หลักการออกแบบพื้นฐานของหน้าจอแสดงผล LED ในรถไฟใต้ดิน

หลักการออกแบบพื้นฐานของจอจอ LED ในรถไฟใต้ดิน

หลักการออกแบบพื้นฐานของจอแสดงผล LED สายใต้ดิน; ในฐานะเทอร์มินัลแสดงผลข้อมูลที่ผูกพันกับสาธารณะในรถใต้ดิน, จอแสดงผล LED ในภายในห้องมีคุณค่าทางพลเมืองและทางการค้าที่กว้างขวางมาก

ปัจจุบัน รถไฟใต้ดินที่ใช้งานในจีนโดยทั่วไปมีจอ LED ภายใน แต่มีฟังก์ชันเพิ่มเติมและเนื้อหาจอจอเดียวน้อยเพื่อร่วมมือกับการใช้ระบบข้อมูลผู้โดยสารรถไฟฟ้าใหม่เราได้ออกแบบจอแสดงภาพแบบไดนามิก LED ของรถเมล์บัสหลายสายใหม่

จอจอแสดงผลไม่เพียงแต่มีอินเตอร์เฟซบัสหลายในการสื่อสารภายนอก แต่ยังใช้อุปกรณ์บัสเดียวและอุปกรณ์บัส I2C ในการออกแบบวงจรควบคุมภายใน

มีสองประเภทหน้าจอ LEDในรถไฟใต้ดิน: มีเครื่องวางอยู่ด้านนอกรถยนต์ เพื่อแสดงส่วนที่รถไฟกําลังเคลื่อนไหว, ทิศทางการเคลื่อนไหว และชื่อสถานีปัจจุบัน ซึ่งเข้ากับภาษาจีนและภาษาอังกฤษข้อมูลการบริการอื่น ๆ ก็สามารถแสดงได้ตามความต้องการการทํางาน; การแสดงข้อความสามารถเป็นสแตติก, การสกรอล, การแปล, น้ําตก, การเคลื่อนไหวและผลอื่น ๆ, และจํานวนตัวอักษรที่แสดงคือ 16 × 12 ตัวอักษรเมทริกซ์จุด 16อีกตัวคือจอจอ LED ภายใน, ที่วางไว้ในรถไฟฟ้า จานจอ LED ภายในรถไฟฟ้าสามารถตั้งค่าจานจานได้ล่วงหน้าตามความต้องการในการทํางานของรถไฟฟ้า และแสดงจานจานจานปัจจุบันในเวลาจริงรวมถึงอุณหภูมิปัจจุบันในรถไฟ, มี 16 ตัวอักษร × 8 ตัวอักษรเมทริกซ์จุด 16 ตัว

การประกอบระบบ

หน้าจอระบบจอ LED ประกอบด้วยหน่วยควบคุมไมโครคอมพิวเตอร์ชิปเดียวและหน่วยจอจอหน่วยจอเดียวสามารถแสดงตัวอักษรจีน 16 × 16 ตัวหากมีการผลิตระบบจอแกรฟิก LED ขนาดหนึ่ง, สามารถทําโดยใช้หน่วยจอฉลาดหลายหน่วยและวิธีการ "ก้อนก่อสร้าง". การสื่อสารแบบเรียงลําดับถูกใช้ระหว่างหน่วยจอในระบบ.นอกจากการควบคุมหน่วยจอและส่งคําสั่งและสัญญาณของคอมพิวเตอร์ด้านบน, หน่วยควบคุมยังถูกนําไปใช้กับหน่วยตรวจจับอุณหภูมิดิจิตอลบัสเดียว 18B20.18b20 สามารถปรับปรุงเป็นวงจรโมดูลที่ประกอบด้วย DS2438 จากดัลลาสและ HIH23610 จากฮันนีเวลล์เพื่อตอบสนองความต้องการการสื่อสารของรถยนต์ทั้งหมด, CAN bus ใช้สําหรับการสื่อสารระหว่างคอมพิวเตอร์ด้านบนและหน่วยควบคุมในรถยนต์

การออกแบบฮาร์ดแวร์

หน่วยจอประกอบด้วยแผ่นจอจอ LED และวงจรจอจอ หน่วยจอจอ LED ประกอบด้วยโมดูลเมทริกซ์ 4 จุด × หน่วยจอฉลาดทั่วไปเมทริกซ์ 64 จุดหน่วยจอเดียวสามารถแสดง 4 16 × 16 จุดเมทริกซ์ตัวอักษรจีนหรือสัญลักษณ์. การสื่อสารแบบเรียงลําดับถูกใช้ระหว่างหน่วยจอในระบบ เพื่อให้การทํางานของระบบทั้งหมดถูกประสานและรวมกันคนขับรถบัสสองคน 74H245, 1 74HC04D 6 อินเวอร์เตอร์, 2 74H138 8 ดีโคเดอร์และ 8 74HC595 ล็อคชั่นและความถี่คริสตัลคือ 24MHz AT29C020A เป็น ROM 256K สําหรับการเก็บ 16 × 16 คะแนนเมทริกซ์ห้องสมุดตัวอักษรจีนและ 16 × 8 คะแนนเมทริกซ์ตารางรหัส ASCII. AT24C020 เป็น EP2ROM ที่ใช้ I2C Serial Bus ซึ่งเก็บข้อมูลที่ตั้งไว้ก่อน เช่น ชื่อสถานีรถไฟใต้ดิน คําทักทาย เป็นต้นอุณหภูมิในรถยนต์จะวัดโดยเซ็นเซอร์อุณหภูมิดิจิตอลบัสเดียว 18b20. SJA1000 และ TJA1040 เป็น CAN bus controller และ transceiver ตามลําดับ

การออกแบบหน่วยวงจรควบคุม

ระบบทั้งหมดใช้ไมโครคอนโทรลเลอร์แบบไดนามิก 77E58 ของ Winbond เป็นแกนหลัก. 77E58 ใช้แกนไมโครโปรเซสเซอร์ที่ออกแบบใหม่ และคําแนะนําของมันมีความสอดคล้องกับ 51 ซีรีย์.เพราะวงจรของนาฬิกามีเพียง 4 วงจร, ความเร็วการทํางานของมันโดยทั่วไป 2 ~ 3 เท่ามากกว่า 8051 ประเพณีที่ความถี่ของนาฬิกาเดียวกันความต้องการความถี่สําหรับไมโครคอนโทรลเลอร์ในการแสดงภาพไดนามิกของตัวอักษรจีนขนาดใหญ่ถูกแก้ไขได้ดี77E58 ควบคุมความจําแฟลช AT29C020 ผ่านล็อค 74LS373 ขนาด 256K เนื่องจากความจุของความจํามากกว่า 64Kการออกแบบใช้วิธีการหาที่อยู่, นั่นก็คือ P1.1 และ P1.2 ใช้ในการเลือกหน้าสําหรับความจําแฟลช, ซึ่งแบ่งออกเป็น 4 หน้า. ขนาดการแก้ไขของแต่ละหน้าคือ 64K. นอกจากการเลือกชิป AT29C020, P1.5 รับประกันว่า P1.1 และ P1.2 จะไม่ทําให้การทํางานผิดพลาดของ AT29C020 เมื่อพวกเขาถูกใช้อีกครั้งบนอินเตอร์เฟซเคเบิลเรียบ 16 ปินเพื่อปรับปรุงความสามารถต่อต้านการขัดขวาง, ออปโตคัพเลอร์ความเร็วสูง 6N137 ถูกเพิ่มขึ้นระหว่างตัวควบคุม CAN SJA1000 และตัวรับ CAN TJA1040. ไมโครคอนโทรเลอร์เลือกชิป SJA1000 ของตัวควบคุม CAN ผ่าน P30. 18B20 เป็นอุปกรณ์บัสเดียว มันต้องการแค่พอร์ต I/O หนึ่งสําหรับอินเตอร์เฟซระหว่างอุปกรณ์และไมโครคอนโทรลเลอร์มันสามารถแปลงอุณหภูมิโดยตรงเป็นสัญญาณดิจิตอล และผลิตมันเป็นลําดับในโหมดรหัสดิจิตอล 9 บิต. P1.4 เลือกในวงจรควบคุมเพื่อให้ครบการเลือกชิปและฟังก์ชันการส่งข้อมูลของ 18B20สายเคเบิลนาฬิกา SCL และสายเคเบิลข้อมูลสองทิศ SDA ของ AT24C020 ถูกเชื่อมต่อกับ P1 ตามลําดับ.6 และ P17.16 สายด้ายเรียบ pin ของไมโครคอนโทรลเลอร์ ซึ่งเป็นส่วนของสายด่วนของวงจรควบคุมและวงจรแสดงภาพ

การเชื่อมต่อและควบคุมหน่วยจอ

ส่วนวงจรแสดงภาพเชื่อมต่อกับจุดติดต่อสายไฟฟ้าเรียบ 16 ปินของส่วนวงจรควบคุมผ่านจุดติดต่อสายไฟฟ้าเรียบ 16 ปิน (1)ที่ส่งคําสั่งและข้อมูลของไมโครคอนโทรลเลอร์ไปยังวงจรแสดงไฟ LED. สายพานเรียบ 16 ปิน (2) ใช้สําหรับการกระแทกหลายจอแสดงผล. การเชื่อมต่อของมันเป็นพื้นฐานเดียวกันกับสายพานเรียบ 16 ปิน (1)แต่ควรสังเกตว่าปลาย R ของมันเชื่อมต่อกับปลาย DS ของแปด 74H595 จากซ้ายไปขวาในรูป 2, เมื่อ cascading มันจะเชื่อมต่อในชุดกับ 16 pin สายเคเบิลเรียบ (1) สนามของจอแสดงภาพต่อไป (เช่นที่แสดงในรูป 1) CLK คือเทอร์มิเนลสัญญาณนาฬิกา, STR คือเทอร์มิเนลสายล็อค,R คือเทอร์มิเนลข้อมูล, G (GND) และ LOE คือเทอร์มิเนลเปิดแสงแถว, และ A, B, C, D คือเทอร์มิเนลเลือกแถว. ฟังก์ชันเฉพาะของแต่ละพอร์ตคือดังนี้:D คือปลายการเลือกแถว, ที่ใช้ในการควบคุมการส่งข้อมูลโดยเฉพาะจากคอมพิวเตอร์ด้านบนไปยังแถวที่กําหนดไว้บนแผ่นจอ และ R คือเทอร์มิเนลข้อมูลที่ยอมรับข้อมูลที่ส่งผ่านไมโครคอนโทรลเลอร์.ลําดับการทํางานของหน่วยจอ LED คือดังนี้: หลังจากที่ปลายสัญญาณนาฬิกา CLK ได้รับข้อมูลที่ปลาย R วงจรควบคุมให้ด้วยมือและ STR อยู่ในแถวของข้อมูล (16 × 4) หลังจากที่ข้อมูลทั้งหมด 64 ได้ถูกส่ง, ขอบแรงกระแทกที่เพิ่มขึ้นถูกให้ในการล็อคข้อมูล; LOE ถูกตั้งเป็น 1 โดยไมโครคอนโทรลเลอร์เพื่อส่องแสงเส้น.แผนภูมิของวงจรการแสดงแสดงแสดงอยู่ในรูป 3.

การออกแบบแบบโมดูล

ยานรถไฟใต้ดินมีความต้องการที่แตกต่างกัน สําหรับจอ LED ในภายใน ตามสถานการณ์จริง เราจึงพิจารณาเรื่องนี้อย่างเต็มที่ เมื่อออกแบบวงจรในเงื่อนไขที่ให้ความมั่นคงว่าฟังก์ชันและโครงสร้างหลัก ๆ จะยังคงไม่เปลี่ยนแปลงโมดูลพิเศษสามารถแลกเปลี่ยนกันได้ โครงสร้างนี้ทําให้วงจรควบคุม LED มีการขยายขนาดที่ดีและการใช้งานง่าย

โมดูลอุณหภูมิและความชื้น

ในพื้นที่ร้อนและฝนตกในภาคใต้ แม้ว่าจะมีเครื่องปรับอากาศอุณหภูมิคงที่ในรถยนต์ แต่ความชื้นก็ยังเป็นตัวชี้วัดสําคัญที่ผู้โดยสารสนใจโมดูลอุณหภูมิและความชื้นที่ออกแบบโดยเรามีฟังก์ชันของการวัดอุณหภูมิและความชื้น. โมดูลอุณหภูมิและโมดูลอุณหภูมิและความชื้นมีอินเตอร์เฟซโซค็อตเดียวกัน ทั้งคู่เป็นโครงสร้างบัสเดียวและถูกควบคุมโดยพอร์ต P1.4ดังนั้นมันสะดวกที่จะแลกเปลี่ยนพวกเขา. HIH3610 เป็นเซนเซอร์ความชื้นที่บูรณาการสามเทอร์มินัลที่มีผลิตแรงดันที่ผลิตโดยบริษัทฮานนิเวลล์ DS2438 เป็นเครื่องแปลง A / D 10 บิตที่มีอินเตอร์เฟซการสื่อสารบัสเดียวชิปมีเซ็นเซอร์อุณหภูมิดิจิตอลความละเอียดสูงสามารถใช้ในการชําระค่าอุณหภูมิของเซ็นเซอร์ความชื้น

โมดูลขยายบัส 485

ในฐานะรถบัสที่วัยรุ่นและราคาถูก รถบัส 485 มีตําแหน่งที่ไม่สามารถแทนที่ได้ในวงการอุตสาหกรรมและวงการจราจรที่สามารถแทนโมดูล CAN ของเดิมสําหรับการสื่อสารภายนอก. โมดูลใช้ MXL1535E ที่แยกแสงจาก MAXIM เป็นตัวรับ 485 เพื่อให้แน่ใจว่าการควบคุมอัตโนมัติ MXL1535E และ SJA1000 เป็นชิปที่เลือกผ่าน P30นอกจากนี้, 2500VRMS การแยกไฟฟ้าได้รับการให้บริการระหว่าง RS2485 ทิศและผู้ควบคุมหรือการควบคุมทางลักลิก ทิศผ่านการแปลง.วงจรไดโอเดส TVS ถูกเพิ่มขึ้นในส่วนออกของโมดูลเพื่อลดการแทรกแซงสาย. Jumpers ยังสามารถใช้เพื่อตัดสินใจว่าจะบรรทุกความต้านทานปลายทางรถบัส.

การออกแบบซอฟต์แวร์

ซอฟต์แวร์ระบบประกอบด้วยซอฟต์แวร์บริหารคอมพิวเตอร์ชั้นบน และซอฟต์แวร์ควบคุมหน่วยควบคุมโปรแกรมบริหารคอมพิวเตอร์ชั้นบนถูกพัฒนาบนแพลตฟอร์มปฏิบัติการ Windows22000 โดยใช้ C++BUILD6.0, รวมถึงการเลือกโหมดการแสดง (รวมทั้งสแตติก, แสงส่อง, เลื่อน, กรอก, ฯลฯ) การเลือกทิศทางการเลื่อน (รวมการเลื่อนขึ้นและลง และเลื่อนซ้ายและขวา)การปรับความเร็วการแสดงภาพแบบไดนามิก (i).e ความถี่ของการกระพริบของข้อความ ความเร็วในการสกรอล ความเร็วในการแสดงความเร็วในการตีป้าย เป็นต้น), การใส่เนื้อหาในการแสดง, การแสดงภาพล่วงหน้า เป็นต้น

เมื่อระบบกําลังทํางาน ระบบสามารถแสดงตัวอักษร เช่น ประกาศสถานี และโฆษณาตามการตั้งค่าที่กําหนดไว้แต่ยังสามารถใส่ตัวอักษรที่ต้องการด้วยมือโปรแกรมควบคุมของเครื่องควบคุมถูกโปรแกรมโดย KEILC ของ 8051 และแข็งแรงใน EEPROM ของคอมพิวเตอร์ชิปเดียว 77E58โดยหลักแล้วมันจะสมบูรณ์ต่อการสื่อสารระหว่างคอมพิวเตอร์ชั้นบนและชั้นล่าง, การสกัดข้อมูลของอุณหภูมิและความชื้น, การควบคุมอินเตอร์เฟซ I / O และฟังก์ชันอื่น ๆ ในระหว่างการทํางานจริง ความแม่นยําของการวัดอุณหภูมิจะถึง ± 05 °C และความแม่นยําในการวัดความชื้นถึง ± 2% RH

สรุป

บทความนี้นําเสนอแนวคิดการออกแบบของจอจอ LED ภายในรถไฟใต้ดินจากด้านการออกแบบแผนภูมิของอุปกรณ์, โครงสร้างโลจิก, แผนภูมิก้อนประกอบ เป็นต้นผ่านการออกแบบของโมดูลอินเตอร์เฟสบัสสนามและโมดูลอินเตอร์เฟสความชื้นอุณหภูมิ, หน้าจอจอ LED ภายในสามารถปรับตัวให้กับความต้องการของสภาพแวดล้อมที่แตกต่างกัน และมีความสามารถในการปรับขนาดและความหลากหลายที่ดีสกรีนจอ LED ในภายในถูกใช้ในระบบสารสนเทศผู้โดยสารใหม่ของรถไฟฟ้าในประเทศ, และผลดี การปฏิบัติการพิสูจน์ว่าจอแสดงสามารถสมบูรณ์อย่างดีการแสดงสแตตสิกของตัวอักษรจีนและกราฟิกและแสดงผลแบบไดนามิกที่หลากหลายและมีลักษณะของความสว่างสูง, ไม่มีการส่องส่อง, การควบคุมทางตรรกะที่เรียบง่าย, ฯลฯ ซึ่งตอบสนองอย่างสมบูรณ์แบบความต้องการในการแสดงของรถยนต์รถไฟใต้ดินหน้าจอ LED.