Grundsätzliches Konstruktionsprinzip eines LED-Display-Bildschirms in der U-Bahn
Das Grundkonstruktionsprinzip der U-Bahn-LED-Anzeigebildschirm; Als öffentlich orientiertes Informations-Display-Terminal in der U-Bahn hat die Indoor-LED-Anzeige einen sehr breiten Anwendungsbereich für zivile und kommerzielle Zwecke.
Derzeit sind die in China betriebenen U-Bahnfahrzeuge im Allgemeinen mit LED-Anzeigen in Innenräumen ausgestattet, aber es gibt nur wenige zusätzliche Funktionen und einen einzigen Bildschirm.Zur Zusammenarbeit bei der Nutzung des neuen Fahrgastinformationssystems der U-Bahn, haben wir einen neuen Multi-Bus-Metro-LED-Dynamic-Display entworfen.
Der Display-Bildschirm verfügt nicht nur über mehrere Bus-Schnittstellen in der externen Kommunikation, sondern verwendet auch Single-Bus- und I2C-Bus-Geräte in der internen Steuerungsschaltung.
Es gibt zwei ArtenLED-Bildschirmein der U-Bahn: auf der Außenseite des Wagons befindet sich eine Anzeige des Zugfahrabschnitts, der Fahrtrichtung und des aktuellen Bahnhofsnamens, die mit Chinesisch und Englisch kompatibel ist;Andere Dienstinformationen können auch je nach Betriebsbedarf angezeigt werdenDie Anzeige von Text kann statisch, scrollend, übersetzend, Wasserfall, Animation und andere Effekte sein, und die Anzahl der angezeigten Zeichen beträgt 16 × 12 16 Punktmatrixzeichen.Die andere ist die Terminal-Indoor-LED-DisplayDas Terminal-LED-Innenbildschirm kann das Terminal entsprechend den Anforderungen des Zugbetriebs vordefinieren und das aktuelle Terminal in Echtzeit anzeigen.sowie die aktuelle Temperatur im Zug, mit 16 Zeichen × acht 16 Punktmatrixzeichen.
Zusammensetzung des Systems
Der Bildschirm des LED-Display-Systems besteht aus einer Mikrocomputersteuerungseinheit mit einem einzigen Chip und einer Display-Einheit, die 16 × 16 chinesische Zeichen anzeigen kann.Wenn eine bestimmte Größe eines LED-Grafikbildschirms hergestellt wird, kann es durch Verwendung mehrerer intelligenter Anzeigeeinheiten und der Methode der "Bausteine" realisiert werden.Zusätzlich zur Steuerung der Anzeigeeinheit und zur Übertragung der Anweisungen und Signale des oberen Computers, ist die Steuereinheit auch mit einem einzelnen Bus digitalen Temperatursensor 18B20 eingebaut.18b20 kann auf die Modulschaltung aufgerüstet werden, die aus DS2438 von Dallas und HIH23610 von HoneywELL bestehtUm den Kommunikationsbedarf des gesamten Fahrzeugs zu decken, wird der CAN-Bus für die Kommunikation zwischen dem oberen Computer und jeder Steuerungseinheit im Fahrzeug verwendet.
Hardwaredesign
Die Anzeigeeinheit besteht aus einer LED-Anzeigeplatte und einer Anzeigeschaltung.Eine einzige Anzeige kann 4 16 × 16 Punktematrix chinesische Zeichen oder Symbole anzeigen. Die serielle Kommunikation wird zwischen den Anzeigeeinheiten des Systems verwendet, so daß die Arbeit des gesamten Systems koordiniert und vereinheitlicht wird.Zwei 74H245 Busfahrer, ein 74HC04D sechs Wechselrichter, zwei 74H138 acht Decoder und acht 74HC595 Schaltschlösser.und die Kristallfrequenz ist 24MHz AT29C020A ist ein 256K ROM für die Speicherung 16 × 16 Punktmatrix chinesische Zeichenbibliothek und 16 × 8 Punktmatrix ASCII-Code-Tabelle. AT24C020 ist ein EP2ROM, der auf dem I2C-Serielbus basiert und voreingestellte Anweisungen wie U-Bahn-Stationennamen, Grüße usw. speichert.Die Temperatur im Fahrzeug wird mit dem digitalen Temperatursensor 18b20 gemessen.. SJA1000 und TJA1040 sind CAN Bus Controller bzw. Transceiver.
Konstruktion der Steuerungseinheit
Das gesamte System verwendet den dynamischen Mikrocontroller 77E58 von Winbond als Kern.weil der Uhrzyklus nur 4 Zyklen beträgt, ist seine Laufgeschwindigkeit im Allgemeinen 2~3 mal höher als die des traditionellen 8051 bei derselben Uhrfrequenz.die Frequenzanforderungen für den Mikrocontroller bei der dynamischen Anzeige von großen chinesischen Zeichen sind gut gelöstDie 77E58 steuert den Flash-Speicher AT29C020 über den Schloss 74LS373, mit einer Größe von 256K. Da die Speicherkapazität größer als 64K ist, ist die Speicherkapazität der 77E58 mit einer größeren Speicherkapazität als 64K.Das Design verwendet die Paging-Adressiermethode., d.h. P1.1 und P1.2 werden verwendet, um Seiten für den Flashspeicher auszuwählen, der in vier Seiten unterteilt ist. Die Adressgröße jeder Seite beträgt 64K. Zusätzlich zur Auswahl der AT29C020-Chips wird P1.5 gewährleistet, daß P1.1 und P1.2 verursachen keine Fehlfunktion des AT29C020, wenn sie auf der 16-Pin-Flachkabeloberfläche wiederverwendet werden.Um die Störungssicherheit zu verbessern, wird ein 6N137-Hochgeschwindigkeitsoptocoupler zwischen dem CAN-Controller SJA1000 und dem CAN-Transceiver TJA1040 hinzugefügt.0.18B20 ist ein einziges Busgerät, das nur einen einzigen E/A-Anschluss für die Schnittstelle zwischen Gerät und Mikrocontroller benötigt.Es kann die Temperatur direkt in ein digitales Signal umwandeln und es seriell in einem 9-Bit-Digitalcode-Modus ausgebenP1.4 wird in der Steuerung ausgewählt, um die Chipwahl und Datenübertragung von 18B20 abzuschließen.Das Uhrkabel SCL und das bidirektionale Datenkabel SDA von AT24C020 sind an P1 angeschlossen..6 und P1.7.16-Pin-Flachdraht-Schnittstellen des Mikrocontrollers, die Schnittstellenteile des Steuerkreislaufs und des Anzeigekreises sind.
Anschluss und Bedieneinheit der Anzeige
Der Anzeigekreislaufteil ist über den 16-Pin-Flachdrahtanschluss (1) mit dem 16-Pin-Flachdrahtanschluss des Steuerkreislaufteils verbunden.mit einer Leistung von mehr als 10 W und einer Leistung von mehr als 100 W,Der 16-Pin-Flachdraht (2) wird für die Kaskadierung mehrerer Display-Bildschirme verwendet.Es ist jedoch zu beachten, dass sein R-Ende in Abbildung 2 von links nach rechts mit dem DS-Ende des achten 74H595 verbunden ist., bei Kaskaden wird es in Serie mit dem 16-Stift-Flachkabel (1) Port des nächsten Bildschirms (wie in Abbildung 1 gezeigt) verbunden. CLK ist das Uhrsignal Terminal, STR ist die Reihe Schloss Terminal,R ist das Datenterminal, G (GND) und LOE sind die Zeilenlicht-Aktivierungsterminals und A, B, C, D sind die Zeilen-Auswahl-Terminals.D sind Zeilenwahlterminals, die zur Steuerung des spezifischen Datensendens vom oberen Computer an die vorgesehene Zeile des Display-Panels verwendet werden, und R ist das Datenterminal,der die vom Mikrocontroller übertragenen Daten annimmt. Die Arbeitsabfolge der LED-Anzeige ist wie folgt: Nachdem der CLK-Uhrsignalterminal ein Signal am R-Terminal empfangen hat, gibt der Steuerkreislauf manuell einen Puls aufsteigender Kante an.und die STR befindet sich in einer Zeile mit Daten (16 × 4), wird ein aufsteigender Pulsrand gegeben, um die Daten zu verriegeln; der LOE wird vom Mikrocontroller auf 1 gesetzt, um die Linie zu beleuchten.
Modularisierte Konstruktion
Metro-Fahrzeuge haben unterschiedliche Anforderungen an die LED-Anzeige in Innenräumen, je nach der tatsächlichen Situation, also haben wir dies bei der Planung des Stromkreises voll berücksichtigt, dhunter der Bedingung, dass die wichtigsten Funktionen und Strukturen unverändert bleibenDiese Struktur sorgt dafür, daß die LED-Steuerung eine gute Ausweitung und Benutzerfreundlichkeit aufweist.
Modul für Temperatur und Luftfeuchtigkeit
In den heißen und regnerischen Gebieten im Süden ist die Luftfeuchtigkeit auch ein wichtiger Indikator, der den Fahrgästen wichtig ist.Das von uns entworfene Temperatur- und Luftfeuchtigkeitsmodul hat die Funktion, Temperatur und Luftfeuchtigkeit zu messenDas Temperaturmodul und das Temperatur- und Luftfeuchtigkeitmodul verfügen über die gleiche Steckdosenoberfläche, wobei beide einzelne Busstrukturen sind und durch den Port P1.4 gesteuert werden.Also ist es bequem, sie auszutauschen. HIH3610 ist ein dreiterminaler integrierter Feuchtigkeitssensor mit Spannungsausgang, der von der Honeywell Company hergestellt wird. DS2438 ist ein 10-Bit-A/D-Wandler mit einer einzigen Buskommunikationsoberfläche.Der Chip enthält einen hochauflösenden digitalen Temperatursensor, die für die Temperaturkompensation von Feuchtigkeitsmessgeräten verwendet werden kann.
485 Bus-Erweiterungsmodul
Als ausgereifter und günstiger Bus hat der 485-Bus eine unersetzliche Position im Industrie- und Verkehrsbereich.mit einer Leistung von mehr als 10 W und einer Leistung von mehr als 10 W. Das Modul verwendet MAXIMs photoelektrische Isolation MXL1535E als 485-Transceiver. Um die Steuerungskompatibilität zu gewährleisten, werden sowohl MXL1535E als auch SJA1000-Chips über P3 ausgewählt.0Darüber hinaus wird eine 2500VRMS elektrische Isolation zwischen RS2485-Seite und Steuerungseite oder Steuerungslogikseite durch Transformator bereitgestellt.TVS-Diodenkreis wird dem Ausgangsteil des Moduls hinzugefügt, um die Störungen durch Überspannung zu reduzieren. Jumper können auch verwendet werden, um zu entscheiden, ob der Bus-Terminalwiderstand geladen wird.
Softwareentwicklung
Die Systemsoftware besteht aus einer oberen Computerverwaltungssoftware und einer Steuerungssoftware.Die oberste Computerverwaltungssoftware wurde auf der Betriebsplattform Windows22000 mit C++BUILD6 entwickelt.0, einschließlich Auswahl des Anzeigemodus (einschließlich statischer, blinkender, scrollender, schreibender usw.), Auswahl der Scrollrichtung (einschließlich Auf- und Abschreibung sowie Links- und Rechtsschreibung),Dynamische Anzeigeschwindigkeitsregelung (i).z.B. Textblinkfrequenz, Scrollgeschwindigkeit, Schreibgeschwindigkeit usw.), Eingabe von Anzeigeinhalten, Vorschau usw.
Wenn das System läuft, kann das System nicht nur die Zeichen wie Station Ankündigung und Werbung nach den voreingestellten Einstellungen,aber auch manuell Eingabe der erforderlichen Anzeige ZeichenDie Steuerungssoftware der Steuerungseinheit wird durch KEILC von 8051 programmiert und in der EEPROM des Single-Chip-Computers 77E58 verfestigt.Es vervollständigt hauptsächlich die Kommunikation zwischen den oberen und unteren Computern, Datenerfassung von Temperatur und Luftfeuchtigkeit, I/O-Schnittstellensteuerung und andere Funktionen.5 °C und die Messgenauigkeit der Luftfeuchtigkeit erreicht ± 2% RH
Schlussfolgerung
Dieses Papier stellt die Designidee des LED-Innenbildschirms der U-Bahn aus den Aspekten des Hardware-Schema-Diagrammdesigns, der Logikstruktur, des Kompositionsblockdiagramms usw. vor.Durch die Konstruktion des Feldbus-Schnittstellenmoduls und des Temperaturfeuchtigkeitsmoduls, kann sich der Indoor-LED-Display-Bildschirm an die Anforderungen verschiedener Umgebungen anpassen und hat eine gute Skalierbarkeit und Vielseitigkeit.Der Indoor-LED-Display-Bildschirm wurde im neuen Fahrgastinformationssystem der heimischen U-Bahn eingesetzt, und der Effekt ist gut. Die Praxis beweist, dass der Bildschirm die statische Darstellung von chinesischen Zeichen und Grafiken sowie verschiedene dynamische Anzeigen gut abschließen kann,mit einer Breite von mehr als 20 mm,, kein Blinker, einfache Logiksteuerung usw., die die Anforderungen an die Anzeige von U-Bahnfahrzeugen fürLED-Bildschirme.