Խոսելով մետրոյի գնացքում LED էկրանի նախագծման հիմնական սկզբունքի մասին

Մետրոյի գնացքում LED էկրանի նախագծման հիմնական սկզբունքը

Մետրոյի LED էկրանի նախագծման հիմնական սկզբունքը.Որպես հանրային կողմնորոշված ​​տեղեկատվության ցուցադրման տերմինալ մետրոյում, փակ լուսադիոդային էկրանն ունի քաղաքացիական և առևտրային արժեքների շատ լայն շրջանակ:

Ներկայումս Չինաստանում գործող մետրոյի մեքենաները հիմնականում հագեցված են ներքին LED էկրանով, սակայն կան մի քանի լրացուցիչ գործառույթներ և մեկ էկրանի ցուցադրման բովանդակություն:Մետրոյի ուղևորների տեղեկատվական նոր համակարգի օգտագործման հետ համագործակցելու համար մենք նախագծել ենք նոր բազմավտոբուսային մետրոյի LED դինամիկ էկրան:

Ցուցադրման էկրանը ոչ միայն ունի բազմաթիվ ավտոբուսային ինտերֆեյսներ արտաքին հաղորդակցության մեջ, այլ նաև ընդունում է մեկ ավտոբուս և I2C ավտոբուսային սարքեր ներքին կառավարման սխեմայի ձևավորման մեջ:

Կան երկու տեսակիLED էկրաններմետրոյում. մեկը տեղադրված է վագոնի արտաքին մասում՝ ցուցադրելու գնացքի վազքի հատվածը, վազքի ուղղությունը և ներկայիս կայանի անվանումը, որը համատեղելի է չինարենին և անգլերենին.Ծառայության այլ տեղեկությունները կարող են ցուցադրվել նաև ըստ շահագործման կարիքների.Տեքստի ցուցադրումը կարող է լինել ստատիկ, ոլորող, թարգմանչական, ջրվեժ, անիմացիա և այլ էֆեկտներ, իսկ ցուցադրվող նիշերի քանակը 16 × 12 16 կետային մատրիցային նիշ է:Մյուսը տերմինալային ներքին LED էկրանն է, որը տեղադրված է գնացքում։Տերմինալի ներքին լուսադիոդային էկրանը կարող է նախադրել տերմինալը՝ համաձայն գնացքի շահագործման պահանջների, և ցուցադրել ընթացիկ տերմինալը իրական ժամանակում, ինչպես նաև գնացքի ընթացիկ ջերմաստիճանը՝ 16 նիշ × ութ 16 կետանոց մատրիցային նիշերով:

Համակարգի կազմը

LED ցուցադրման համակարգի էկրանը կազմված է մեկ չիպով միկրոհամակարգչի կառավարման միավորից և ցուցադրման միավորից:Մեկ ցուցադրման միավորը կարող է ցուցադրել 16 × 16 չինական նիշ:Եթե ​​արտադրվում է LED գրաֆիկական ցուցադրման համակարգի որոշակի չափս, այն կարելի է իրականացնել մի քանի խելացի ցուցադրման միավորների և «շինարարական բլոկների» մեթոդի միջոցով:Համակարգում ցուցադրվող միավորների միջև օգտագործվում է սերիական հաղորդակցություն:Ի լրումն ցուցադրման միավորը կառավարելու և վերին համակարգչի հրահանգներն ու ազդանշանները փոխանցելուն, կառավարման միավորը ներկառուցված է նաև մեկ ավտոբուսի թվային ջերմաստիճանի ցուցիչով 18B20:Հսկիչ սխեմայի մոդուլի նախագծման շնորհիվ, եթե խոնավության չափման պահանջներ կան, 18b20-ը կարող է արդիականացվել մոդուլի միացմանը, որը բաղկացած է DS2438-ից Dallas-ից և HIH23610-ից՝ HoneywELL-ից:Ամբողջ մեքենայի հաղորդակցման կարիքները բավարարելու համար CAN ավտոբուսն օգտագործվում է վերին համակարգչի և մեքենայի յուրաքանչյուր կառավարման միավորի միջև հաղորդակցության համար:

ապարատային դիզայն

Ցուցադրման միավորը կազմված է LED ցուցադրման վահանակից և ցուցադրման միացումից:LED ցուցադրման միավորի տախտակը կազմված է 4 կետային մատրիցային մոդուլներից × 64 կետ մատրիցով ունիվերսալ խելացի ցուցադրման միավորից, մեկ ցուցադրման միավորը կարող է ցուցադրել 4 16 × 16 կետային մատրիցով չինական նիշ կամ սիմվոլ:Համակարգում ցուցադրվող միավորների միջև օգտագործվում է սերիական հաղորդակցություն, որպեսզի ամբողջ համակարգի աշխատանքը համակարգված և միասնական լինի:Ցուցադրման սխեման բաղկացած է երկու 16 փին հարթ մալուխային միացքներից, երկու 74H245 տրիստատ ավտոբուսի վարորդներից, մեկ 74HC04D վեց ինվերտորից, երկու 74H138 ութ ապակոդավորիչից և ութ 74HC595 հերթափոխի սողնակներից:Կառավարման շղթայի միջուկը WINBOND-ի 77E58 գերարագ միկրոկոնտրոլերն է, իսկ բյուրեղային հաճախականությունը՝ 24 ՄՀց AT29C020A-ն 256K ROM է՝ 16 × 16 կետանոց մատրիցով չինական նիշերի գրադարանը և 16 × 8 կետանոց կոդերի աղյուսակի մատրիցը պահելու համար:AT24C020-ը EP2ROM է, որը հիմնված է I2C սերիական ավտոբուսի վրա, որը պահպանում է նախադրված հայտարարությունները, ինչպիսիք են մետրոյի կայարանների անունները, ողջույնները և այլն: Մեքենայում ջերմաստիճանը չափվում է մեկ ավտոբուսի թվային ջերմաստիճանի ցուցիչով 18b20:SJA1000-ը և TJA1040-ը համապատասխանաբար CAN ավտոբուսի վերահսկիչ և հաղորդիչ են:

Կառավարման շղթայի միավորի ձևավորում

Ամբողջ համակարգը վերցնում է Winbond-ի 77E58 դինամիկ միկրոկառավարիչը որպես միջուկ:77E58-ն ընդունում է վերափոխված միկրոպրոցեսորային միջուկ, և դրա հրահանգները համատեղելի են 51 սերիայի հետ:Այնուամենայնիվ, քանի որ ժամացույցի ցիկլը ընդամենը 4 ցիկլ է, դրա արագությունը սովորաբար 2-3 անգամ ավելի բարձր է, քան ավանդական 8051-ը նույն ժամացույցի հաճախականությամբ:Հետևաբար, միկրոկոնտրոլերի հաճախականության պահանջները մեծ հզորությամբ չինական նիշերի դինամիկ ցուցադրման մեջ լավ լուծված են, և ապահովված է նաև պահակ:77E58-ը կառավարում է AT29C020 ֆլեշ հիշողությունը 74LS373 սողնակով, 256K չափով:Քանի որ հիշողության հզորությունը 64K-ից ավելի է, դիզայնը ընդունում է paging հասցեավորման մեթոդը, այսինքն՝ P1.1 և P1.2 օգտագործվում են էջեր ընտրելու ֆլեշ հիշողության համար, որը բաժանված է չորս էջի:Յուրաքանչյուր էջի հասցեավորման չափը 64K է:Ի լրումն AT29C020 չիպերի ընտրության, P1.5-ը երաշխավորում է, որ P1.1-ը և P1.2-ը չեն առաջացնի AT29C020-ի սխալ գործարկումը, երբ դրանք նորից օգտագործվեն 16 փին հարթ մալուխի միջերեսում:CAN կարգավորիչը հաղորդակցության հիմնական մասն է:Հակամիջամտության կարողությունը բարելավելու համար CAN կարգավորիչ SJA1000-ի և CAN հաղորդիչ TJA1040-ի միջև ավելացվել է 6N137 գերարագ օպտոկապլեր:Միկրոկառավարիչը ընտրում է CAN վերահսկիչ SJA1000 չիպը P3.0-ի միջոցով:18B20-ը մեկ ավտոբուսային սարք է:Սարքի և միկրոկառավարիչի միջև ինտերֆեյսի համար անհրաժեշտ է միայն մեկ I/O պորտ:Այն կարող է ուղղակիորեն փոխակերպել ջերմաստիճանը թվային ազդանշանի և սերիական թողարկել այն 9-բիթանոց թվային կոդի ռեժիմով:P1.4-ն ընտրվում է կառավարման միացումում՝ 18B20-ի չիպերի ընտրության և տվյալների փոխանցման գործառույթները ավարտելու համար:SCL ժամացույցի մալուխը և AT24C020-ի երկկողմանի տվյալների մալուխը համապատասխանաբար միացված են միկրոկառավարիչի P1.6 և P1.7.16 փին հարթ մետաղալարերի միջերեսներին, որոնք կառավարման շղթայի և ցուցադրման սխեմայի միջերեսային մասերն են:

Ցուցադրել միավորի միացում և կառավարում

Ցուցադրման սխեմայի հատվածը միացված է հսկիչ սխեմայի մասի 16 փին հարթ մետաղալարով միացքի հետ 16 փին հարթ մետաղալարով միացքի միջոցով (1), որը միկրոկոնտրոլերի ցուցումները և տվյալները փոխանցում է LED էկրանի միացմանը:16 փին հարթ մետաղալարը (2) օգտագործվում է բազմակի էկրանների կասկադավորման համար:Դրա միացումը հիմնականում նույնն է, ինչ 16 փին հարթ մետաղալարով միացքը (1), բայց պետք է նշել, որ դրա R ծայրը միացված է ութերորդ 74H595 DS ծայրին, ձախից աջ Նկար 2-ում. Կասկադավորման ժամանակ դա կլինի. հաջորդաբար միացված է հաջորդ էկրանի 16 փին հարթ մալուխի (1) միացքով (ինչպես ցույց է տրված Նկար 1-ում):CLK-ը ժամացույցի ազդանշանի տերմինալն է, STR-ը տողի փակման տերմինալն է, R-ը տվյալների տերմինալն է, G (GND) և LOE-ը տողերի լույսի միացման տերմինալներն են, իսկ A, B, C, D-ը տողերի ընտրության տերմինալներն են:Յուրաքանչյուր պորտի հատուկ գործառույթները հետևյալն են. A, B, C, D-ը տողերի ընտրության տերմինալներ են, որոնք օգտագործվում են վերահսկելու վերին համակարգչից տվյալների հատուկ ուղարկումը ցուցադրման վահանակի նշանակված տող, իսկ R-ն տվյալն է: տերմինալ, որն ընդունում է միկրոկոնտրոլերի կողմից փոխանցված տվյալները:LED ցուցադրման միավորի աշխատանքային հաջորդականությունը հետևյալն է. այն բանից հետո, երբ CLK ժամացույցի ազդանշանային տերմինալը տվյալներ է ստանում R տերմինալում, կառավարման միացումը ձեռքով տալիս է զարկերակի բարձրացող եզր, և STR-ը գտնվում է տվյալների շարքում (16 × 4) Բոլոր 64 տվյալների փոխանցումից հետո զարկերակի բարձրացող եզրը տրվում է տվյալների փակման համար.LOE-ը միկրոկոնտրոլերի կողմից դրված է 1-ի՝ գիծը լուսավորելու համար:Ցուցադրման շղթայի սխեմատիկ դիագրամը ներկայացված է Նկար 3-ում:

Մոդուլային դիզայն

Մետրոյի մեքենաները ունեն տարբեր պահանջներ ներքին լուսադիոդային ցուցադրման համար՝ ըստ փաստացի իրավիճակի, ուստի մենք դա ամբողջությամբ հաշվի ենք առել սխեման նախագծելիս, այսինքն՝ հիմնական գործառույթներն ու կառուցվածքները անփոփոխ մնալու պայմանով, հատուկ մոդուլները կարող են փոխանակվել:Այս կառուցվածքը թույլ է տալիս LED կառավարման միացումն ունենալ լավ ընդարձակելիություն և օգտագործման հեշտություն:

Ջերմաստիճանի և խոնավության մոդուլ

Հարավի շոգ և անձրևոտ վայրերում, թեև մեքենայում կա մշտական ​​ջերմաստիճան օդորակիչ, սակայն օդի խոնավությունը նույնպես կարևոր ցուցանիշ է, որի մասին հոգ են տանում ուղևորները։Մեր կողմից նախագծված ջերմաստիճանի և խոնավության մոդուլն ունի ջերմաստիճանի և խոնավության չափման գործառույթ:Ջերմաստիճանի մոդուլը և ջերմաստիճանի և խոնավության մոդուլն ունեն նույն վարդակային միջերեսը, որոնք երկուսն էլ մեկ ավտոբուսի կառուցվածքներ են և կառավարվում են P1.4 պորտով, ուստի հարմար է դրանք փոխանակել:HIH3610-ը երեք տերմինալային ինտեգրված խոնավության սենսոր է՝ լարման ելքով, արտադրված Honeywell ընկերության կողմից:DS2438-ը 10 բիթանոց A/D փոխարկիչ է՝ մեկ ավտոբուսի հաղորդակցման ինտերֆեյսով:Չիպը պարունակում է բարձր լուծաչափի թվային ջերմաստիճանի սենսոր, որը կարող է օգտագործվել խոնավության սենսորների ջերմաստիճանի փոխհատուցման համար:

485 ավտոբուսի ընդլայնման մոդուլ

Որպես հասուն և էժան ավտոբուս՝ 485 ավտոբուսն անփոխարինելի դիրք ունի արդյունաբերական և երթևեկության ոլորտում։Հետևաբար, մենք նախագծել ենք 485 ավտոբուսի ընդլայնման մոդուլ, որը կարող է փոխարինել բնօրինակ CAN մոդուլին արտաքին հաղորդակցության համար:Մոդուլն օգտագործում է MAXIM-ի ֆոտոէլեկտրական մեկուսացումը MXL1535E որպես 485 հաղորդիչ:Կառավարման համատեղելիությունն ապահովելու համար և՛ MXL1535E, և՛ SJA1000 չիպն ընտրված է P3.0-ի միջոցով:Բացի այդ, 2500VRMS էլեկտրական մեկուսացումն ապահովված է RS2485 կողմի և վերահսկիչի կամ տրանսֆորմատորի միջոցով կառավարման տրամաբանական կողմի միջև:TVS-ի դիոդային միացումն ավելացվում է մոդուլի ելքային մասին՝ գծի ալիքի միջամտությունը նվազեցնելու համար:Թռիչքները կարող են օգտագործվել նաև ավտոբուսի տերմինալի դիմադրությունը բեռնելու համար որոշելու համար:

Ծրագրային դիզայն

Համակարգի ծրագրաշարը բաղկացած է վերին համակարգչային կառավարման ծրագրաշարից և միավորի վերահսկիչի կառավարման ծրագրաշարից:Համակարգչի կառավարման վերին ծրագրաշարը մշակված է Windows22000 օպերացիոն հարթակում, օգտագործելով C++BUILD6.0, ներառյալ ցուցադրման ռեժիմի ընտրությունը (ներառյալ ստատիկ, թարթող, ոլորելը, մուտքագրելը և այլն), ոլորման ուղղության ընտրությունը (ներառյալ վեր ու վար ոլորումը և ձախ և աջ ոլորում), էկրանի դինամիկ արագության ճշգրտում (այսինքն՝ տեքստի թարթման հաճախականությունը, ոլորման արագությունը, մուտքագրման ցուցադրման արագությունը և այլն), ցուցադրման բովանդակության մուտքագրում, ցուցադրման նախադիտում և այլն։

Երբ համակարգը աշխատում է, համակարգը կարող է ոչ միայն ցուցադրել նիշերը, ինչպիսիք են կայանի հայտարարությունը և գովազդը՝ ըստ նախադրված պարամետրերի, այլ նաև ձեռքով մուտքագրել անհրաժեշտ ցուցադրման նիշերը:Միավորի կարգավորիչի կառավարման ծրագրակազմը ծրագրավորված է KEILC 8051-ի կողմից և ամրացված է 77E58 մեկ չիպային համակարգչի EEPROM-ում:Այն հիմնականում ավարտում է կապը վերին և ստորին համակարգիչների միջև, ջերմաստիճանի և խոնավության տվյալների հավաքագրում, I/O ինտերֆեյսի կառավարում և այլ գործառույթներ։Իրական շահագործման ընթացքում ջերմաստիճանի չափման ճշգրտությունը հասնում է ± 0,5 ℃, իսկ խոնավության չափման ճշգրտությունը հասնում է ± 2% RH:

Եզրակացություն

Այս հոդվածը ներկայացնում է մետրոյի ներքին LED էկրանի նախագծման գաղափարը ապարատային սխեմատիկ դիագրամի նախագծման, տրամաբանական կառուցվածքի, կոմպոզիցիայի բլոկային դիագրամի և այլնի ասպեկտներից: Դաշտային ավտոբուսի ինտերֆեյսի մոդուլի և ջերմաստիճանի խոնավության մոդուլի ինտերֆեյսի նախագծման միջոցով ներքին LED ցուցադրման էկրանը կարող է հարմարվում է տարբեր միջավայրերի պահանջներին և ունի լավ մասշտաբայնություն և բազմակողմանիություն:Բազմաթիվ փորձարկումներից հետո ներքին լուսադիոդային էկրանն օգտագործվել է ներքին մետրոյի նոր ուղևորների տեղեկատվական համակարգում, և էֆեկտը լավ է:Պրակտիկան ապացուցում է, որ ցուցադրման էկրանը կարող է լավ լրացնել չինական նիշերի և գրաֆիկայի ստատիկ ցուցադրումը և տարբեր դինամիկ էկրաններ և ունի բարձր պայծառության, առանց թարթման, պարզ տրամաբանական կառավարման և այլնի բնութագրեր, որոնք լիովին համապատասխանում են մետրոյի մեքենաների ցուցադրման պահանջներին: համարLED էկրաններ.