Метро пойызындағы жарықдиодты дисплейдің негізгі дизайн принципі
Метроның жарықдиодты дисплей экранының негізгі дизайн принципі;Метродағы жалпыға арналған ақпаратты көрсету терминалы ретінде ішкі жарықдиодты дисплей азаматтық және коммерциялық құндылықтың өте кең ауқымына ие.
Қазіргі уақытта Қытайда жұмыс істейтін метро көліктері әдетте ішкі жарықдиодты дисплеймен жабдықталған, бірақ қосымша функциялар аз және бір экранды дисплей мазмұны бар.Жаңа метро жолаушыларының ақпараттық жүйесін пайдалану үшін біз жаңа көп автобусты метро LED динамикалық дисплей экранын жасадық.
Дисплей экранында сыртқы байланыста бірнеше шиналық интерфейстер ғана емес, сонымен қатар ішкі басқару схемасының дизайнында бір шиналық және I2C шиналық құрылғыларды қабылдайды.
Екі түрі барLED экрандарметрода: біреуі вагонның сыртқы жағында пойыздың жүру бөлігін, жүру бағытын және қытай және ағылшын тілдеріне сәйкес келетін ағымдағы станция атауын көрсету үшін орналастырылған;Басқа қызмет ақпаратын да операциялық қажеттіліктерге сәйкес көрсетуге болады;Мәтіндік дисплей статикалық, айналдыру, аудару, сарқырама, анимация және басқа әсерлер болуы мүмкін және көрсетілетін таңбалар саны 16 × 12 16 нүктелік таңба.Екіншісі - пойызға орналастырылған терминалдың ішкі LED дисплейі.Терминалдың ішкі LED дисплейі терминалды пойыздың жұмысына қойылатын талаптарға сәйкес алдын ала орната алады және ағымдағы терминалды нақты уақытта, сонымен қатар пойыздағы ағымдағы температураны 16 таңба × Сегіз 16 нүктелік матрицалық таңбамен көрсете алады.
Жүйе құрамы
Жарықдиодты дисплей жүйесінің экраны бір чипті микрокомпьютердің басқару блогынан және дисплей блогынан тұрады.Бір дисплей бірлігі 16 × 16 қытай таңбасын көрсете алады.Егер жарықдиодты графикалық дисплей жүйесінің белгілі бір өлшемі шығарылса, оны бірнеше интеллектуалды дисплей бірліктері мен «құрылыс блоктары» әдісі арқылы жүзеге асыруға болады.Жүйедегі дисплей блоктары арасында сериялық байланыс қолданылады.Дисплей блогын басқарудан және жоғарғы компьютердің нұсқаулары мен сигналдарын беруден басқа, басқару блогы 18B20 бір шиналық цифрлық температура сенсорымен бірге енгізілген.Басқару тізбегінің модульдік дизайнының арқасында, ылғалдылықты өлшеуге қойылатын талаптар болса, 18b20-ны Далластан DS2438 және HoneywELL компаниясынан HIH23610 құрайтын модуль тізбегіне жаңартуға болады.Бүкіл көліктің байланыс қажеттіліктерін қанағаттандыру үшін CAN шинасы жоғарғы компьютер мен көліктегі әрбір басқару блогы арасындағы байланыс үшін пайдаланылады.
аппараттық дизайн
Дисплей бөлігі LED дисплей тақтасы мен дисплей тізбегінен тұрады.Жарықдиодты дисплей бөлігінің тақтасы 4 нүктелік матрицалық модульдерден × 64 нүктелік матрицалық әмбебап интеллектуалды дисплей блогынан тұрады, бір дисплей бірлігі 4 16 × 16 нүктелік матрицалық қытай таңбаларын немесе таңбаларын көрсете алады.Жүйедегі дисплей блоктары арасында жүйелі байланыс қолданылады, осылайша бүкіл жүйенің жұмысы үйлестірілген және біртұтас болады.Дисплей тізбегі екі 16 істікшелі жалпақ кабель порттарынан, екі 74H245 тристат автобус драйверінен, бір 74HC04D алты инвертордан, екі 74H138 сегіз декодерінен және сегіз 74HC595 ауыстыру ысырмаларынан тұрады.Басқару сұлбасының өзегі WINBOND 77E58 жоғары жылдамдықты микроконтроллері, ал кристалдық жиілігі 24 МГц AT29C020A 16 × 16 нүктелік матрицалық қытай таңбалар кітапханасын және 16 × 8 нүктелік матрицалық ASCII кестесін сақтауға арналған 256K ROM болып табылады.AT24C020 — I2C сериялық шинасына негізделген EP2ROM, ол метро станцияларының атаулары, сәлемдесулер және т.б. сияқты алдын ала орнатылған мәлімдемелерді сақтайды. Көліктегі температура бір автобустың сандық температура сенсоры 18b20 арқылы өлшенеді.SJA1000 және TJA1040 тиісінше CAN шина контроллері және трансивер болып табылады.
Басқару тізбегі блогының конструкциясы
Бүкіл жүйе өзегі ретінде Winbond динамикалық микроконтроллерін 77E58 алады.77E58 қайта жасақталған микропроцессорлық ядроны қабылдайды және оның нұсқаулары 51 сериясымен үйлесімді.Дегенмен, тактілік цикл небәрі 4 цикл болғандықтан, оның жұмыс жылдамдығы бірдей тактілік жиіліктегі дәстүрлі 8051-ден 2~3 есе жоғары.Сондықтан үлкен сыйымдылықты қытай таңбаларының динамикалық дисплейінде микроконтроллерге жиілік талаптары жақсы шешілген, сонымен қатар бақылаушы да қамтамасыз етілген.77E58 өлшемі 256K болатын 74LS373 ысырмасы арқылы AT29C020 флэш жадын басқарады.Жад сыйымдылығы 64K-тан жоғары болғандықтан, дизайн пейджингтік адрестеу әдісін қабылдайды, яғни P1.1 және P1.2 төрт бетке бөлінген флэш-жад үшін беттерді таңдау үшін пайдаланылады.Әр беттің адрестеу өлшемі 64K.AT29C020 чиптерін таңдаумен қатар, P1.5 P1.1 және P1.2 16 істікшелі жалпақ кабель интерфейсінде қайта пайдаланылған кезде AT29C020 дұрыс жұмыс істемеуін қамтамасыз етеді.CAN контроллері байланыстың негізгі бөлігі болып табылады.Кедергіге қарсы қабілетті жақсарту үшін CAN контроллері SJA1000 мен CAN қабылдағыш TJA1040 арасына 6N137 жоғары жылдамдықты оптикалық қосқыш қосылады.Микроконтроллер P3.0 арқылы CAN контроллері SJA1000 чипін таңдайды.18B20 - бір автобус құрылғысы.Ол құрылғы мен микроконтроллер арасындағы интерфейс үшін бір ғана енгізу/шығару порты қажет.Ол температураны тікелей цифрлық сигналға түрлендіре алады және оны 9-биттік цифрлық код режимінде сериялық түрде шығара алады.P1.4 18B20 микросхемасының микросхемаларын таңдау және деректерді беру функцияларын аяқтау үшін басқару тізбегінде таңдалады.AT24C020 SCL сағаттық кабелі және екі бағытты деректер кабелі SDA сәйкесінше басқару тізбегі мен дисплей тізбегінің интерфейстік бөліктері болып табылатын микроконтроллердің P1.6 және P1.7.16 істікшелі жалпақ сым интерфейстеріне қосылған.
Дисплей құрылғысының қосылымы және басқару
Дисплей тізбегінің бөлігі микроконтроллердің нұсқаулары мен деректерін жарық диодты дисплей тізбегіне жіберетін 16 істікшелі жалпақ сым порты (1) арқылы басқару тізбегінің бөлігінің 16 істікшелі жалпақ сым портына қосылады.16 істікшелі жалпақ сым (2) бірнеше дисплей экрандарын каскадтау үшін қолданылады.Оның қосылымы негізінен 16 істікшелі жалпақ сым портымен (1) бірдей, бірақ оның R ұшы 2-суретте солдан оңға қарай сегізінші 74H595 DS ұшына қосылғанын ескеру қажет, Каскадты кезде ол болады келесі дисплей экранының 16 істікшелі жалпақ кабель (1) портымен (1-суретте көрсетілгендей) тізбектей жалғанған.CLK – сағаттық сигнал терминалы, STR – жол ысырма терминалы, R – деректер терминалы, G (GND) және LOE – жол жарығын қосу терминалдары, және A, B, C, D – жолды таңдау терминалдары.Әрбір порттың спецификалық функциялары төмендегідей: A, B, C, D — жолдарды таңдау терминалдары, олар деректерді жоғарғы компьютерден дисплей тақтасындағы белгіленген жолға арнайы жіберуді басқару үшін пайдаланылады, ал R — деректер микроконтроллер арқылы берілетін деректерді қабылдайтын терминал.Жарық диодты дисплей блогының жұмыс реті келесідей: CLK тактілік сигнал терминалы R терминалында деректерді қабылдағаннан кейін басқару тізбегі импульстік жиекті қолмен береді, ал STR деректер қатарында (16 × 4) Барлық 64 деректер жіберілгеннен кейін деректерді бекіту үшін импульстің көтерілу шеті беріледі;Сызықты жарықтандыру үшін LOE микроконтроллер арқылы 1-ге орнатылады.Дисплей тізбегінің принциптік схемасы 3-суретте көрсетілген.
Модульдік дизайн
Метро көліктерінде нақты жағдайға сәйкес ішкі жарықдиодты дисплейге қойылатын әртүрлі талаптар бар, сондықтан біз схеманы жобалау кезінде мұны толығымен қарастырдық, яғни негізгі функциялар мен құрылымдардың өзгеріссіз қалуын қамтамасыз ету жағдайында нақты модульдерді ауыстыруға болады.Бұл құрылым жарық диодты басқару тізбегінің жақсы кеңеюіне және пайдаланудың қарапайымдылығына мүмкіндік береді.
Температура және ылғалдылық модулі
Оңтүстіктегі ыстық және жаңбырлы аймақтарда көлікте тұрақты температуралық кондиционер болғанымен, ылғалдылық та жолаушылар назар аударатын маңызды көрсеткіш болып табылады.Біз әзірлеген температура және ылғалдылық модулі температура мен ылғалдылықты өлшеу функциясына ие.Температуралық модуль мен температура мен ылғалдылық модулі бірдей розетка интерфейсіне ие, олардың екеуі де жалғыз шиналық құрылымдар болып табылады және P1.4 порты арқылы басқарылады, сондықтан оларды ауыстыру ыңғайлы.HIH3610 — Honeywell компаниясы шығарған шығыс кернеуі бар үш терминалды біріктірілген ылғалдылық сенсоры.DS2438 - бір шиналық байланыс интерфейсі бар 10 биттік A/D түрлендіргіш.Чипте жоғары ажыратымдылықтағы сандық температура сенсоры бар, оны ылғалдылық сенсорларының температуралық компенсациясына қолдануға болады.
485 шинасын кеңейту модулі
Жетілген және арзан автобус ретінде 485 автобусы өндірістік салада және көлік қозғалысы саласында таптырмас орынға ие.Сондықтан біз сыртқы байланыс үшін бастапқы CAN модулін алмастыра алатын 485 шинасын кеңейту модулін әзірледік.Модуль 485 қабылдағыш ретінде MAXIM фотоэлектрлік оқшаулау MXL1535E пайдаланады.Басқару үйлесімділігін қамтамасыз ету үшін MXL1535E және SJA1000 екеуі де P3.0 арқылы таңдалған чип.Сонымен қатар, RS2485 жағы мен контроллер немесе трансформатор арқылы басқару логикалық жағы арасында 2500VRMS электрлік оқшаулау қамтамасыз етіледі.Желі кернеуінің кедергісін азайту үшін модульдің шығыс бөлігіне TVS диод тізбегі қосылады.Сондай-ақ, секіргіштерді шина терминалының кедергісін жүктеуді шешу үшін пайдалануға болады.
Бағдарламалық қамтамасыз ету дизайны
Жүйелік бағдарламалық қамтамасыз ету компьютерді басқарудың жоғарғы бағдарламалық құралы мен блок контроллерін басқару бағдарламалық құралынан тұрады.Компьютерді басқарудың жоғарғы бағдарламалық құралы Windows22000 операциялық платформасында C++BUILD6.0 көмегімен әзірленген, оның ішінде дисплей режимін таңдау (соның ішінде статикалық, жыпылықтау, айналдыру, теру, т.б.), айналдыру бағытын таңдау (соның ішінде жоғары және төмен жылжу, солға және оңға айналдыру), динамикалық дисплей жылдамдығын реттеу (яғни мәтіннің жыпылықтау жиілігі, айналдыру жылдамдығы, теру дисплей жылдамдығы және т.б.), дисплей мазмұнын енгізу, дисплейді алдын ала қарау және т.б.
Жүйе жұмыс істеп тұрған кезде жүйе алдын ала орнатылған параметрлерге сәйкес станция хабарландыруы және жарнама сияқты таңбаларды көрсетіп қана қоймай, сонымен қатар қажетті дисплей таңбаларын қолмен енгізе алады.Құрылғы контроллерінің басқару бағдарламалық құралы KEILC 8051 бағдарламасымен бағдарламаланған және 77E58 бір чипті компьютердің EEPROM-да бекітілген.Ол негізінен жоғарғы және төменгі компьютерлер арасындағы байланысты, температура мен ылғалдылық деректерін алуды, енгізу-шығару интерфейсін басқаруды және басқа функцияларды аяқтайды.Нақты жұмыс кезінде температураны өлшеу дәлдігі ± 0,5 ℃ жетеді және ылғалдылықты өлшеу дәлдігі ± 2% RH жетеді.
Қорытынды
Бұл мақалада метроның ішкі жарықдиодты дисплей экранының дизайн идеясын аппараттық схемалық диаграмма дизайны, логикалық құрылым, композицияның блок-схемасы және т.б. аспектілерінен таныстырады. Далалық автобус интерфейсінің модулі мен температура ылғалдылығы модулінің интерфейсін жобалау арқылы ішкі LED дисплей экраны әртүрлі орталардың талаптарына бейімделеді және жақсы масштабталады және әмбебаптылыққа ие.Көптеген сынақтардан кейін ішкі жарықдиодты дисплей ішкі метроның жаңа жолаушылар ақпараттық жүйесінде қолданылды және нәтиже жақсы.Тәжірибе дисплей экраны қытай таңбалары мен графикасының және әртүрлі динамикалық дисплейлердің статикалық дисплейін жақсы аяқтай алатынын және метро көліктерінің дисплей талаптарына толығымен сәйкес келетін жоғары жарықтылық, жыпылықтаусыз, қарапайым логикалық басқару және т.б. сипаттамаларына ие екенін дәлелдейді. үшінLED экрандар.
Жіберу уақыты: 16 желтоқсан 2022 ж