基于MVB通信的列车LED显示控制器硬件设计与实现

发布时间：2017-04-28 10:09

  本文关键词：基于MVB通信的列车LED显示控制器硬件设计与实现，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：我国经济在最近20多年间一直保持着很高的增长速度,随之而来的是越来越多的城市为了方便市民出行以及与周边城市相互贸易而大力建设城市内部、城市与城市之间的轨道交通系统,同时,人们也对出行质量提出了更高的要求,高服务质量和运营水平的城市轨道交通必将成为人们出行的首选。因此城市轨道交通运营商会更加注重对乘客的服务水平,尤其是乘车信息的服务,在此背景下,出现了乘客信息系统这一概念,它指能够将乘车相关的各种信息在特定时间向乘客传达的系统。LED显示器作为乘客信息显示系统的主要载体之一,直接为乘客提供乘车和日常服务信息,尤其是在紧急情况下可以为乘客提供动态疏散引导信息,其作用显得尤为重要。本文通过对列车LED显示控制器的需求分析提出一种基于Spartan-6系列的FPGA以及MVB通信总线的控制方案。此外,FPGA外接DDR2存储器,在电路板工作时,microblaze软核程序,应用程序、字库以及站点和开关门信息数据会在该内存中运行。本文通过器件的选择、电路和PCB的设计与实现以及最后的功能测试,验证该方案的正确性。本文首先对乘客信息系统和LED显示器的发展情况和基本原理做了简单的介绍；然后对列车LED显示控制器的需求进行分析,选择基于FPGA和MVB通信总线的总体设计方案；然后详细地介绍硬件设计的开发平台及开发流程、电路原理图以及印刷电路板设计,电路原理图设计主要包括系统的电源电路、内存电路、MVB接口电路以及四位串行Flash电路等,PCB设计主要包括PCB叠层的选取、PCB布局布线及其后处理；最后对列车LED显示控制器进行了硬件基本测试以及相应功能测试,给出了本文总结,并对下一步的工作进行了展望。
【关键词】：FPGA 硬件设计 LED MVB通信
【学位授予单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：U270.38;TN873
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 1 绪论8-13
• 1.1 乘客信息系统8-10
• 1.1.1 研究背景8-9
• 1.1.2 国内外发展现状9
• 1.1.3 乘客信息显示系统9-10
• 1.2 LED显示器简介10-11
• 1.3 课题的主要内容及意义11
• 1.4 论文结构11-13
• 2 基于MVB通信的列车LED显示控制器的需求分析和整体设计13-21
• 2.1 需求分析13-14
• 2.2 LED显示控制器的整体设计14-20
• 2.2.1 方案的选取14-16
• 2.2.2 器件选择的依据16
• 2.2.3 主要器件的选择16-20
• 2.2.4 整体结构20
• 2.3 本章小结20-21
• 3 基于MVB通信的LED显示控制器硬件电路原理图设计21-35
• 3.1 硬件开发工具及开发流程21-24
• 3.1.1 硬件开发工具21-22
• 3.1.2 Allegro 16.3中的功能模块22
• 3.1.3 硬件设计的流程22-24
• 3.2 电路原理图设计24-34
• 3.2.1 电源电路的设计24-27
• 3.2.2 时钟电路的设计27
• 3.2.3 复位电路27-28
• 3.2.4 LED屏驱动接口电路模块28-29
• 3.2.5 MVB总线接口电路29-30
• 3.2.6 DDR2接口电路30-32
• 3.2.7 Flash接口电路32-34
• 3.2.8 RTC时钟电路34
• 3.3 本章小结34-35
• 4 基于MVB通信的LED显示控制器的PCB设计35-46
• 4.1 PCB设计中需要重视的问题35-36
• 4.2 PCB设计中层叠的选取36-38
• 4.3 PCB的布局38-39
• 4.4 特殊元器件的布线39-45
• 4.5 PCB设计的后处理45
• 4.6 本章小结45-46
• 5 基于MVB通信的LED显示控制器的板卡功能的调试46-60
• 5.1 板卡的基本硬件测试46-48
• 5.2 板卡MVB一致性测试48-54
• 5.2.1 功能测试环境的搭建48-50
• 5.2.2 MVB收发器输出信号测试50-53
• 5.2.3 MVB收发器的帧尾测试53-54
• 5.3 板卡通信功能的测试54-59
• 5.3.1 功能测试环境的搭建54-55
• 5.3.2 主要功能测试55-58
• 5.3.3 与上位机通信的实验条件58-59
• 5.3.4 与上位机通信的实验结果59
• 5.4 本章小结59-60
• 结论60-61
• 参考文献61-63
• 攻读硕士学位期间取得的研究成果63-64
• 致谢64-65

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前3条

1 张邦成;谭海东;郝明亮;尹晓静;;基于WTB/MVB总线的轨道车辆LED照明控制系统设计[J];电子技术应用;2014年05期

2 刘东;;PCB设计要点分析[J];科技传播;2014年21期

3 王春玲;吴顺伟;;FPGA/CPLD选型及与其他技术的融合[J];现代电子技术;2007年16期

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本文编号：332607