Osnovni princip dizajna led ekrana u podzemnoj željeznici
Osnovni princip dizajna podzemnog led ekrana;Kao javno orijentisani terminal za prikaz informacija u metrou, unutrašnji led displej ima veoma širok raspon civilne i komercijalne vrednosti.
Trenutno su vozila podzemne željeznice koja posluju u Kini općenito opremljena LED ekranom u zatvorenom prostoru, ali postoji nekoliko dodatnih funkcija i sadržaj na jednom ekranu.U cilju saradnje sa korišćenjem novog informacionog sistema putnika u metrou, dizajnirali smo novi multibus metro LED dinamički ekran.
Zaslon ne samo da ima više sučelja sabirnice u vanjskoj komunikaciji, već također usvaja uređaje sa jednom magistralom i I2C sabirnicom u dizajnu internog upravljačkog kola.
Postoje dvije vrsteLED ekraniu metrou: jedan se postavlja na vanjsku stranu vagona kako bi se prikazao dio vožnje voza, smjer vožnje i naziv trenutne stanice, koji je kompatibilan s kineskim i engleskim;Druge informacije o servisu također se mogu prikazati prema potrebama rada;Prikaz teksta može biti statički, skrolujući, prijevod, vodopad, animacija i drugi efekti, a broj prikazanih znakova je 16 × 12 16 matričnih znakova.Drugi je terminalni unutrašnji LED displej, koji se nalazi u vozu.Unutarnji LED displej terminala može unaprijed postaviti terminal u skladu sa zahtjevima rada vlaka i prikazati trenutni terminal u realnom vremenu, kao i trenutnu temperaturu u vozu, sa 16 znakova × osam matričnih znakova od 16 tačaka.
Sastav sistema
Ekran LED displeja sastoji se od kontrolne jedinice mikroračunara sa jednim čipom i jedinice za prikaz.Jedna jedinica displeja može prikazati 16 × 16 kineskih znakova.Ukoliko se proizvede LED grafički displej sistem određene veličine, to se može realizovati korišćenjem više inteligentnih displejnih jedinica i metodom „gradivnih blokova“.Serijska komunikacija se koristi između displej jedinica u sistemu.Pored upravljanja displejom i prenosa instrukcija i signala gornjeg računara, kontrolna jedinica je takođe ugrađena sa digitalnim temperaturnim senzorom sa jednom magistralom 18B20.Zahvaljujući dizajnu modula kontrolnog kola, ako postoje zahtjevi za mjerenje vlažnosti, 18b20 se može nadograditi na sklop modula koji se sastoji od DS2438 iz Dallasa i HIH23610 iz HoneywELL-a.Kako bi se zadovoljile komunikacijske potrebe cijelog vozila, CAN bus se koristi za komunikaciju između gornjeg računara i svake upravljačke jedinice u vozilu.
dizajn hardvera
Displej se sastoji od LED displeja i displeja.Ploča LED displeja sastoji se od 4 matrična modula × 64 matrična univerzalna inteligentna jedinica za prikaz, jedna jedinica za prikaz može prikazati 4 16 × 16 matričnih kineskih znakova ili simbola.Koristi se serijska komunikacija između displej jedinica u sistemu, tako da je rad celog sistema koordinisan i objedinjen.Displej se sastoji od dva 16-pinska priključka za plosnati kabl, dva 74H245 tristate bus drajvera, jednog 74HC04D šest invertera, dva 74H138 osam dekodera i osam 74HC595 brava za pomeranje.Jezgro kontrolnog kola je mikrokontroler velike brzine 77E58 kompanije WINBOND, a frekvencija kristala je 24MHz. AT29C020A je 256K ROM za skladištenje 16 × 16 matričnih kineskih znakova i 16 × 8 matričnih ASCII kodnih tablica.AT24C020 je EP2ROM baziran na I2C serijskoj magistrali, koji pohranjuje unaprijed postavljene izjave, kao što su nazivi stanica podzemne željeznice, pozdravi, itd. Temperaturu u vozilu mjeri digitalni temperaturni senzor sa jednom magistralom 18b20.SJA1000 i TJA1040 su CAN bus kontroler i primopredajnik.
Dizajn jedinice upravljačkog kruga
Cijeli sistem uzima dinamički mikrokontroler 77E58 od Winbonda kao jezgro.77E58 usvaja redizajnirano jezgro mikroprocesora, a njegove upute su kompatibilne sa serijom 51.Međutim, pošto ciklus takta ima samo 4 ciklusa, njegova brzina rada je generalno 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 obezbeđen je i watchdog.77E58 kontroliše fleš memoriju AT29C020 preko reze 74LS373, veličine 256K.S obzirom da je kapacitet memorije veći od 64K, dizajn usvaja metod adresiranja stranica, odnosno P1.1 i P1.2 se koriste za odabir stranica za fleš memoriju, koja je podijeljena na četiri stranice.Veličina adresiranja svake stranice je 64K.Pored odabira AT29C020 čipova, P1.5 osigurava da P1.1 i P1.2 neće uzrokovati pogrešan rad AT29C020 kada se ponovo koriste na 16-pinskom sučelju ravnog kabla.CAN kontroler je ključni dio komunikacije.Kako bi se poboljšala sposobnost zaštite od smetnji, 6N137 brzi optospojnik je dodat između CAN kontrolera SJA1000 i CAN primopredajnika TJA1040.Mikrokontroler bira čip CAN kontrolera SJA1000 kroz P3.0.18B20 je uređaj sa jednom magistralom.Potreban mu je samo jedan I/O port za interfejs između uređaja i mikrokontrolera.Može direktno pretvoriti temperaturu u digitalni signal i emitovati ga serijski u 9-bitnom digitalnom kodnom modu.P1.4 je odabran u kontrolnom krugu kako bi se završio izbor čipa i funkcije prijenosa podataka 18B20.Kabl sata SCL i dvosmjerni podatkovni kabel SDA od AT24C020 su, respektivno, povezani na P1.6 i P1.7.16 pin plosnate žičane interfejse mikrokontrolera, koji su dijelovi interfejsa upravljačkog kola i kola displeja.
Povezivanje i upravljanje displejom
Dio displeja je povezan sa 16-pinskim plosnatim žičanim portom dijela upravljačkog kola preko 16-pinskog ravnog žičnog priključka (1), koji prenosi upute i podatke mikrokontrolera na kolo LED displeja.16-pinska ravna žica (2) se koristi za kaskadno spajanje više ekrana.Njegova veza je u osnovi ista kao i 16-pinski priključak za ravnu žicu (1), ali treba napomenuti da je njegov R kraj povezan sa DS krajem osmog 74H595 s lijeva na desno na slici 2, Prilikom kaskadnog povezivanja, bit će povezan u seriju sa 16-pinskim ravnim kablom (1) priključkom na sledećem ekranu (kao što je prikazano na slici 1).CLK je terminal za signal takta, STR je terminal za zaključavanje reda, R je terminal za podatke, G (GND) i LOE su terminali za omogućavanje svjetla u redu, a A, B, C, D su terminali za odabir reda.Specifične funkcije svakog porta su sljedeće: A, B, C, D su terminali za odabir redova, koji se koriste za kontrolu specifičnog slanja podataka sa gornjeg računara u određeni red na displeju, a R je podatak terminal, koji prihvata podatke koje prenosi mikrokontroler.Radni redoslijed LED displeja je sljedeći: nakon što terminal signala CLK sata primi podatke na R terminalu, upravljački krug ručno daje rastuću ivicu impulsa, a STR je u redu podataka (16 × 4) Nakon što se prenesu svih 64 podataka, daje se rastuća ivica impulsa da bi se podaci zaključali;LOE je postavljen na 1 od strane mikrokontrolera da osvijetli liniju.Šematski dijagram displeja prikazan je na slici 3.
Modularni dizajn
Vozila metroa imaju različite zahtjeve za unutrašnji led displej u skladu sa stvarnom situacijom, pa smo to u potpunosti uzeli u obzir prilikom projektovanja kola, odnosno pod uslovom da glavne funkcije i strukture ostanu nepromenjene, određeni moduli se mogu menjati.Ova struktura čini da LED kontrolni krug ima dobru proširivost i jednostavnost upotrebe.
Modul temperature i vlažnosti
U vrućim i kišnim područjima na jugu, iako je u automobilu klima uređaj konstantne temperature, vlaga je takođe važan pokazatelj do kojeg putnici brinu.Modul temperature i vlažnosti koji smo dizajnirali ima funkciju mjerenja temperature i vlažnosti.Temperaturni modul i modul temperature i vlažnosti imaju isti interfejs utičnice, oba su jednostruke strukture sabirnice i kontrolišu se preko P1.4 porta, pa ih je zgodno zameniti.HIH3610 je integrisani senzor vlažnosti sa tri terminala sa izlaznim naponom koji proizvodi kompanija Honeywell.DS2438 je 10-bitni A/D konvertor sa jednim komunikacionim interfejsom sabirnice.Čip sadrži digitalni temperaturni senzor visoke rezolucije, koji se može koristiti za temperaturnu kompenzaciju senzora vlažnosti.
485 modul za proširenje magistrale
Kao zreo i jeftin autobus, 485 bus ima nezamjenjivu poziciju u industrijskoj i saobraćajnoj oblasti.Stoga smo dizajnirali 485 bus modul za proširenje, koji može zamijeniti originalni CAN modul za eksternu komunikaciju.Modul koristi MAXIM fotoelektričnu izolaciju MXL1535E kao 485 primopredajnik.Da bi se osigurala kompatibilnost kontrole, i MXL1535E i SJA1000 su odabrani čipom kroz P3.0.Dodatno, 2500VRMS električna izolacija je osigurana između RS2485 strane i kontrolera ili upravljačke logičke strane kroz transformator.TVS diodni krug je dodat na izlazni dio modula kako bi se smanjile smetnje prenapona u liniji.Džamperi se također mogu koristiti za odlučivanje hoće li se opteretiti otpor terminala sabirnice.
Dizajn softvera
Sistemski softver se sastoji od gornjeg softvera za upravljanje računarom i softvera za kontrolu kontrolera jedinice.Softver za upravljanje gornjim računarom razvijen je na operativnoj platformi Windows22000 koristeći C++BUILD6.0, uključujući izbor načina prikaza (uključujući statički, treperenje, pomicanje, kucanje, itd.), odabir smjera pomicanja (uključujući pomicanje gore i dolje i lijevo i desno skrolovanje), dinamičko podešavanje brzine prikaza (tj. učestalost treptanja teksta, brzina pomeranja, brzina ekrana kucanja, itd.), unos sadržaja na ekranu, pregled prikaza itd.
Kada sistem radi, sistem ne samo da može da prikaže karaktere kao što su najava stanice i reklama prema unapred podešenim postavkama, već i da ručno unese potrebne znakove za prikaz.Upravljački softver kontrolera jedinice je programiran od strane KEILC od 8051 i učvršćen u EEPROM računara sa jednim čipom 77E58.Uglavnom dovršava komunikaciju između gornjih i donjih računara, prikupljanje podataka o temperaturi i vlažnosti, kontrolu I/O interfejsa i druge funkcije.Tokom stvarnog rada, tačnost merenja temperature dostiže ± 0,5 ℃, a tačnost merenja vlažnosti dostiže ± 2% RH
Zaključak
Ovaj rad uvodi ideju dizajna unutrašnjeg LED displeja u podzemnoj železnici sa aspekta dizajna hardverskog šematskog dijagrama, logičke strukture, blok dijagrama kompozicije, itd. Kroz dizajn interfejs modula sabirnice polja i interfejsa modula temperature vlažnosti, unutrašnji LED ekran može prilagođava se zahtjevima različitih okruženja, te ima dobru skalabilnost i svestranost.Nakon brojnih testova, unutrašnji led displej je korišćen u novom informacionom sistemu putnika domaćeg metroa, a efekat je dobar.Praksa dokazuje da ekran može dobro upotpuniti statički prikaz kineskih znakova i grafika i raznih dinamičkih displeja, te ima karakteristike visoke svjetline, bez treperenja, jednostavne logičke kontrole itd., što u potpunosti zadovoljava zahtjeve prikaza vozila podzemne željeznice zaLED ekrani.
Vrijeme objave: 16.12.2022