Princípio básico de projeto da tela de exibição LED no comboio do metrô
O princípio básico de design da tela de exibição LED do metrô; Como um terminal de exibição de informações orientado ao público no metrô, a tela LED interior tem uma gama muito ampla de valor civil e comercial.
Atualmente, os veículos do metrô que operam na China são geralmente equipados com ecrã LED interno, mas existem poucas funções adicionais e conteúdo de ecrã único.A fim de cooperar com a utilização do novo sistema de informação dos passageiros do metro, projetamos uma nova tela de exibição dinâmica de LED de multi-ônibus do metro.
A tela de exibição não só possui múltiplas interfaces de bus na comunicação externa, mas também adota dispositivos de bus único e I2C no projeto do circuito de controle interno.
Existem dois tipos deEcrãs de LEDno metro: um é colocado no exterior da carruagem para mostrar a secção de circulação do comboio, a direção de circulação e o nome da estação atual, que é compatível com o chinês e o inglês;Outras informações de serviço também podem ser exibidas de acordo com as necessidades de operaçãoO texto pode ser exibido estático, deslizando, tradução, cascata, animação e outros efeitos, e o número de caracteres exibidos é de 16 × 12 caracteres de matriz de 16 pontos.O outro é o display LED interno do terminal, que é colocado no comboio. O ecrã LED interior do terminal pode predefinir o terminal de acordo com os requisitos de funcionamento do comboio e exibir o terminal atual em tempo real,bem como a temperatura atual no comboio, com 16 caracteres × oito caracteres de matriz de 16 pontos.
Composição do sistema
O ecrã do sistema de exibição LED é composto por uma unidade de controlo de microcomputador de um único chip e uma unidade de exibição. Uma única unidade de exibição pode exibir 16 × 16 caracteres chineses.Se for produzido um determinado tamanho de sistema de exibição gráfica LED, pode ser realizado usando várias unidades de exibição inteligentes e o método de "blocos de construção".Além de controlar a unidade de exibição e transmitir as instruções e sinais do computador superior, a unidade de controlo é também incorporada com um sensor de temperatura digital de único autocarro 18B20. Graças à concepção do módulo do circuito de controlo, se existirem requisitos para a medição da umidade,18b20 pode ser atualizado para o circuito do módulo composto por DS2438 de Dallas e HIH23610 de HoneywELLPara satisfazer as necessidades de comunicação de todo o veículo, o autocarro CAN é utilizado para a comunicação entre o computador superior e cada unidade de controlo no veículo.
projeto de hardware
A unidade de exibição é composta por um painel de exibição LED e um circuito de exibição.uma única unidade de exibição pode exibir 4 16 × 16 matriz de pontos caracteres chineses ou símbolosO circuito de exibição é constituído por duas portas de cabo plano de 16 pinos,dois motoristas de autocarro 74H245O núcleo do circuito de controlo é o microcontrolador de alta velocidade 77E58 da WINBOND,e a frequência de cristal é 24MHz AT29C020A é uma ROM 256K para armazenar 16 × 16 matriz de pontos biblioteca de caracteres chineses e 16 × 8 matriz de pontos tabela de código ASCII. O AT24C020 é um EP2ROM baseado no I2C serial bus, que armazena instruções pré-definidas, como nomes de estações de metrô, saudações, etc.A temperatura no veículo é medida pelo sensor de temperatura digital de autocarro único 18b20. SJA1000 e TJA1040 são controlador de barramento CAN e transceptor, respectivamente.
Projeto da unidade do circuito de controlo
Todo o sistema tem como núcleo o microcontrolador dinâmico 77E58 da Winbond.porque o ciclo do relógio é de apenas 4 ciclos, a sua velocidade de funcionamento é geralmente 2 ~ 3 vezes maior do que o 8051 tradicional na mesma frequência de relógio.Os requisitos de frequência para o microcontrolador na exibição dinâmica de caracteres chineses de grande capacidade são bem resolvidosO 77E58 controla a memória flash AT29C020 através do fecho 74LS373, com um tamanho de 256K.O projeto adota o método de endereçamento de paging, ou seja, P1.1 e P1.2 são usados para selecionar páginas para a memória flash, que é dividida em quatro páginas.5 assegura que o P1.1 e P1.2 não causarão mau funcionamento do AT29C020 quando forem reutilizados na interface de cabo plano de 16 pinos.A fim de melhorar a capacidade anti-interferência, um optoacoplador de alta velocidade 6N137 é adicionado entre o controlador CAN SJA1000 e o transceptor CAN TJA1040.0. 18B20 é um dispositivo de autocarro único, que só necessita de uma porta de E/S para a interface entre o dispositivo e o microcontrolador.Ele pode converter diretamente a temperatura em um sinal digital e a saída em série em um modo de código digital de 9 bitsO P1.4 é selecionado no circuito de controlo para completar as funções de selecção de chips e transmissão de dados do 18B20.O cabo de relógio SCL e o cabo de dados bidireccional SDA do AT24C020 estão respectivamente ligados ao P1.6 e P1.7.16 interfaces de fio plano do microcontrolador, que são as partes de interface do circuito de controlo e do circuito de exibição.
Conexão e controlo da unidade de exibição
A parte do circuito de exibição é ligada à porta de arame plano de 16 pinos da parte do circuito de controlo através da porta de arame plano de 16 pinos (1),que transmite as instruções e dados do microcontrolador para o circuito de exibição LEDO cabo plano de 16 pinos (2) é utilizado para a cascata de múltiplas telas de exibição.mas deve notar-se que a sua extremidade R está ligada à extremidade DS do oitavo 74H595, da esquerda para a direita na figura 2, Quando em cascata, ele será conectado em série com o cabo plano de 16 pinos (1) porta da próxima tela de exibição (como mostrado na Figura 1).,R é o terminal de dados, G (GND) e LOE são os terminais de ligação de linha, e A, B, C, D são os terminais de seleção de linha.D são terminais de selecção de fila, que são utilizados para controlar o envio específico de dados do computador superior para a linha designada no painel de exibição e R é o terminal de dados,que aceita os dados transmitidos pelo microcontroladorA sequência de trabalho da unidade de exibição LED é a seguinte: após o terminal de sinal de relógio CLK receber um dado no terminal R, o circuito de controlo dá manualmente uma borda ascendente de pulso,e o STR está numa linha de dados (16 × 4) Após todos os 64 dados serem transmitidos, uma borda ascendente de pulso é dada para bloquear os dados; a LOE é definida em 1 pelo microcontrolador para iluminar a linha.
Projeto modular
Os veículos do metrô têm diferentes requisitos para a exibição LED interna de acordo com a situação real, por isso, consideramos plenamente isso ao projetar o circuito, ou seja,sob a condição de garantir que as principais funções e estruturas permaneçam inalteradasEsta estrutura permite que o circuito de controlo LED tenha uma boa expansão e facilidade de utilização.
Módulo de temperatura e umidade
Nas áreas quentes e chuvosas do sul, embora haja um ar condicionado de temperatura constante no carro, a umidade também é um indicador importante que os passageiros se importam.O módulo de temperatura e umidade projetado por nós tem a função de medir a temperatura e umidadeO módulo de temperatura e o módulo de temperatura e umidade têm a mesma interface de tomada, sendo ambas estruturas de autocarro único e controladas pela porta P1.4,Por isso é conveniente trocá-los. HIH3610 é um sensor de umidade integrado com três terminais e saída de tensão produzido pela Honeywell Company. DS2438 é um conversor A/D de 10 bits com uma única interface de comunicação de bus.O chip contém um sensor de temperatura digital de alta resolução, que pode ser utilizado para a compensação de temperatura dos sensores de umidade.
485 módulo de expansão de autocarro
Como um ônibus maduro e barato, o ônibus 485 tem uma posição insubstituível no campo industrial e no campo do tráfego.que pode substituir o módulo CAN original para comunicação externaO módulo usa o isolamento fotoelétrico MXL1535E da MAXIM como transceptor 485. Para garantir a compatibilidade de controle, tanto o MXL1535E quanto o SJA1000 são chips selecionados através do P3.0Além disso, é fornecido isolamento elétrico de 2500VRMS entre o lado RS2485 e o lado do controlador ou do controle lógico através do transformador.O circuito de diodo TVS é adicionado à parte de saída do módulo para reduzir a interferência de sobretensão da linhaOs saltadores também podem ser usados para decidir se devem carregar a resistência do terminal do autocarro.
Projeto de software
O software do sistema é composto por um software de gestão superior do computador e um software de controlo do controlador da unidade.O software superior de gerenciamento de computadores é desenvolvido na plataforma operacional Windows22000 usando C ++ BUILD6.0, incluindo a selecção do modo de exibição (incluindo estática, piscando, rolagem, digitação, etc.), a selecção da direcção de rolagem (incluindo rolagem para cima e para baixo e rolagem para esquerda e direita),Ajuste dinâmico da velocidade de exibição (i).e. frequência de piscar de texto, velocidade de rolagem, velocidade de exibição da digitação, etc.), entrada de conteúdo do display, visualização do display, etc.
Quando o sistema está em execução, o sistema não só pode exibir os caracteres como anúncio da estação e publicidade de acordo com as configurações pré-definidas,mas também inserir manualmente os caracteres de exibição necessáriosO software de controlo do controlador da unidade é programado pelo KEILC de 8051 e solidificado na EEPROM do computador de chip único 77E58.Ele completa principalmente a comunicação entre os computadores superior e inferior, aquisição de dados de temperatura e umidade, controlo de interface de E/S e outras funções.5 °C e a precisão da medição da umidade atinge ± 2% RH
Conclusão
Este artigo introduz a ideia de design da tela de exibição LED interior do metrô a partir dos aspectos de design de diagrama esquemático de hardware, estrutura lógica, diagrama de blocos de composição, etc.Através do projeto do módulo de interface de autocarro de campo e do módulo de interface de umidade de temperatura, o ecrã de exibição LED interior pode adaptar-se aos requisitos de diferentes ambientes, e tem boa escalabilidade e versatilidade.A tela de exibição LED interior foi usada no novo sistema de informação de passageiros do metrô doméstico, e o efeito é bom. A prática prova que a tela de exibição pode bem completar a exibição estática de caracteres e gráficos chineses e várias exibições dinâmicas,e tem as características de alto brilho, sem piscar, controlo lógico simples, etc., que satisfaz plenamente os requisitos de exibição dos veículos de metro paraEcrãs de LED.