基于DMIS综合显示屏硬件电路的优化与设计

摘要

铁路系统跨越式发展给我国经济创造了前所未有的机遇和挑战，各铁路局及铁路相关行业对专业人才的需求与日俱增，但传统教学方式对铁路发展效率产生了阻碍，为了迎合铁路大发展趋势，开创以铁道沙盘模型作为各大院校铁路相关专业教学工具，用以开展各项实验，有助于提高学生学习效果以及业务能力，缩短学生到单位的培训周期，需要得到大力的推广。考虑到铁道沙盘模型面积较大，不方便讲解，因此采用大屏幕技术为整个铁道沙盘提供显示技术支持，结合DMIS（行车调度指挥系统），将沙盘上站场、区间、道岔、信号机以及各列车的运行状态实时直观的显示出来，通过显示系统将3D沙盘模型整合成2D图像显示在大屏幕上，方便老师授课，也使得学生如亲临现场，对整个铁路系统有直观的认识。
　　通过对同步、异步显示系统在超长LED显示屏中应用的研究，最终采用异步显示系统作为本设计的控制系统，并设计了一套基于STM32F103ZET6为核心的ARM控制系统。为提高异步显示系统的显示数据传输速度，采用ARM处理器的SPI接口，并以DMA方式传输数据，同时采用串行RAM技术，该技术基于23 LC1024的SQI（4路SPI）模式实现的;在解决异步显示系统实时更新显示困难的问题，设计双RAM模块，该模块是基于串行RAM技术，采用两组串行RAM模块“并联”实现的，双RAM模块根据不同的时序逻辑，有多种工作模式，如同步刷新、异步修改等。通过采用双RAM模块，有效的解决了数据显示与修改不能同时进行的问题，该模块适用于实时控制的异步显示系统。本文阐述了实现该控制系统的核心技术，绘制了电路原理图，给出部分模块的驱动程序，并给出实验测试结果。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 课题研究背景

1．2 基于沙盘平台的显示系统

1．2．1 基于MCS-51单片机的显示系统

1．2．2 基于51单片机+扩展FLASH+扫描线扩展的显示系统

1．2．3 基于VRS51L3074增强型单片机+串行FLASH+并行RAM的显示系统

1．3 存在的问题

1．4 课题研究主要内容

1．4．1 显示信息分析

1．4．2 基于SQI的串行RAM技术的双RAM模块

1．4．3 系统硬件设计

1．5 论文章节安排

第2章 整体方案分析

2．1 LED显示屏的基本介绍

2．1．1 不同基色LED单元板介绍

2．1．2 LED显示屏连接方式

2．2 同步、异步显示系统

2．3 本方案阐述

2．4 本章总结

第3章 关键技术分析

3．1 串行RAM技术的由来

3．2 核心元件23LC1024介绍

3．3 核心技术分析

3．3．1 基于SQI的串行RAM技术

3．3．2 双RAM模块

3．4 显示数据组织

3．4．1 显示数据在双RAM模块中组织形式

3．5 本章总结

第4章 系统硬件平台构建

4．1 硬件系统框架的设计

4．2 控制核心微处理器介绍

4．3 各模块功能设计介绍

4．3．1 控制卡电路设计

4．3．2 系统电源电路设计

4．3．3 基于SPI串行FLASH存储器模块的设计

4．3．4 PIC12F1822扫描保护模块

4．3．5 双RAM的时钟发生电路以及双RAM存储模块

4．4 本章总结

第5章 系统软件设计

5．1 整个系统软件介绍

5．2 各模块驱动部分介绍

5．2．1 串口通信模块驱动程序设计

5．2．2 双RAM模块工作模式时钟驱动模块设计

5．2．3 双RAM存储模块驱动设计

5．2．4 字模提取模块的设计

5．2．5 文本解释器的设计

5．3 本章总结

第6章 测试分析与总结

6．1 测试结果

6．2 总结实验结论

6．3 不足与期望

致谢

参考文献