詳解地鐵列車 LED 顯示屏的設計 【大比特導讀】目前在國內(nèi)運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 設計了一種全新的多總線式 LED 顯示動態(tài)屏。 1引言 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 值。 目前在國內(nèi)運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，我們設計了一種全新的多總線式 LED 顯示動 態(tài)屏。 該顯示屏在外部通訊時不但具有多種總線接口，在內(nèi)部控制電路設計中還采用了單總線 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)，用于顯示列車運行區(qū)間、運行方向和 當前到站站名，中英文兼容顯示;也可根據(jù)運行需要顯示其他服務信息;文字顯示可選靜止、 滾動、平移、瀑布、動畫等多種效果，最大顯示字符數(shù)為 16 ×16 點陣字符 12 個。另一種 為終點 LED 顯示屏，放置于車內(nèi)，終點站 LED 顯示屏可按列車運營要求預置終點站，并實 時顯示當前的終點站，同時還能顯示目前車內(nèi)溫度，最大顯示字符數(shù)為 16 ×16 點陣字符 8 個。

2 系統(tǒng)構(gòu)成 LED 顯示系統(tǒng)屏由單片機控制單元和顯示單元兩部分組成，單個顯示單元可顯示 16 × 16 的漢字 4 個，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”的方法即可實現(xiàn)，系統(tǒng)中各顯示單元之間采用串行通信聯(lián)系。控制單元除了 負責控制顯示單元和傳輸上位機的指令和信號外，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計，若對濕度測量也有要求的情況下，18b20 可升級為 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 硬件設計 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 塊點陣模塊組成 的 16 ×64 點陣通用智能顯示單元地鐵led顯示屏，單個顯示單元全屏可以顯示 4 個 16 ×16 點陣漢字或 符號，系統(tǒng)中各顯示單元之間采用串行通信聯(lián)系，從而使得整個系統(tǒng)的工作協(xié)調(diào)統(tǒng)一。顯示 電路由兩個 16 針排線口、兩個 74H245 三態(tài)總線驅(qū)動器、一個 74HC04D 六反相器、兩個 74H138 八譯碼器以及 8 個 74HC595 移位鎖存器組成。

控制電路核心為 WINBOND 的高速單 片機 77E58 ， 晶振頻率為 24 MHz.A T29C020A 為 256 K 的 ROM ，用于存貯 16 ×16 點陣 的漢字庫和 16 ×8 點陣的 ASCII 碼表。A T24C020 是基于 I2 C 串行總線的 EP2ROM地鐵led顯示屏，其 存儲預設定的語句，例如地鐵站點名稱、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 控制電路單元設計 整個系統(tǒng)以 winbond 的動態(tài)單片機 77E58 為核心，77E58 采用了重新設計的微處理器 內(nèi)核，其指令兼容 51 系列，但由于時鐘周期僅為 4 個周期，在相同的時鐘頻率下，其運行 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態(tài)顯示時對單片機的頻 率要求，另外還自帶看門狗。77E58 通過鎖存器 74L S373 控制閃速存儲器 A T29C020 ，大 小為 256 K.由于存儲器容量大于 64 K，因此在設計中采用了分頁尋址的方法，即用 P1. 1 和 P1. 2 對閃存器進行頁選，共分 4 頁，每頁的尋址大小為 64 K，P1. 5 除了用于對 A T29C020 片選外，還保證了 P1. 1 和 P1. 2 在 16 針的排線接口上復用時不對 A T29C020 造成誤操 作。