroler postavlja LOE na 1 da osvijetli liniju.Shematski dijagram kruga zaslona prikazan je na slici 3.

Modularni dizajn

Vozila podzemne željeznice imaju različite zahtjeve za unutarnji LED zaslon u skladu sa stvarnom situacijom, tako da smo to u potpunosti razmotrili prilikom projektiranja kruga, odnosno, pod uvjetom da glavne funkcije i strukture ostanu nepromijenjene, specifični moduli mogu se međusobno zamijeniti.Ova struktura čini LED upravljački krug dobrom proširivošću i lakoćom upotrebe.

Modul temperature i vlažnosti

U vrućim i kišovitim područjima na jugu, iako u automobilu postoji klima uređaj konstantne temperature, vlažnost je također važan pokazatelj o kojem putnici brinu.Modul za temperaturu i vlažnost koji smo dizajnirali ima funkciju mjerenja temperature i vlažnosti.Modul za temperaturu i modul za temperaturu i vlažnost imaju isto sučelje utičnice, a oba su strukture s jednom sabirnicom i njima upravlja priključak P1.4, pa ih je zgodno zamijeniti.HIH3610 je troterminalni integrirani senzor vlage s izlaznim naponom koji proizvodi Honeywell Company.DS2438 je 10-bitni A/D pretvarač s komunikacijskim sučeljem s jednom sabirnicom.Čip sadrži digitalni temperaturni senzor visoke rezolucije, koji se može koristiti za temperaturnu kompenzaciju senzora vlage.

485 modul za proširenje sabirnice

Kao zreo i jeftin autobus, autobus 485 ima nezamjenjivu poziciju u industriji i prometu.Stoga smo dizajnirali modul za proširenje sabirnice 485, koji može zamijeniti originalni CAN modul za vanjsku komunikaciju.Modul koristi MAXIM-ovu fotoelektričnu izolaciju MXL1535E kao 485 primopredajnik.Kako bi se osigurala kompatibilnost upravljanja, i MXL1535E i SJA1000 odabrani su putem P3.0.Osim toga, električna izolacija od 2500VRMS osigurana je između RS2485 strane i strane kontrolera ili upravljačke logike kroz transformator.Krug TVS diode dodan je izlaznom dijelu modula kako bi se smanjile smetnje prenapona u liniji.Premosnici se također mogu koristiti za odlučivanje hoće li se učitati otpor terminala sabirnice.

Dizajn softvera

Softver sustava sastoji se od softvera za upravljanje gornjim računalom i softvera za kontrolu jedinice.Softver za upravljanje gornjim računalom razvijen je na operacijskoj platformi Windows22000 koristeći C++BUILD6.0, uključujući odabir načina prikaza (uključujući statički, trepćući, pomicanje, tipkanje itd.), odabir smjera pomicanja (uključujući pomicanje gore i dolje i lijevo i desno pomicanje), dinamičko podešavanje brzine prikaza (tj. učestalost treptanja teksta, brzina pomicanja, brzina prikaza tipkanja itd.), unos sadržaja zaslona, ​​pregled prikaza itd.

Kada je sustav pokrenut, sustav ne samo da može prikazati znakove kao što su najave postaje i reklame prema unaprijed postavljenim postavkama, već i ručno unijeti potrebne znakove za prikaz.Upravljački softver kontrolera jedinice programiran je KEILC-om 8051 i učvršćen u EEPROM-u računala s jednim čipom 77E58.Uglavnom dovršava komunikaciju između gornjeg i donjeg računala, prikupljanje podataka o temperaturi i vlažnosti, kontrolu I/O sučelja i druge funkcije.Tijekom stvarnog rada, točnost mjerenja temperature doseže ± 0,5 ℃, a točnost mjerenja vlažnosti doseže ± 2% RH

Zaključak

Ovaj rad predstavlja ideju dizajna unutarnjeg LED zaslona podzemne željeznice s aspekta dizajna hardverskog shematskog dijagrama, logičke strukture, blok dijagrama kompozicije itd. Kroz dizajn modula sučelja sabirnice polja i sučelja modula temperature i vlažnosti, unutarnji LED zaslon može prilagođava se zahtjevima različitih okruženja i ima dobru skalabilnost i svestranost.Nakon brojnih testova, unutarnji LED ekran korišten je u novom putničkom informacijskom sustavu domaćeg metroa, a učinak je dobar.Praksa dokazuje da zaslon može dobro dovršiti statični prikaz kineskih znakova i grafike i raznih dinamičkih prikaza, te ima karakteristike visoke svjetline, bez treperenja, jednostavne logičke kontrole itd., što u potpunosti zadovoljava zahtjeve zaslona vozila podzemne željeznice zaLED ekrani.

vijesti (7)


Vrijeme objave: 16. prosinca 2022