地铁led显示屏 详解地铁列车LED显示屏的设计

详解地铁列车 LED 显示屏的设计 【大比特导读】目前在国内运行的地铁车辆普遍都配备了 LED 显示屏，但附 加功能较少，屏幕显示内容单一。为了配合新型地铁旅客信息系统的使用，我们 设计了一种全新的多总线式 LED 显示动态屏。 1引言 LED 显示屏在地铁中作为一种面向公众的信息显示终端，有着非常广泛的民用和商用价 值。 目前在国内运行的地铁车辆普遍都配备了 LED 显示屏，但附加功能较少，屏幕显示内容 单一。为了配合新型地铁旅客信息系统的使用，我们设计了一种全新的多总线式 LED 显示动 态屏。 该显示屏在外部通讯时不但具有多种总线接口，在内部控制电路设计中还采用了单总线 和 I2 C 总线器件。 地铁上的 LED 屏分两种：一种放置于车厢外侧，用于显示列车运行区间、运行方向和 当前到站站名，中英文兼容显示;也可根据运行需要显示其他服务信息;文字显示可选静止、 滚动、平移、瀑布、动画等多种效果，最大显示字符数为 16 ×16 点阵字符 12 个。另一种 为终点 LED 显示屏，放置于车内，终点站 LED 显示屏可按列车运营要求预置终点站，并实 时显示当前的终点站，同时还能显示目前车内温度，最大显示字符数为 16 ×16 点阵字符 8 个。

2 系统构成 LED 显示系统屏由单片机控制单元和显示单元两部分组成，单个显示单元可显示 16 × 16 的汉字 4 个，若制作生产一定尺寸的 LED 图文显示屏系统，只要用若干智能显示单元， 采用“搭积木”的方法即可实现，系统中各显示单元之间采用串行通信联系。控制单元除了 负责控制显示单元和传输上位机的指令和信号外，还内嵌了单总线数字温度传感器 18B20。 得益于控制电路的模块设计，若对湿度测量也有要求的情况下，18b20 可升级为 Dallas 公 司的 DS2438 和 Honeywell 公司的 HIH23610 构成的模块电路。为了满足整车的通讯需要， 上位机与车内的各控制单元之间采用 CAN 总线方式通讯。 图 1 系统结构图 3 硬件设计 显示单元由 LED 显示面板和显示电路两部分组成，LED 显示面板是由 4 块点阵模块组成 的 16 ×64 点阵通用智能显示单元地铁led显示屏，单个显示单元全屏可以显示 4 个 16 ×16 点阵汉字或 符号，系统中各显示单元之间采用串行通信联系，从而使得整个系统的工作协调统一。显示 电路由两个 16 针排线口、两个 74H245 三态总线驱动器、一个 74HC04D 六反相器、两个 74H138 八译码器以及 8 个 74HC595 移位锁存器组成。

控制电路核心为 WINBOND 的高速单 片机 77E58 ， 晶振频率为 24 MHz.A T29C020A 为 256 K 的 ROM ，用于存贮 16 ×16 点阵 的汉字库和 16 ×8 点阵的 ASCII 码表。A T24C020 是基于 I2 C 串行总线的 EP2ROM地铁led显示屏，其 存储预设定的语句，例如地铁站点名称、问候语等。车内温度通过单总线式数字温度传感器 18b20 测量。SJA1000 和 TJA1040 分别为 CAN 总线控制器和收发器。 3. 1 控制电路单元设计 整个系统以 winbond 的动态单片机 77E58 为核心，77E58 采用了重新设计的微处理器 内核，其指令兼容 51 系列，但由于时钟周期仅为 4 个周期，在相同的时钟频率下，其运行 速度一般比传统 8051 提高 2~3 倍，因此很好地解决了大容量汉字动态显示时对单片机的频 率要求，另外还自带看门狗。77E58 通过锁存器 74L S373 控制闪速存储器 A T29C020 ，大 小为 256 K.由于存储器容量大于 64 K，因此在设计中采用了分页寻址的方法，即用 P1. 1 和 P1. 2 对闪存器进行页选，共分 4 页，每页的寻址大小为 64 K，P1. 5 除了用于对 A T29C020 片选外，还保证了 P1. 1 和 P1. 2 在 16 针的排线接口上复用时不对 A T29C020 造成误操 作。