Βασική αρχή σχεδιασμού της οθόνης οθόνης LED στο τρένο του μετρό
Η βασική αρχή σχεδιασμού της οθόνης οθόνης LED του μετρό. Ως τερματικό προβολής πληροφοριών που προσανατολίζονται δημόσια προσανατολισμένα στο μετρό, η εσωτερική οθόνη LED έχει ένα πολύ ευρύ φάσμα πολιτικής και εμπορικής αξίας.
Επί του παρόντος, τα οχήματα του μετρό που λειτουργούν στην Κίνα είναι γενικά εξοπλισμένα με εσωτερική οθόνη LED, αλλά υπάρχουν λίγες πρόσθετες λειτουργίες και περιεχόμενο ενιαίας οθόνης. Προκειμένου να συνεργαστούμε με τη χρήση του νέου συστήματος πληροφοριών επιβατών του Metro, σχεδιάσαμε μια νέα οθόνη Dynamic Dynamic Multi Bus Metro LED.
Η οθόνη οθόνης όχι μόνο διαθέτει πολλαπλές διεπαφές λεωφορείων στην εξωτερική επικοινωνία, αλλά υιοθετεί επίσης συσκευές λεωφορείου μεμονωμένα λεωφορεία και I2C στον σχεδιασμό του εσωτερικού κυκλώματος ελέγχου.
Υπάρχουν δύο είδηΟθόνες LEDΣτο μετρό: το ένα τοποθετείται στο εξωτερικό της μεταφοράς για να εμφανιστεί το τμήμα τρέξιμο, η κατεύθυνση που τρέχει και το σημερινό όνομα του σταθμού, το οποίο είναι συμβατό με τα κινεζικά και τα αγγλικά. Άλλες πληροφορίες υπηρεσιών μπορούν επίσης να εμφανίζονται σύμφωνα με τις ανάγκες λειτουργίας. Η οθόνη κειμένου μπορεί να είναι στατική, κύλιση, μετάφραση, καταρράκτης, κινούμενα σχέδια και άλλα εφέ και ο αριθμός των χαρακτήρων που εμφανίζονται είναι 16 × 12 16 χαρακτήρες dot matrix. Το άλλο είναι η ενσωματωμένη οθόνη LED τερματικού, η οποία τοποθετείται στο τρένο. Η οθόνη LED του τερματικού μπορεί να προετοιμάσει το τερματικό σύμφωνα με τις απαιτήσεις λειτουργίας της αμαξοστοιχίας και να εμφανίσει το τρέχον τερματικό σε πραγματικό χρόνο, καθώς και την τρέχουσα θερμοκρασία στο τρένο, με 16 χαρακτήρες × οκτώ 16 χαρακτήρες dot matrix.
Σύνθεση συστήματος
Η οθόνη συστήματος οθόνης LED αποτελείται από μονάδα ελέγχου μικροϋπολογιστών μονής τσιπ και μονάδα οθόνης. Μια μονάδα ενιαίας οθόνης μπορεί να εμφανίσει 16 × 16 κινέζους χαρακτήρες. Εάν παράγεται ένα ορισμένο μέγεθος του συστήματος LED γραφικής οθόνης, μπορεί να πραγματοποιηθεί χρησιμοποιώντας αρκετές έξυπνες μονάδες εμφάνισης και τη μέθοδο των "δομικών στοιχείων". Χρησιμοποιείται σειριακή επικοινωνία μεταξύ μονάδων προβολής στο σύστημα. Εκτός από τον έλεγχο της μονάδας οθόνης και τη μετάδοση των οδηγιών και των σημάτων του ανώτερου υπολογιστή, η μονάδα ελέγχου είναι επίσης ενσωματωμένη με έναν ενιαίο αισθητήρα ψηφιακής θερμοκρασίας διαύλου 18B20. Χάρη στον σχεδιασμό της μονάδας του κυκλώματος ελέγχου, εάν υπάρχουν απαιτήσεις για τη μέτρηση της υγρασίας, το 18B20 μπορεί να αναβαθμιστεί στο κύκλωμα μονάδας που αποτελείται από DS2438 από το Dallas και το HIH23610 από την Honeywell. Προκειμένου να ικανοποιηθούν οι ανάγκες επικοινωνίας ολόκληρου του οχήματος, το λεωφορείο CAN χρησιμοποιείται για επικοινωνία μεταξύ του ανώτερου υπολογιστή και κάθε μονάδας ελέγχου στο όχημα.
σχεδιασμός υλικού
Η μονάδα οθόνης αποτελείται από το κύκλωμα οθόνης LED και το κύκλωμα εμφάνισης. Η πλακέτα μονάδας εμφάνισης LED αποτελείται από 4 μονάδες μήτρας dot × 64 dot matrix Universal Intelligent Display, μια μονάδα ενιαίας οθόνης μπορεί να εμφανίζει 4 16 × 16 dot matrix κινεζικά χαρακτήρες ή σύμβολα. Η σειριακή επικοινωνία χρησιμοποιείται μεταξύ των μονάδων εμφάνισης στο σύστημα, έτσι ώστε το έργο του συνόλου του συστήματος να συντονίζεται και να ενοποιείται. Το κύκλωμα οθόνης αποτελείται από δύο θύρες επίπεδης καλωδίων 16 ακίδων, δύο οδηγούς λεωφορείων Tristate 74H245, ένα 74HC04D έξι μετατροπέα, δύο 74H138 οκτώ αποκωδικοποιητές και οκτώ μάνδαλες μετατόπισης 74HC595. Ο πυρήνας του κυκλώματος ελέγχου είναι ο μικροελεγκτής υψηλής ταχύτητας 77E58 του Winbond και η συχνότητα κρυστάλλου είναι 24MHz AT29C020A είναι ένα 256K ROM για την αποθήκευση 16 × 16 dot matrix κινεζική βιβλιοθήκη χαρακτήρων και 16 × 8 dot matrix code code. Το AT24C020 είναι ένα EP2ROM με βάση το σειριακό λεωφορείο I2C, το οποίο αποθηκεύει προκαθορισμένες δηλώσεις, όπως ονόματα σταθμών μετρό, χαιρετισμούς κλπ. Η θερμοκρασία στο όχημα μετράται από τον αισθητήρα ψηφιακής θερμοκρασίας ενός διαύλου 18B20. Τα SJA1000 και TJA1040 είναι ελεγκτές λεωφορείων και πομποδέκτη αντίστοιχα.
Σχεδιασμός μονάδας κυκλώματος ελέγχου
Το σύνολο του συστήματος παίρνει το δυναμικό μικροελεγκτή 77E58 του Winbond ως πυρήνα. Το 77E58 υιοθετεί έναν επανασχεδιασμένο πυρήνα μικροεπεξεργαστή και οι οδηγίες του είναι συμβατές με τη σειρά 51. Ωστόσο, επειδή ο κύκλος ρολογιού είναι μόνο 4 κύκλοι, η ταχύτητα λειτουργίας του είναι γενικά 2 ~ 3 φορές υψηλότερη από το παραδοσιακό 8051 στην ίδια συχνότητα ρολογιού. Επομένως, οι απαιτήσεις συχνότητας για τον μικροελεγκτή στη δυναμική εμφάνιση των κινεζικών χαρακτήρων μεγάλης χωρητικότητας επιλύονται καλά και παρέχεται επίσης ο φύλακας. Το 77E58 ελέγχει τη μνήμη flash AT29C020 μέσω του μανδάλου 74LS373, με μέγεθος 256K. Δεδομένου ότι η χωρητικότητα μνήμης είναι μεγαλύτερη από 64Κ, ο σχεδιασμός υιοθετεί τη μέθοδο διευθύνσεων τηλεειδοποίησης, δηλαδή, P1.1 και P1.2 χρησιμοποιούνται για την επιλογή σελίδων για τη μνήμη flash, η οποία χωρίζεται σε τέσσερις σελίδες. Το μέγεθος της διεύθυνσης κάθε σελίδας είναι 64k. Εκτός από την επιλογή των τσιπ AT29C020, το P1.5 εξασφαλίζει ότι τα P1.1 και P1.2 δεν θα προκαλέσουν κακή συμπεριφορά του AT29C020 όταν επαναχρησιμοποιούνται στη διεπαφή καλωδίων 16 ακίδων. Ο ελεγκτής CAN είναι το βασικό μέρος της επικοινωνίας. Προκειμένου να βελτιωθεί η ικανότητα κατά της παρεμβολής, προστίθεται ένα 6N137 υψηλής ταχύτητας Optocoupler μεταξύ του ελεγκτή CAN SJA1000 και του CAN Transceiver TJA1040. Ο μικροελεγκτής επιλέγει το τσιπ SJA1000 του CAN Controller μέσω P3.0. Το 18B20 είναι μία συσκευή διαύλου. Χρειάζεται μόνο μία θύρα I/O για τη διεπαφή μεταξύ της συσκευής και του μικροελεγκτή. Μπορεί να μετατρέψει απευθείας τη θερμοκρασία σε ψηφιακό σήμα και να το εξάγει σειριακά σε λειτουργία ψηφιακού κώδικα 9-bit. Το P1.4 επιλέγεται στο κύκλωμα ελέγχου για να ολοκληρωθεί η επιλογή επιλογής τσιπ και οι λειτουργίες μετάδοσης δεδομένων του 18B20. Το καλώδιο SCL του καλωδίου ρολογιού και το καλώδιο αμφίδρομων δεδομένων SDA του AT24C020 συνδέονται αντίστοιχα με τις διεπαφές P1.6 και P1.7.16 PIN του μικροελεγκτή, οι οποίες είναι τα τμήματα διασύνδεσης του κυκλώματος ελέγχου και του κυκλώματος οθόνης.
Έλεγχος σύνδεσης και ελέγχου μονάδας εμφάνισης
Το τμήμα κυκλώματος οθόνης συνδέεται με τη θύρα επίπεδης σύρματος 16 ακίδων του τμήματος κυκλώματος ελέγχου μέσω της θύρας επίπεδης σύρματος 16 ακίδων (1), η οποία μεταδίδει τις οδηγίες και τα δεδομένα του μικροελεγκτή στο κύκλωμα εμφάνισης LED. Το 16 pin επίπεδη σύρμα (2) χρησιμοποιείται για την εξάρτηση πολλαπλών οθονών οθόνης. Η σύνδεσή του είναι βασικά η ίδια με τη θύρα επίπεδης σύρματος 16 ακίδων (1), αλλά πρέπει να σημειωθεί ότι το άκρο R του συνδέεται στο άκρο DS του όγδοου 74H595 από αριστερά προς τα δεξιά στο σχήμα 2, όταν καταδεικνύεται, θα συνδεθεί σε σειρά με τη θύρα επίπεδης καλώδιο 16 ακίδων της επόμενης οθόνης (όπως φαίνεται στην Εικόνα 1). Το CLK είναι το ακροδέκτη σήματος ρολογιού, το STR είναι ο ακροδέκτης μανδάλωσης γραμμής, το R είναι ο ακροδέκτης δεδομένων, το G (GND) και το LOE είναι οι ακροδέκτες που ενεργοποιούν το φως της σειράς και τα A, B, C, D είναι οι ακροδέκτες επιλογής σειράς. Οι συγκεκριμένες λειτουργίες κάθε θύρας είναι οι εξής: A, B, C, D είναι τερματικά επιλογής σειράς, οι οποίοι χρησιμοποιούνται για τον έλεγχο της συγκεκριμένης αποστολής δεδομένων από τον ανώτερο υπολογιστή στην καθορισμένη σειρά στον πίνακα οθόνης και το R είναι το τερματικό δεδομένων, ο οποίος αποδέχεται τα δεδομένα που μεταδίδονται από τον μικροελεγκτή. Η ακολουθία λειτουργίας της μονάδας εμφάνισης LED είναι η εξής: Αφού ο ακροδέκτης σήματος CLK λαμβάνει δεδομένα στον ακροδέκτη R, το κύκλωμα ελέγχου δίνει με μη αυτόματο τρόπο μια άκρη ανερχόμενης παλμού και το STR βρίσκεται σε σειρά δεδομένων (16 × 4) μετά τη μετάδοση και τα 64 δεδομένα, δίδεται ένα άκρο ανερχόμενης ακμής για να συνδέσει τα δεδομένα. Το LOE έχει οριστεί σε 1 από τον μικροελεγκτή για να ανάψει τη γραμμή. Το σχηματικό διάγραμμα του κυκλώματος οθόνης φαίνεται στο σχήμα 3.
Αρθρωτός σχεδιασμός
Τα οχήματα του μετρό έχουν διαφορετικές απαιτήσεις για την οθόνη LED εσωτερικού χώρου σύμφωνα με την πραγματική κατάσταση, οπότε το θεωρήσαμε πλήρως κατά το σχεδιασμό του κυκλώματος, δηλαδή υπό την προϋπόθεση της διασφάλισης ότι οι κύριες λειτουργίες και οι δομές παραμένουν αμετάβλητες, μπορούν να εναλλάσσονται ειδικές ενότητες. Αυτή η δομή καθιστά το κύκλωμα ελέγχου LED έχει καλή επεκτάτρωση και ευκολία χρήσης.
Μονάδα θερμοκρασίας και υγρασίας
Στις καυτές και βροχερές περιοχές στο νότο, αν και υπάρχει ένα σταθερό κλιματιστικό θερμοκρασίας στο αυτοκίνητο, η υγρασία είναι επίσης ένας σημαντικός δείκτης που ενδιαφέρονται οι επιβάτες. Η μονάδα θερμοκρασίας και υγρασίας που σχεδιάστηκε από εμάς έχει τη λειτουργία της θερμοκρασίας μέτρησης και της υγρασίας. Η μονάδα θερμοκρασίας και η μονάδα θερμοκρασίας και υγρασίας έχουν την ίδια διασύνδεση υποδοχής, και οι δύο είναι δομές μεμονωμένου διαύλου και ελέγχονται από τη θύρα P1.4, οπότε είναι βολικό να τα ανταλλάξουμε. Το HIH3610 είναι ένας τριών τερματικών ενσωματωμένων αισθητήρα υγρασίας με έξοδο τάσης που παράγεται από την Honeywell Company. Το DS2438 είναι ένας μετατροπέας 10 bit A/D με μία διασύνδεση επικοινωνίας με μονό λεωφορείο. Το τσιπ περιέχει έναν ψηφιακό αισθητήρα θερμοκρασίας υψηλής ανάλυσης, ο οποίος μπορεί να χρησιμοποιηθεί για αντιστάθμιση θερμοκρασίας αισθητήρων υγρασίας.
485 Μονάδα επέκτασης λεωφορείων
Ως ώριμο και φθηνό λεωφορείο, το λεωφορείο 485 έχει αναντικατάστατη θέση στον τομέα του βιομηχανικού τομέα και της κυκλοφορίας. Ως εκ τούτου, έχουμε σχεδιάσει μια μονάδα επέκτασης διαύλου 485, η οποία μπορεί να αντικαταστήσει την αρχική μονάδα CAN για εξωτερική επικοινωνία. Η ενότητα χρησιμοποιεί τη φωτοηλεκτρική απομόνωση του Maxim MXL1535E ως πομποδέκτη 485. Για να εξασφαλιστεί η συμβατότητα ελέγχου, τόσο το MXL1535E όσο και το SJA1000 είναι επιλεγμένα chip μέσω P3.0. Επιπλέον, παρέχεται ηλεκτρική απομόνωση 2500VRMS μεταξύ πλευρικής πλευράς RS2485 και ελεγκτή ή λογικής ελέγχου μέσω του μετασχηματιστή. Το κύκλωμα διόδου τηλεοράσεων προστίθεται στο τμήμα εξόδου της μονάδας για τη μείωση της παρεμβολής υπερχείλισης γραμμής. Οι jumpers μπορούν επίσης να χρησιμοποιηθούν για να αποφασίσουν εάν θα φορτώσουν αντίσταση τερματικού διαύλου.
Σχεδιασμός λογισμικού
Το λογισμικό συστήματος αποτελείται από λογισμικό ελέγχου διαχείρισης ανώτερων υπολογιστών και ελέγχου μονάδων. Το ανώτερο λογισμικό διαχείρισης υπολογιστών αναπτύσσεται στην πλατφόρμα λειτουργίας των Windows22000 χρησιμοποιώντας C ++ Build6.0, συμπεριλαμβανομένης της επιλογής λειτουργίας εμφάνισης (συμπεριλαμβανομένης της στατικής, της αναβοσβήνοντας, της κύλισης, της πληκτρολόγησης κ.λπ.).
Όταν εκτελείται το σύστημα, το σύστημα δεν μπορεί να εμφανίσει μόνο τους χαρακτήρες όπως η ανακοίνωση σταθμού και η διαφήμιση σύμφωνα με τις προεπιλεγμένες ρυθμίσεις, αλλά και με το χέρι να εισάγουν τους απαιτούμενους χαρακτήρες οθόνης. Το λογισμικό ελέγχου του ελεγκτή μονάδας προγραμματίζεται από το Keilc του 8051 και στερεοποιείται στο EEPROM του υπολογιστή Single Chip 77E58. Ολοκληρώνει κυρίως την επικοινωνία μεταξύ των ανώτερων και των κατώτερων υπολογιστών, την απόκτηση θερμοκρασίας και την υγρασία, τον έλεγχο διεπαφής I/O και άλλες λειτουργίες. Κατά τη διάρκεια της πραγματικής λειτουργίας, η ακρίβεια μέτρησης της θερμοκρασίας φτάνει ± 0,5 ℃ και η ακρίβεια μέτρησης υγρασίας φτάνει ± 2% RH
Σύναψη
Το παρόν έγγραφο εισάγει την ιδέα σχεδιασμού της οθόνης οθόνης εσωτερικού LED του μετρό από τις πτυχές του σχεδιασμού του σχηματικού διαγράμματος υλικού, της λογικής δομής, του διαγράμματος μπλοκ σύνθεσης κλπ. Μέσω του σχεδιασμού της διεπαφής της μονάδας διεπαφής διαύλου πεδίου και της διασύνδεσης της μονάδας υγρασίας θερμοκρασίας, η οθόνη οθόνης εσωτερικού LED μπορεί να προσαρμοστεί στις απαιτήσεις των διαφόρων περιβαλλόντων και έχει καλή κλιμάκωση και την ετικέτα. Μετά από πολλές δοκιμές, η οθόνη εσωτερικού LED έχει χρησιμοποιηθεί στο νέο σύστημα πληροφοριών επιβατών του εγχώριου μετρό και το αποτέλεσμα είναι καλό. Η πρακτική αποδεικνύει ότι η οθόνη οθόνη μπορεί να ολοκληρώσει τη στατική απεικόνιση των κινεζικών χαρακτήρων και των γραφικών και σε διάφορες δυναμικές οθόνες και έχει τα χαρακτηριστικά της υψηλής φωτεινότητας, χωρίς τρεμόπαιγμα, απλού λογικού ελέγχου κλπ.Οθόνες LED.