Metro treninde led ekranın temel tasarım prensibi
Metro led ekranların temel tasarım prensibi;Metroda halka yönelik bir bilgi ekranı terminali olarak, iç mekan led ekranı çok geniş bir sivil ve ticari değere sahiptir.
Şu anda, Çin'de faaliyet gösteren metro araçları genellikle iç mekan led ekranı ile donatılmıştır, ancak birkaç ek işlev ve tek ekran görüntüleme içeriği vardır.Yeni metro yolcu bilgi sisteminin kullanımı ile işbirliği yapmak için, yeni bir çoklu otobüs metro LED dinamik ekran tasarladık.
Görüntü ekranı, yalnızca harici iletişimde çoklu veri yolu arabirimlerine sahip olmakla kalmaz, aynı zamanda dahili kontrol devresi tasarımında tekli veri yolu ve I2C veri yolu cihazlarını da kullanır.
iki çeşit varLED ekranlarmetroda: Çince ve İngilizce ile uyumlu olan tren hareket bölümünü, hareket yönünü ve mevcut istasyon adını görüntülemek için vagonun dışına yerleştirilmiştir;Operasyon ihtiyaçlarına göre diğer servis bilgileri de görüntülenebilir;Metin ekranı statik, kaydırma, çeviri, şelale, animasyon ve diğer efektler olabilir ve görüntülenen karakter sayısı 16 × 12 16 nokta vuruşlu karakterdir.Diğeri ise trene yerleştirilen terminal iç mekan LED ekranı.Terminal iç mekan LED ekranı, terminali tren işletim gereksinimlerine göre önceden ayarlayabilir ve mevcut terminali ve trendeki mevcut sıcaklığı 16 karakter × Sekiz 16 nokta vuruşlu karakterle gerçek zamanlı olarak görüntüleyebilir.
Sistem bileşimi
LED ekran sistemi ekranı, tek çipli bir mikro bilgisayar kontrol ünitesi ve bir ekran ünitesinden oluşur.Tek bir görüntüleme birimi 16 × 16 Çince karakter görüntüleyebilir.Belirli bir boyutta LED grafik görüntüleme sistemi üretilirse, birkaç akıllı görüntüleme birimi ve “yapı taşları” yöntemi kullanılarak gerçekleştirilebilir.Sistemde gösterge birimleri arasında seri haberleşme kullanılmaktadır.Ekran ünitesini kontrol etmeye ve üst bilgisayarın talimatlarını ve sinyallerini iletmeye ek olarak, kontrol ünitesi ayrıca tek bir veri yolu dijital sıcaklık sensörü 18B20 ile gömülüdür.Kontrol devresinin modül tasarımı sayesinde, nem ölçümü için gereksinimler varsa 18b20, Dallas'tan DS2438 ve Honeywell'den HIH23610'dan oluşan modül devresine yükseltilebilir.Tüm aracın haberleşme ihtiyacını karşılamak üzere araçtaki her bir kontrol ünitesi ile üst bilgisayar arasındaki haberleşmede CAN bus kullanılmaktadır.
donanım tasarımı
Ekran ünitesi, LED ekran paneli ve ekran devresinden oluşur.LED ekran ünitesi kartı, 4 nokta vuruşlu modül × 64 nokta vuruşlu evrensel akıllı ekran ünitesinden oluşur, tek bir ekran birimi 4 16 × 16 nokta vuruşlu Çince karakter veya sembol görüntüleyebilir.Sistemdeki gösterge birimleri arasında seri iletişim kullanılmaktadır, bu sayede tüm sistemin çalışması koordineli ve birleştirilmiştir.Ekran devresi iki adet 16 pimli düz kablo bağlantı noktası, iki adet 74H245 tristate veri yolu sürücüsü, bir adet 74HC04D altı invertör, iki adet 74H138 sekiz kod çözücü ve sekiz adet 74HC595 kaydırma mandalından oluşur.Kontrol devresinin çekirdeği, WINBOND'un yüksek hızlı mikro denetleyicisi 77E58'dir ve kristal frekansı 24MHz'dir AT29C020A, 16 × 16 nokta vuruşlu Çince karakter kitaplığı ve 16 × 8 nokta vuruşlu ASCII kod tablosunu depolamak için 256K ROM'dur.AT24C020, metro istasyonu adları, selamlamalar vb. gibi önceden ayarlanmış ifadeleri depolayan I2C seri veri yoluna dayalı bir EP2ROM'dur. Araçtaki sıcaklık, tek veri yolu dijital sıcaklık sensörü 18b20 tarafından ölçülür.SJA1000 ve TJA1040, sırasıyla CAN veri yolu denetleyicisi ve alıcı-vericidir.
Kontrol devresi ünitesi tasarımı
Tüm sistem Winbond'un dinamik mikrodenetleyicisi 77E58'i çekirdek olarak alır.77E58, yeniden tasarlanmış bir mikroişlemci çekirdeği kullanır ve talimatları 51 serisi ile uyumludur.Bununla birlikte, saat döngüsü yalnızca 4 döngü olduğundan, çalışma hızı genellikle aynı saat frekansında geleneksel 8051'den 2~3 kat daha yüksektir.Bu nedenle, büyük kapasiteli Çince karakterlerin dinamik gösteriminde mikrodenetleyici için frekans gereksinimleri iyi çözülmüş ve bekçi köpeği de sağlanmıştır.77E58, 256K boyutunda 74LS373 mandalı aracılığıyla AT29C020 flash belleği kontrol eder.Bellek kapasitesi 64K'dan büyük olduğu için tasarım sayfalama adresleme yöntemini benimser, yani dört sayfaya bölünmüş flash bellek için sayfa seçmek için P1.1 ve P1.2 kullanılır.Her sayfanın adresleme boyutu 64K'dır.AT29C020 yongalarının seçilmesine ek olarak P1.5, P1.1 ve P1.2'nin 16 pimli düz kablo arabiriminde yeniden kullanıldıklarında AT29C020'nin yanlış çalışmasına neden olmayacağını garanti eder.CAN denetleyicisi, iletişimin kilit parçasıdır.Parazit önleme yeteneğini geliştirmek için, CAN denetleyicisi SJA1000 ile CAN alıcı-vericisi TJA1040 arasına bir 6N137 yüksek hızlı optokuplör eklenir.Mikrodenetleyici, P3.0 aracılığıyla CAN denetleyici SJA1000 yongasını seçer.18B20 tek veri yolu cihazıdır.Cihaz ve mikrodenetleyici arasındaki arabirim için yalnızca bir G/Ç bağlantı noktasına ihtiyaç duyar.Sıcaklığı doğrudan bir dijital sinyale dönüştürebilir ve bunu 9 bitlik bir dijital kod modunda seri olarak verebilir.18B20'nin çip seçimi ve veri iletim fonksiyonlarını tamamlamak için kontrol devresinde P1.4 seçilir.AT24C020'nin saat kablosu SCL ve çift yönlü veri kablosu SDA, kontrol devresinin ve gösterge devresinin arayüz parçaları olan mikrodenetleyicinin sırasıyla P1.6 ve P1.7.16 pin düz tel arayüzlerine bağlanır.
Ekran ünitesi bağlantısı ve kontrolü
Gösterge devresi kısmı, mikrodenetleyicinin talimatlarını ve verilerini LED ekran devresine ileten 16 pinli düz telli port (1) aracılığıyla kontrol devresi kısmının 16 pinli düz tel portuna bağlanır.16 iğneli yassı tel (2), birden çok ekranı basamaklamak için kullanılır.Bağlantısı temel olarak 16 pimli düz kablo bağlantı noktası (1) ile aynıdır, ancak R ucunun Şekil 2'de soldan sağa sekizinci 74H595'in DS ucuna bağlı olduğuna dikkat edilmelidir. sonraki görüntü ekranının (Şekil 1'de gösterildiği gibi) 16 pimli düz kablo (1) bağlantı noktasına seri olarak bağlanır.CLK, saat sinyali terminalidir, STR, sıra kilitleme terminalidir, R, veri terminalidir, G (GND) ve LOE, sıra ışığı etkinleştirme terminalleridir ve A, B, C, D, sıra seçme terminalleridir.Her bir bağlantı noktasının özel işlevleri aşağıdaki gibidir: A, B, C, D, üst bilgisayardan gösterge panelindeki belirlenmiş satıra belirli veri gönderimini kontrol etmek için kullanılan sıra seçim terminalleridir ve R, veridir. mikrodenetleyici tarafından iletilen verileri kabul eden terminal.LED gösterge ünitesinin çalışma sırası şu şekildedir: CLK saat sinyali terminali, R terminalinde bir veri aldıktan sonra, kontrol devresi manuel olarak bir darbe yükselen kenar verir ve STR, bir veri satırındadır (16 × 4) 64 verinin tümü iletildikten sonra, verileri kilitlemek için artan bir darbe kenarı verilir;LOE, hattı aydınlatmak için mikrodenetleyici tarafından 1'e ayarlanır.Ekran devresinin şematik diyagramı Şekil 3'te gösterilmiştir.
Modüler tasarım
Metro araçlarının gerçek duruma göre iç mekan led ekranı için farklı gereksinimleri vardır, bu nedenle devreyi tasarlarken bunu tam olarak düşündük, yani ana işlevlerin ve yapıların değişmeden kalmasını sağlamak koşuluyla, belirli modüller değiştirilebilir.Bu yapı, LED kontrol devresinin iyi bir genişletilebilirliğe ve kullanım kolaylığına sahip olmasını sağlar.
Sıcaklık ve nem modülü
Güneydeki sıcak ve yağışlı bölgelerde araçta sabit sıcaklıkta klima olmasına rağmen nem oranı da yolcuların önemsediği önemli bir gösterge.Tarafımızdan tasarlanan sıcaklık ve nem modülü, sıcaklık ve nemi ölçme işlevine sahiptir.Sıcaklık modülü ve sıcaklık ve nem modülü, her ikisi de tek veri yolu yapıları olan ve P1.4 bağlantı noktası tarafından kontrol edilen aynı soket arabirimine sahiptir, bu nedenle bunların değiştirilmesi uygundur.HIH3610, Honeywell Company tarafından üretilen voltaj çıkışlı üç terminalli entegre bir nem sensörüdür.DS2438, tek bir veri yolu iletişim arayüzüne sahip 10 bit A/D dönüştürücüsüdür.Çip, nem sensörlerinin sıcaklık telafisi için kullanılabilen yüksek çözünürlüklü bir dijital sıcaklık sensörü içerir.
485 veri yolu genişletme modülü
485 numaralı otobüs, olgun ve ucuz bir otobüs olarak endüstriyel alanda ve trafik alanında vazgeçilmez bir konuma sahiptir.Bu nedenle, harici iletişim için orijinal CAN modülünün yerini alabilecek bir 485 veri yolu genişletme modülü tasarladık.Modül, 485 alıcı-verici olarak MAXIM'in fotoelektrik izolasyonu MXL1535E'yi kullanır.Kontrol uyumluluğunu sağlamak için hem MXL1535E hem de SJA1000, P3.0 üzerinden çip olarak seçilir.Ayrıca RS2485 tarafı ile kontrolör veya kontrol lojik tarafı trafo üzerinden 2500VRMS elektriksel izolasyon sağlanmaktadır.Hat dalgalanma girişimini azaltmak için modülün çıkış kısmına TVS diyot devresi eklenir.Atlama telleri, bara terminali direncinin yüklenip yüklenmeyeceğine karar vermek için de kullanılabilir.
Yazılım Tasarımı
Sistem yazılımı, üst bilgisayar yönetim yazılımı ve birim denetleyici kontrol yazılımından oluşmaktadır.Üst bilgisayar yönetim yazılımı, görüntüleme modu seçimi (statik, yanıp sönme, kaydırma, yazma vb. dahil), kaydırma yönü seçimi (yukarı ve aşağı kaydırma ve sola ve sağa kaydırma dahil) dahil olmak üzere C++BUILD6.0 kullanılarak Windows22000 işletim platformunda geliştirilmiştir. sağa kaydırma), dinamik ekran hızı ayarı (örn. metnin yanıp sönme frekansı, kaydırma hızı, yazma ekran hızı, vb.), ekran içeriği girişi, ekran ön izlemesi vb.
Sistem çalışırken, önceden ayarlanmış ayarlara göre istasyon duyurusu ve reklam gibi karakterleri göstermekle kalmaz, aynı zamanda gerekli ekran karakterlerini manuel olarak da girer.Ünite kontrolörünün kontrol yazılımı, KEILC 8051 tarafından programlanır ve tek çipli bilgisayar 77E58'in EEPROM'unda sağlamlaştırılır.Esas olarak üst ve alt bilgisayarlar arasındaki iletişimi, sıcaklık ve nem veri toplamayı, G/Ç arayüz kontrolü ve diğer işlevleri tamamlar.Gerçek çalışma sırasında, sıcaklık ölçüm doğruluğu ± 0,5 ℃'ye ve nem ölçüm doğruluğu ± %2 RH'ye ulaşır
Çözüm
Bu makale, donanım şematik diyagram tasarımı, mantık yapısı, kompozisyon blok diyagramı vb. açılardan metro iç mekan LED ekranının tasarım fikrini tanıtmaktadır. Saha veri yolu arayüz modülü ve sıcaklık nem modülü arayüzünün tasarımı sayesinde, iç mekan LED ekranı şunları yapabilir: farklı ortamların gereksinimlerine uyum sağlar ve iyi ölçeklenebilirliğe ve çok yönlülüğe sahiptir.Birçok testten sonra, iç mekan led ekranı iç metronun yeni yolcu bilgilendirme sisteminde kullanıldı ve etkisi iyi.Uygulama, ekranın Çince karakterlerin ve grafiklerin ve çeşitli dinamik ekranların statik görüntüsünü tamamlayabildiğini ve metro araçlarının ekran gereksinimlerini tam olarak karşılayan yüksek parlaklık, titremesiz, basit mantık kontrolü vb. içinLED ekranlar.
Gönderim zamanı: Aralık-16-2022