지하철에서 LED 디스플레이 화면의 기초적인 설계 원리
지하철의 기초적인 설계 원리는 디스플레이 화면을 이끌었습니다 ; 지하철에서 공공 향한 정보 표시 단말로서, 실내 LED 디스플레이는 시민이고 상업적 가치의 베리 와이드 범위를 가집니다.
요즈음, 중국에서 작동하는 지하철차량은 실내 LED 디스플레이를 일반적으로 갖추고 있지만, 그러나 소수의 부가 기능과 단일 스크린 디스플레이 콘텐츠가 있습니다. 새로운 지하철 여객 정보 시스템의 사용과 협력하기 위해, 우리는 새로운 다중 버스 대도시권 LED 동적 디스플레이 화면을 설계했습니다.
디스플레이 화면은 또한 외부 커뮤니케이션에서 다수 버스 인터페이스를 가지고 있을 뿐만 아니라, 내부 제어 회로 설계에서 단모선과 I2C 버스 장치를 채택합니다.
지하철 위의 2 종류의 LED 스크린이 있습니다 : 하나는 중국과 영어를 호환 가능한 열차 운영 구간, 진행방향과 현재 스테이션 이름을 드러내기 위해 객차들의 밖에 위치합니다 ; 부대 사업 정보는 또한 가동 수요에 따라 드러내질 수 있습니다 ; 텍스트 디스플레이는 정적이고 스크롤링, 번역, 폭포, 애니메이션과 다른 영향일 수 있고 드러내진 문자수가 도트매트릭스 문자들 16 × 12 16입니다. 다른 것 터미널 실내 LED 디스플레이이며, 그것이 열차에 위치합니다. 터미널 실내 LED 디스플레이는 열차 운전 요구조건에 따라 터미널을 미리 설정하고, 16 캐릭터들 × Eight 16 도트 매트릭스 캐릭터들과 함께 열차에서 현재 온도뿐만 아니라 실시간으로 전류 단자를 드러낼 수 있습니다.
조직 구성
LED 디스플레이 시스템 스크린은 단일 칩 마이크로 컴퓨터 제어 유닛과 디스플레이 유닛으로 구성됩니다. 단일 표시 장치는 한자들을 16 × 16명 드러낼 수 있습니다. 만약 LED 도형 표시 시스템의 특정 규모가 생산되면, 그것이 여러 지능형 디스플레이 단위와 구성 요소의 방법을 이용하여 실현될 수 있습니다. 직렬 통신은 시스템에서 디스플레이 유닛 사이에 사용됩니다. 디스플레이 유닛을 제어하고 교육과 상부 컴퓨터의 신호를 전하는 것뿐만 아니라, 제어 유닛은 또한 단모선 디지털 온도 센서 18B20으로 임베디드됩니다. 제어 회로의 모듈 설계의 덕택으로, 습도 측정에 대한 요구조건이 있다면 18b20은 댈러스로부터의 DS2438과 허니웰로부터의 HIH23610으로 구성된 모듈 회로로 업그레이드될 수 있습니다. 전체 차량의 통신 요구를 만나기 위해, 캔-버스는 차량에서 상부 컴퓨터와 각각 제어 유닛 사이의 통신을 위해 사용됩니다.
하드웨어 설계
디스플레이 유닛은 LED 디스플레이 패널과 디스플레이 회로로 구성됩니다. LED 디스플레이 단위 기판은 4 도트 매트릭스 모듈 × 64 도트 매트릭스 보편적 지적 디스플레이 유닛으로 구성됩니다, 단일 표시 장치가 4 16 × 16 도트 매트릭스 한자들 또는 상징을 드러낼 수 있습니다. 직렬 통신은 시스템에서 디스플레이 유닛 사이에 사용되어서, 전체 시스템의 일이 조정되고 통합됩니다. 디스플레이 회로는 2시 16분 핀 플랫 케이블 항구, 두 74H245 3중 상태 버스 운전사, 한개 74HC04D 6 인버터, 두개 74H138 8 디코더와 여덟 74HC595 이동 래치로 구성됩니다. 제어 회로의 핵심은 WINBOND의 고속 마이크로컨트롤러 77E58이고 수정 주파수가 24MHz AT29C020A가 16 × 16 도트 매트릭스 한자 서고와 16 × 8 도트 매트릭스 아스키 코드 테이블을 저장하기 위한 256K ROM이라는 것 입니다. AT24C020은 지하철 역명, 인사, 기타 등등과 같은 사전 설정 성명을 저장하는 I2C 직렬 버스를 기반으로 한 EP2ROM입니다. 차량에서 온도는 단모선 디지털 온도 센서 18b20에 의해 측정됩니다. SJA1000과 TJA1040은 각각 캔-버스 제어기와 송수신기입니다.
제어 회로 유닛 설계
전체 시스템은 윈본드의 동적 마이크로컨트롤러 77E58을 핵심으로 간주합니다. 77E58은 재설계된 마이크로프로세서 코어를 채택하고 그것의 교육이 51 시리즈와 호환 가능합니다. 그러나, 클럭 주기는 4가지 사이클 일 뿐이기 때문에, 그것의 주행속도는 똑같은 클럭 주파수로 일반적으로 전통적 8051 보다 더 높은 2~3 시간입니다. 그러므로, 대용량 한자들의 동적 디스플레이에서 마이크로컨트롤러에 대한 주파수 요구조건은 잘 해결되고 감시 단체가 또한 제공됩니다. 77E58은 256K의 사이즈로, 래치 74LS373을 통하여 플래쉬 메모리 AT29C020을 제어합니다. 기억장치 용량이 64K보다 더 크기 때문에, 4 페이지로 분할되는 설계는 페이징 어드레싱 방법을 채택합니다 즉, P1.1과 P1.2가 플래쉬 메모리를 위해 페이지를 선택하는데 사용됩니다. 각각 페이지의 주소 사이즈는 64K입니다. AT29C020 칩을 선택하는 것뿐만 아니라, 그들이 16개 핀 플랫 케이블 인터페이스에 재사용될 때 P1.1과 P1.2가 AT29C020의 오조작을 야기시키지 않을 것이라는 것을 P1.5는 보증합니다. CAN 컨트롤러는 통신의 핵심 부분입니다. 대항 간섭 능력을 향상시키기 위해, 6N137 고속 옵토커플러는 CAN 컨트롤러 SJA1000과 깡통 송수신기 TJA1040 사이에 추가됩니다. 마이크로컨트롤러는 P3.0을 통하여 CAN 컨트롤러 SJA1000 칩을 선택합니다. 18B20은 싱글 버스 장비입니다. 그것은 장치와 마이크로컨트롤러 사이의 인터페이스를 위해 단지 한 입출력 포트가 필요합니다. 그것은 직접적으로 온도를 디지털 신호로 변환시키고 9 디지털 비트 코드 모드로 연속적으로 그것을 출력할 수 있습니다. P1.4는 18B20 중에서 칩 선택과 데이터 전송 기능을 완료하기 위해 제어 회로에서 선택됩니다. AT24C020의 클럭 케이블 SCL과 양방향성 데이터 케이블 SDA는 각각 제어 회로와 디스플레이 회로의 인터페스 부인 마이크로컨트롤러의 P1.6과 P1.7.16 핀 평선 인터페이스에 연결됩니다.
디스플레이 유닛 연결과 통제
디스플레이 회로 일부는 LED 디스플레이 회로에 마이크로컨트롤러의 지시와 데이터를 전하는 16 핀 평선 항구 (1)를 통하여 제어 회로 부분의 16 핀 평선 항구로 연결됩니다. 16 핀 평선 (2)는 다중 디스플레이 화면을 종속접속해서 사용됩니다. 그것의 연결은 16곳 핀 평선 공항 (1)와 근본적으로 같지만, 그러나 그것의 Ｒ 말이 인사 2에서 왼쪽부터 오른쪽으로부터 여덟번째 74H595의 DS 말에 연결된다는 것이 주목되어야 하고, 때 연속화, 그것이 16 핀 플랫 케이블 (1)와 직렬로 연결될 것입니다 다음 디스플레이 화면의 공항 (인사 1에 나타난 바와 같이). CLK는 클럭 신호 단자이고, STR가 가로행 래치 터미널이고, Ｒ가 데이터 단말기이고, Ｇ (국민 총수요)과 로에가 가로행 빛 인에이블 단자이며,와, 비, Ｃ, Ｄ 행 선택 단말기입니다. 각각 공항의 특정 기능은 다음과 같습니다 : A, 비, Ｃ, Ｄ 행 선택 단말기이며, 그것이 상부 컴퓨터에서 디스플레이 패널 위의 지정된 가로행까지 데이터의 특별한 전송을 제어하는데 사용되고 Ｒ가 마이크로컨트롤러의 전해진 데이터를 받아들이는 데이터 단말기입니다. LED 디스플레이 유닛의 작업 시퀀스는 다음과 같습니다 : CLK 클럭 신호 단자가 Ｒ 단말기에 자료를 받고, 제어 회로가 손으로 펄스에게 상승 에지를 주고, STR가 일련의 자료 (16 × 4)에서 결국 64 자료가 전송된다는 것 인 후, 펄스의 상승 에지는 자료에 걸쇠를 걸기 위해 주어집니다 ; 로에는 라인을 밝히기 위해 마이크로컨트롤러에 의해 1로 설정됩니다. 디스플레이 회로의 계통도는 형태 3에 나타납니다.
모듈 설계
대도시권 자동차는 실세에 따라 실내 LED 디스플레이에 대한 다른 조건을 가지고 있고 따라서 회로를 설계할 때 우리가 완전히 이것을 고려했습니다 즉, 주요 기능과 구조가 변화없이 지속된다는 것을 보증하는 것의 조건하에서, 특정 모듈이 교체될 수 있습니다. 이 구조는 LED 제어 회로가 좋은 팽창성과 사용의 편리함을 가지고 있게 합니다.
온도와 습도 모듈
남부에서 뜨겁고 호우 지역에, 비록 차에서 일정온도 에어컨이 있지만, 습도는 또한 승객들은 관심을 가지는 중요한 지표입니다. 우리에 의해 설계된 온도와 습도 모듈은 측정 온습도의 기능을 가지고 있습니다. 온도 모듈과 온습도 모듈은 똑같은 소켓 인터페이스를 가지고 있는 그래서, 둘 다 한 개의 버스 구조물이고, P1.4 공항에 의해 제어되 그래서, 그들을 교환하는 것은 편리합니다. HIH3610은 하니웰 캄파니의 생산된 전압 출력과 3개 터미널 통합된 습도 센서입니다. DS2438은 단모선 통신 인터페이스와 10 비트 Ａ／Ｄ 컨버터입니다. 칩은 고해상도 디지털 온도 센서를 포함하며, 그것이 습도 센서의 온도 보상을 위해 사용될 수 있습니다.
485 버스 팽창 모듈
성숙하고 값이 싼 버스로서, 485대 버스는 산업적인 필드와 교통 분야의 대체할 수 없는 포지션을 가지고 있습니다. 그러므로, 우리는 485 버스 팽창 모듈을 설계했으며, 그것이 외부 커뮤니케이션을 위한 원래 깡통 모듈을 대체할 수 있습니다. 모듈은 격언의 광전자 차단 MXL1535E를 485 송수신기로 이용합니다. 호환성 제어를 보증하기 위해, 둘다 MXL1535E와 SJA1000은 P3.0을 통해 선발된 칩입니다. 게다가 2500VRMS 전기적분리는 RS2485 옆과 제어기 또는 트랜스를 통한 제어 논리 옆 사이에 제공됩니다. 전압 억제 다이오드 회로는 전원 서지 간섭을 감소시키기 위해 모듈의 출력단에 추가됩니다. 점퍼는 또한 버스 터미널 저항을 로딩할지 여부를 결정하는데 사용될 수 있습니다.
소프트웨어 설계
시스템 소프트웨어는 상부 컴퓨터 관리 프로그램과 장치 제어부 제어 소프트웨어로 구성됩니다. 화면 표시 방식 선택 (정적, 깜빡임 기능, 스크롤링, 타이핑, 등등을 포함하여), 위 아래로 스크롤링 (을 포함하여 스크롤링 방향 선택과 좌우 스크롤링), 동적 디스플레이 속도 조정 (즉 문자 섬광 주파수, 스크롤링 속도, 타이핑 표시속도, 등등), 디스플레이 콘텐츠 입력, 디스플레이 미리보기, 등을 포함하여 상부 컴퓨터 관리 프로그램은 C++BUILD6.0을 사용하여 Windows22000 운영 플랫폼에 개발됩니다.
시스템이 운영하고 있을 때, 시스템은 또한 손으로 미리 설정 세팅에 따라 방송국 발표와 광고와 같은 캐릭터들을 드러낼 뿐만 아니라, 필요한 디스플레이 캐릭터들을 입력할 수 있습니다. 장치 제어부의 제어 소프트웨어는 8051의 KEILC에 의해 프로그램을 짜고 한 개의 소자 콤퓨터 77E58의 EEPROM에 응고됩니다. 그것은 주로 상부 및 하부 컴퓨터, 온습도의 데이터 수집, 입출력 인터페이스 통제와 다른 기능 사이의 통신을 완료합니다. 실제 작업 동안, 온도 측정 정확도는 ± 0.5 Ｃ에 도달하고 습도 측정 정확도가 ± 2% RH에 도달합니다
결론
본 논문은 하드웨어 계통도 설계, 논리구조, 구성 회로 구성도, 기타 등등의 측면으로부터 지하철 실내 LED 디스플레이 화면에 대한 설계 아이디어를 소개합니다. 분야 버스 인터페이스 모듈과 온도 습도 모듈 인터 페이스의 디자인을 통하여, 실내 LED 디스플레이 화면은 다른 환경을 위한 요구조건에 적응할 수 있고, 좋은 확장성과 다기능성을 가지고 있습니다. 많은 시험 뒤에, 실내 LED 디스플레이 화면은 국내 메트로의 새로운 여객 정보 시스템에서 사용되었고 효과가 좋습니다. 관행은 디스플레이 화면이 잘 한자들과 그래픽의 정적인 디스플레이와 다양한 동적 디스플레이를 완료할 수 있다는 것을 증명하고, 완전히 LED 화면의 지하철차량을 위한 디스플레이 요구 사항을 만나는고 휘도, 어떤 명멸, 단순한 논리 제어, 기타 등등의 특성을 가집니다.