LED顯示屏在地鐵中作為一種面向公眾的信息顯示終端，有著非常廣泛的民用和商用價(jià)值。

目前在國(guó)內(nèi)運(yùn)行的地鐵車輛普遍都配備了LED顯示屏，但附加功能較少，屏幕顯示內(nèi)容單一。為了配合新型地鐵旅客信息系統(tǒng)的使用，我們?cè)O(shè)計(jì)了一種全新的多總線式LED顯示動(dòng)態(tài)屏。

該顯示屏在外部通訊時(shí)不但具有多種總線接口，在內(nèi)部控制電路設(shè)計(jì)中還采用了單總線和I2 C 總線器件。

地鐵上的LED 屏分兩種：一種放置于車廂外側(cè)，用于顯示列車運(yùn)行區(qū)間、運(yùn)行方向和當(dāng)前到站站名，中英文兼容顯示；也可根據(jù)運(yùn)行需要顯示其他服務(wù)信息；文字顯示可選靜止、滾動(dòng)、平移、瀑布、動(dòng)畫等多種效果，顯示字符數(shù)為16 ×16 點(diǎn)陣字符12個(gè)。另一種為終點(diǎn)LED 顯示屏，放置于車內(nèi)，終點(diǎn)站LED 顯示屏可按列車運(yùn)營(yíng)要求預(yù)置終點(diǎn)站，并實(shí)時(shí)顯示當(dāng)前的終點(diǎn)站，同時(shí)還能顯示目前車內(nèi)溫度，顯示字符數(shù)為16 ×16 點(diǎn)陣字符8 個(gè)。

2 系統(tǒng)構(gòu)成

LED顯示系統(tǒng)屏由單片機(jī)控制單元和顯示單元兩部分組成，單個(gè)顯示單元可顯示16 ×16 的漢字4 個(gè)，若制作生產(chǎn)一定尺寸的LED圖文顯示屏系統(tǒng)，只要用若干智能顯示單元，采用“搭積木”的方法即可實(shí)現(xiàn)，系統(tǒng)中各顯示單元之間采用串行通信聯(lián)系?？刂茊卧素?fù)責(zé)控制顯示單元和傳輸上位機(jī)的指令和信號(hào)外，還內(nèi)嵌了單總線數(shù)字溫度傳感器18B20。得益于控制電路的模塊設(shè)計(jì)，若對(duì)濕度測(cè)量也有要求的情況下，18b20 可升級(jí)為Dallas 公司的DS2438 和HoneywELl 公司的HIH23610 構(gòu)成的模塊電路。為了滿足整車的通訊需要，上位機(jī)與車內(nèi)的各控制單元之間采用CAN 總線方式通訊。

圖1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

3 硬件設(shè)計(jì)

顯示單元由LED顯示面板和顯示電路兩部分組成，LED顯示面板是由4 塊點(diǎn)陣模塊組成的16 ×64 點(diǎn)陣通用智能顯示單元，單個(gè)顯示單元全屏可以顯示4 個(gè)16 ×16 點(diǎn)陣漢字或符號(hào)，系統(tǒng)中各顯示單元之間采用串行通信聯(lián)系，從而使得整個(gè)系統(tǒng)的工作協(xié)調(diào)統(tǒng)一。顯示電路由兩個(gè)16針排線口、兩個(gè)74H245 三態(tài)總線驅(qū)動(dòng)器、一個(gè)74HC04D 六反相器、兩個(gè)74H138 八譯碼器以及8 個(gè)74HC595 移位鎖存器組成?？刂齐娐泛诵臑閃INBOND 的高速單片機(jī)77E58 ， 晶振頻率為24 MHz.A T29C020A 為256 K 的ROM ，用于存貯16 ×16 點(diǎn)陣的漢字庫(kù)和16 ×8 點(diǎn)陣的ASCII 碼表。A T24C020 是基于I2 C 串行總線的EP2ROM ，其存儲(chǔ)預(yù)設(shè)定的語句，例如地鐵站點(diǎn)名稱、問候語等。車內(nèi)溫度通過單總線式數(shù)字溫度傳感器18b20 測(cè)量。SJA1000 和TJA1040 分別為CAN 總線控制器和收發(fā)器。

3. 1 控制電路單元設(shè)計(jì)

整個(gè)系統(tǒng)以winbond 的動(dòng)態(tài)單片機(jī)77E58為核心，77E58 采用了重新設(shè)計(jì)的微處理器內(nèi)核，其指令兼容51 系列，但由于時(shí)鐘周期僅為4 個(gè)周期，在相同的時(shí)鐘頻率下，其運(yùn)行速度一般比傳統(tǒng)8051 提高2~3 倍，因此很好地解決了大容量漢字動(dòng)態(tài)顯示時(shí)對(duì)單片機(jī)的頻率要求，另外還自帶看門狗。77E58 通過鎖存器74L S373 控制閃速存儲(chǔ)器A T29C020 ，大小為256 K.由于存儲(chǔ)器容量大于64 K，因此在設(shè)計(jì)中采用了分頁(yè)尋址的方法，即用P1. 1 和P1. 2 對(duì)閃存器進(jìn)行頁(yè)選，共分4 頁(yè)，每頁(yè)的尋址大小為64 K， P1. 5 除了用于對(duì)A T29C020 片選外，還保證了P1. 1 和P1. 2 在16 針的排線接口上復(fù)用時(shí)不對(duì)A T29C020 造成誤操作。CAN 控制器為通訊的關(guān)鍵部分，為了提高抗干擾能力，在CAN 控制器SJA1000 和CAN收發(fā)器TJA1040 之間加接6N137 高速光耦，單片機(jī)通過P3. 0 對(duì)CAN 控制器SJA1000 進(jìn)行片選。18B20 為單總線器件，該器件與單片機(jī)接口僅需占用一個(gè)I/ O 端口，可直接將溫度轉(zhuǎn)化成數(shù)字信號(hào)，并以9 位數(shù)字碼方式串行輸出，在控制電路中選用P1. 4 完成對(duì)18B20 的片選和數(shù)據(jù)傳輸功能。A T24C020 的時(shí)鐘線SCL 和雙向數(shù)據(jù)線SDA 分別接單片機(jī)的P1. 6 和P 1. 7 .16 針的排線接口是控制電路和顯示電路的接口部分?？刂齐娐返挠布B接圖如圖2。

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