可变交通信息显示系统的设计
开篇：润墨网以专业的文秘视角，为您筛选了一篇可变交通信息显示系统的设计范文，如需获取更多写作素材，在线客服老师一对一协助。欢迎您的阅读与分享！
摘要：介绍了一种可变交通信息显示系统的设计。给出了完整的使用Protel 99SE 画的电路图，与其它LED显示系统不同的是把常用字库及交通标志做成库固化到Flash中了，既能完全脱机运行自动控制显示内容，又能与控制中心通信。
关键词：可变交通信息显示；Nand Flash；LED点阵；字库；图形库
中图分类号：TN304 文献标识码：A
The Design of a Variable Traffic Information Display System
DENG Yi-ping，LIU Feng-lei
(Jiangxi University of Science and Technology, Jiangxi Ganzhou 341400, China )
Abstract:This paper introduces a variable traffic information display system design. Is the integrity of the use of Protel 99SE painting schematics, and differ from the other LED display system is that the common font and traffic signs to curing the cause of the Flash, can run completely off-line control display content, but also with the control center communications.
Keywords: variable traffic information display; Nand Flash; LED dot matrix；common fonts; graphics Library
引言
随着城市化建设和交通事业的飞速发展，在智能交通系统(ITS)的研究和发展中，交通信息显示系统是解决交通拥挤、保证交通安全、提高交通网络使用效率的不可缺少的重要部分，如在道路上安装可变交通信息显示牌，对行驶在道路上的车辆进行限速、引导、合理分流，将大大降低由于气候、路况、时段等原因造成的交通堵塞、车祸，能有效的提高车流量。而LED已成为现代交通信息显示的主导性产品，故本文所介绍的可变交通信息显示系统，是以点阵LED作为显示屏，它能显示汉字、各种常见字符和交通标志等信息，可广泛应用于各种场合。系统采用89C52单片机控制，性能稳定，可靠性高，具有掉电保护功能，可完全脱机运行，并且把常用字库、各种字符及交通标志做成库固化到Nand Flash中，能根据气温、可见度、湿度以及时间实时显示不同文字及交通标志，与控制中心的通信并不多，是一个比较独立的系统，同时又能经过一条RS-232串口线与控制中心连接更换信息，提高了灵活性。
1系统硬件结构设计
本系统采用AT89C52作为主控芯片，它负责显示电路的的显示控制及与中央控制中心的信息交换。为了提高通用性，把HZK16、英文字符和道路交通标志和标线GB 5768-1999作成点阵库固化到FLASH中，另外为了实时显示温度，可见度等信息可根据实际情况增减各类传感器，如温度、可见度及湿度传感器等。与控制中心的通信，可根据通信距离的远近选用RS-232或RS-485标准总线接口。
系统的工作原理是：完全脱机运行时，根据路段的情况实时显示汉字或交通标志，系统能由时间、气温或湿度等参数自动控制显示的内容。汉字点阵数据及交通标志点阵数据存于Nand Flash 中，单片机通过对Flash寻址，取出点阵信息，旋转处理后送往AT28c64，然后从AT28C64中取出经8155送往LED 点阵屏；与中央控制机实时通信时，系统通过串行中断方式接受控制中心向AT89C52发送的指令，单片机根据指令的要求显示内容，较好地完成与控制中心的通信.
2电源电路设计
本系统大部份芯片工作在5V电压下，因存储字库及道路交通标志的Flash 采用三星公司的KM29U128，它是3.3V电源供电，故选用AMS1117-3.3芯片。如图2所示。
3显示控制电路设计
控制部分以单片机89C52为核心，辅以电路，完成与控制中心的通信、外部存储器读取、行列选通信号输出、时间温度湿度及可见度数值的读取等任务。如图3所示，控制中心计算机通过9针串行口传送的指令经MAX232转换为TTL电平,送单片机的串行口接收,单片机根据收到的机内码从Flash中取出该汉字的32个字节点阵数据(西文字符为16字节),若是交通标志则根据地址从FLASH中取出相应点阵, 将其进行"旋转90度变换"后送AT28C64中 ,然后单片机根据AT28C64中的数据送8155扫描显示.系统复位芯片采用MAX813;利用数字温度传感器DS18B20实时检测显示屏温度,其DQ连接P1.0口;系统若用在交通潮汐现象明显的路口,而需实时改变交通标志,可利用实时时钟芯片DS12C887来控制显示的内容,其片选端接P2.7;用8155来扩展IO口控制16×16LED点阵显示模块,P1.1连接8155的第7脚来控制选择Memory或IO,P2.6连接8155的片选端;Flash芯片KM29U128是工作在3.3V电压下,选用8通道3.3V-5V转换芯片MAX3000E,其控制线连接如下:P2.7连接命令锁存使能端,P2.6连接地址锁存使能端,P2.5连接片选端,P3.6连接写使能端,写保护接VCC,P3.7连接读使能端,P1.3接读/忙输出端,P1.4接空闲区使能端.选择Nand Flash的原因是:传统基于51系列单片机的嵌入式设备一般都采用EEPROM或Nor Flash作为其信息的存储器件,它们存在读写速度慢，容量小，价格高等缺点，且一般都不带有文件存储管理系统,本设计选用Nand Flash芯片作为信息的存储介质能够很好的解决这个问题,此Flash读取和写入速度快，复用IO 口来传输地址信息和数据信息，较Nor Flash节省大量的管脚。另外，Nand Flash芯片的巨大存储容量和低成本有利于嵌入式文件系统的实现，已经成为嵌入式设备存储介质的主流。
4显示驱动电路设计
用一片8155输出行码：PB口输出上半部分行码，PA口输出下半部分行码；两片74LS164输出列码。在74LS164与点阵模块之间加入8反相驱动器ULN 2803以增加列驱动能力,如嫌亮度不够，可减少1kΩ的上拉电阻，同时，可根据显示内容的多少来增减点阵显示模块，方便拼接。8155的地址为：控制字地址（oxbf00）,PA（0xbf01）,PB（0xbf02）。如图4所示。
5软件系统设计
可变信息显示系统的整个控制程序主要有主程序、串行通信子程序、扫描显示子程序、日历芯片初始化子程序和读温度子程序等，主程序流程如图5所示。
LED点阵显示屏可实现动态、静态图文显示。动态中有打字、左移、右移、上移、下移、开帘、关帘等多种方式。可根据显示屏的尺寸规格和内容选择不同的显示方式和移动速度。通过标准RS232接口，计算机将编辑好的文字或图形数据下载并存储在非易失性存储器Flash中，然后就可以脱机运行。整个软件程序采用C51编程，数据的处理并不复杂，编程实现相对比较简单。比如时钟芯片DS12C887的使用，其MOT端接地，片选端接P2.7，所以其基地址为0x7f00，编程时只要设置好相关寄存器则可容易操作。至于DS18B20，因为是单线接口，其通信功能是分时完成的，有严格的时隙要求，因此读/写时序很重要，系统对它的各种操作必须按协议进行。字库的提取及交通标志图库的制作是一件不难但却是一件非常繁锁的工作，在很多文章当中也有介绍，在此就不多说。虽然不同路口的交通状况不同，要显示的内容也千差万别，但程序的编写却大同小异，限于篇幅，具体程序省略。
6结束语
本文设计的可变交通信息显示系统包含了温度检测、时间读取、信息显示以及数据存储四部分，方便拼接，可完全脱机运行，既能自动控制显示内容，又能与控制中心通信，实验运行结果稳定。本文只对硬件电路加以详述，对软件编程部分没有提及，只给出了部分芯片的地址。
参考文献
[1]张大明.单片机控制实训指导及综合应用实例[M].北京：机械工业出版社,2007.
[2]楼然苗,李光飞.单片机课程设计指导[M].北京：北京航空航天大学出版社,2007.
[3]康志亮,廖国刚.LED点阵显示系统设计[J].云南民族大学学报,2006,(10).
[4]赵晶.Prote199高级应用[M].北京:人民邮电出版社,2000.
[5]庞家成.多功能LED信息显示屏的设计[J].现代电子技术,2006,(9).省略。