지하철 열차에서 LED 디스플레이 화면의 기본 설계 원칙
지하철 LED 디스플레이 스크린의 기본 설계 원칙; 지하철의 공공 지향 정보 디스플레이 터미널로서 실내 LED 디스플레이는 매우 광범위한 민간 및 상업적 가치를 가지고 있습니다.
현재 중국에서 운행되는 지하철 차량은 일반적으로 실내 LED 디스플레이가 장착되어 있지만 추가 기능과 단일 화면 디스플레이 콘텐츠는 거의 없습니다.새로운 지하철 승객 정보 시스템 사용에 대한 협력, 우리는 새로운 멀티 버스 지하철 LED 동적 디스플레이 스크린을 설계했습니다.
디스플레이 화면은 외부 통신에서 여러 버스 인터페이스를 가지고있을뿐만 아니라 내부 제어 회로 설계에서 단일 버스 및 I2C 버스 장치를 채택합니다.
두 가지 종류가 있습니다LED 화면지하철에서: 차차의 외부에 배치되어 열차 운행 구간, 운행 방향 및 중국어와 영어로 호환되는 현재 역 이름을 표시합니다.다른 서비스 정보 또한 운영 필요에 따라 표시 될 수 있습니다.; 텍스트 디스플레이는 정적, 스크롤, 번역, 폭포, 애니메이션 및 기타 효과가 될 수 있으며 표시되는 문자 수는 16 × 12 16 점 행렬 문자입니다.다른 하나는 터미널 실내 LED 디스플레이입니다, 열차에 배치됩니다. 터미널 실내 LED 디스플레이는 열차 운영 요구 사항에 따라 터미널을 미리 설정하고 현재 터미널을 실시간으로 표시 할 수 있습니다.그리고 기차의 현재 온도, 16자 × 8자 16점 행렬 문자
시스템 구성
LED 디스플레이 시스템 화면은 단일 칩 마이크로 컴퓨터 제어 장치와 디스플레이 장치로 구성됩니다. 단일 디스플레이 장치는 16 × 16 중국 문자를 표시 할 수 있습니다.LED 그래픽 디스플레이 시스템의 특정 크기가 생산되는 경우, 여러 지능형 디스플레이 단위 및 "건축 블록" 방법을 사용하여 구현 할 수 있습니다. 시스템 내의 디스플레이 단위 간의 일련 통신이 사용됩니다.디스플레이 유닛을 제어하고 상부 컴퓨터의 명령과 신호를 전송하는 것 외에도, 제어 단위는 또한 단일 버스 디지털 온도 센서 18B20를 탑재합니다. 제어 회로의 모듈 설계 덕분에, 습도 측정 요구 사항이있는 경우,18b20는 댈러스의 DS2438과 하니웰의 HIH23610로 구성된 모듈 회로로 업그레이드 될 수 있습니다.전체 차량의 통신 요구를 충족시키기 위해 CAN 버스는 상부 컴퓨터와 차량의 각 제어 장치 사이의 통신을 위해 사용됩니다.
하드웨어 설계
디스플레이 유닛은 LED 디스플레이 패널과 디스플레이 회로로 구성됩니다. LED 디스플레이 유닛 보드는 4 점 매트릭스 모듈 × 64 점 매트릭스 범용 지능형 디스플레이 유닛으로 구성됩니다.단일 디스플레이 단위는 4 16 × 16 점 행렬 중국어 문자 또는 기호를 표시 할 수 있습니다. 시스템 내의 디스플레이 단위들 사이에 일련 통신이 사용되므로 전체 시스템의 작업이 조정되고 통일됩니다. 디스플레이 회로는 두 개의 16 핀 평면 케이블 포트로 구성됩니다.두 74H245 트리스테이트 버스 운전자, 1개의 74HC04D 6개의 인버터, 2개의 74H138 8개의 디코더와 8개의 74HC595 스위치 락. 제어 회로의 핵심은 WINBOND의 고속 마이크로 컨트롤러 77E58입니다.그리고 크리스탈 주파수는 24MHz AT29C020A 16 × 16 점 행렬 중국 문자 라이브러리와 16 × 8 점 행렬 ASCII 코드 테이블을 저장하는 256K ROM입니다. AT24C020는 I2C 직렬 버스를 기반으로 하는 EP2ROM이며, 지하철 역 이름, 인사 등과 같은 미리 설정된 문서를 저장합니다.차량 내 온도는 단일 버스 디지털 온도 센서 18b20에 의해 측정됩니다.. SJA1000과 TJA1040는 각각 CAN 버스 컨트롤러와 트랜시버입니다.
제어 회로 단위 설계
전체 시스템은 Winbond의 동적 마이크로 컨트롤러 77E58을 핵심으로 사용한다. 77E58은 재설계된 마이크로 프로세서 코어를 채택하고, 그 지침은 51 시리즈와 호환된다.왜냐하면 시계 사이클은 4 사이클밖에 되지 않기 때문입니다., 그 실행 속도는 일반적으로 같은 시계 주파수에서 전통적인 8051보다 2 ~ 3 배 더 높습니다. 따라서,대용량 중국어 문자의 동적 표시에서 마이크로 컨트롤러의 주파수 요구 사항은 잘 해결, 그리고 워치도그도 제공된다. 77E58는 256K의 크기의 74LS373 랩을 통해 플래시 메모리 AT29C020를 제어한다. 메모리 용량이 64K보다 크기 때문에,디자인은 페이징 주소 메소드를 채택합니다., 즉, P1.1 및 P1.2는 플래시 메모리를 위한 페이지를 선택하는데 사용되며, 이 페이지는 네 페이지로 나뉘어 있다. 각 페이지의 주소 크기는 64K이다. AT29C020 칩을 선택하는 것 외에도, P1는5은 P1이.1 및 P1.2는 16pin 평면 케이블 인터페이스에서 다시 사용할 때 AT29C020의 오작동을 일으키지 않습니다. CAN 컨트롤러는 통신의 핵심 부분입니다.간섭 방지 능력을 향상시키기 위해, CAN 컨트롤러 SJA1000과 CAN 트랜시버 TJA1040 사이에 6N137 고속 광합합기가 추가됩니다. 마이크로 컨트롤러는 P3를 통해 CAN 컨트롤러 SJA1000 칩을 선택합니다.0. 18B20는 단일 버스 장치입니다. 장치와 마이크로 컨트롤러 사이의 인터페이스를 위해 하나의 I/O 포트가 필요합니다.그것은 직접 온도를 디지털 신호로 변환하고 9 비트 디지털 코드 모드에서 연속 출력 할 수 있습니다.P1.4는 제어 회로에서 18B20의 칩 선택 및 데이터 전송 기능을 완료하기 위해 선택됩니다.시계 케이블 SCL 및 AT24C020의 양방향 데이터 케이블 SDA는 각각 P1에 연결됩니다..6와 P17.16 마이크로컨트롤러의 플래트 와이어 인터페이스, 제어 회로와 디스플레이 회로의 인터페이스 부분이다.
디스플레이 유닛 연결 및 제어
디스플레이 회로 부분은 16 핀 평면 전선 포트 (1) 를 통해 제어 회로 부분의 16 핀 평면 전선 포트 (1) 에 연결됩니다.마이크로 컨트롤러의 명령과 데이터를 LED 디스플레이 회로로 전송하는16 핀 평면 유선 (2) 은 여러 디스플레이 스크린을 캐스케딩하는 데 사용됩니다. 그것의 연결은 기본적으로 16 핀 평면 유선 포트와 동일합니다 (1),그러나 그 R 끝은 왼쪽에서 오른쪽으로 그림 2에서 여덟 번째 74H595의 DS 끝과 연결되어 있음을 유의해야합니다., 캐스케이딩 때 그것은 다음 디스플레이 화면의 16 핀 평면 케이블 (1) 포트 (그림 1에 표시된 것처럼) 와 연쇄로 연결됩니다. CLK는 시계 신호 터미널, STR는 줄 잠금 터미널입니다.,R는 데이터 터미널, G (GND) 및 LOE는 라인 라이트 활성화 터미널, A, B, C, D는 라인 선택 터미널입니다. 각 포트의 특정 기능은 다음과 같습니다.D는 줄 선택 단말기입니다., 상부 컴퓨터에서 디스플레이 패널의 지정된 행으로 데이터의 특정 전송을 제어하는 데 사용되며, R는 데이터 터미널입니다.마이크로컨트롤러에서 전송되는 데이터를 받아들이는LED 디스플레이 유닛의 작업 순서는 다음과 같습니다: CLK 시계 신호 단말기가 R 단말기에서 데이터를 수신 한 후 제어 회로는 수동으로 펄스 상승 가장자리를 제공합니다.그리고 STR는 모든 64개의 데이터가 전송된 후에 데이터 행 (16 × 4) 에 있습니다., 데이터를 잠금하기 위해 펄스의 상승 가장자리가 주어집니다. 마이크로 컨트롤러는 선을 밝히는 데 1로 LOE를 설정합니다. 디스플레이 회로의 스케마적 다이어그램은 그림 3에 표시됩니다.
모듈형 설계
지하철 차량은 실내 LED 디스플레이에 대한 요구 사항이 실제 상황에 따라 다릅니다. 그래서 우리는 회로를 설계할 때 이것을 완전히 고려했습니다.주요 기능과 구조가 변하지 않도록 하는 조건으로이 구조는 LED 제어 회로에 좋은 확장성과 사용 편의성을 제공합니다.
온도 및 습도 모듈
남쪽의 덥고 비바람이 많은 지역에서는 자동차에 일정한 온도의 에어컨이 있지만, 수분도 승객들이 신경쓰는 중요한 지표입니다.우리가 설계한 온도와 습도 모듈은 온도와 습도를 측정하는 기능을 가지고 있습니다온도 모듈과 온도 및 습도 모듈은 동일한 소켓 인터페이스를 가지고 있으며, 둘 다 단일 버스 구조이며 P1.4 포트에 의해 제어됩니다.그래서 그들을 교환하는 것이 편리합니다.. HIH3610는 하니웰 회사가 생산한 전압 출력 3 단말기 통합 습도 센서이다. DS2438는 단일 버스 통신 인터페이스가 있는 10 비트 A/D 변환기이다.칩은 고해상도 디지털 온도 센서를 포함, 습도 센서의 온도 보완에 사용될 수 있습니다.
485 버스 확장 모듈
성숙하고 저렴한 버스로, 485 버스는 산업 분야와 교통 분야에서 대체할 수 없는 위치를 차지합니다.외부 통신을 위한 원래 CAN 모듈을 대체할 수 있습니다.이 모듈은 MAXIM의 광전기 격리 MXL1535E를 485 트랜시버로 사용한다. 제어 호환성을 보장하기 위해 MXL1535E와 SJA1000은 모두 P3를 통해 칩을 선택한다.0또한, 2500VRMS 전기 격리 RS2485 측면과 컨트롤러 또는 제어 논리 변압기를 통해 측면 사이에 제공됩니다.TVS 다이오드 회로는 라인 급증 간섭을 줄이기 위해 모듈의 출력 부분에 추가됩니다.또한 점퍼는 버스 터미널 저항을 부하할지 여부를 결정하는 데 사용될 수 있습니다.
소프트웨어 설계
시스템 소프트웨어는 상부 컴퓨터 관리 소프트웨어와 유닛 컨트롤러 제어 소프트웨어로 구성됩니다.상부 컴퓨터 관리 소프트웨어는 C++BUILD6를 사용하여 Windows22000 운영 플랫폼에서 개발되었습니다..0, 표시 모드 선택 (정형, 깜박이는, 스크롤, 입력 등), 스크롤 방향 선택 (상향, 하향, 왼쪽 및 오른쪽 스크롤 포함),동적 디스플레이 속도 조정 (i예를 들어 텍스트 깜박이는 빈도, 스크롤 속도, 입력 표시 속도 등), 디스플레이 콘텐츠 입력, 디스플레이 미리보기 등.
시스템이 실행될 때, 시스템은 미리 설정된 설정에 따라 방송국 발표 및 광고와 같은 문자를 표시 할 수 있습니다.하지만 또한 수동 입력 필요한 표시 문자를유닛 컨트롤러의 제어 소프트웨어는 8051의 KEILC에 의해 프로그래밍되고 단일 칩 컴퓨터 77E58의 EEPROM에 굳어집니다.그것은 주로 상부와 하부 컴퓨터 사이의 통신을 완료, 온도 및 습도 데이터 수집, I / O 인터페이스 제어 및 기타 기능. 실제 작동 중 온도 측정 정확도는 ± 0에 도달합니다.5 °C, 습도 측정 정확도는 ± 2% RH에 도달합니다.
결론
이 논문은 하드웨어 스케마 다이어그램 디자인, 논리 구조, 구성 블록 다이어그램 등 측면에서 지하철 실내 LED 디스플레이 화면 설계 아이디어를 소개합니다.필드 버스 인터페이스 모듈과 온도 습도 모듈 인터페이스 설계, 실내 LED 디스플레이 화면은 다양한 환경의 요구 사항에 적응 할 수 있으며 좋은 확장성과 다재다능성을 가지고 있습니다.국내 지하철의 새로운 승객 정보 시스템에서 실내 LED 디스플레이 화면이 사용되었습니다., 그리고 효과는 좋습니다. 연습은 디스플레이 화면이 중국 문자와 그래픽의 정적 디스플레이와 다양한 동적 디스플레이를 잘 완료 할 수 있음을 증명합니다.그리고 높은 밝기의 특징을 가지고 있습니다., 깜박이지 않고, 간단한 논리 제어 등 지하철 차량의 디스플레이 요구 사항을 완전히 충족합니다.LED 화면.