基于T5L芯片的电梯TFT显示器设计

程瑞龙

摘   要：文章描述了以T5L芯片作为电梯楼层5寸外呼LOP显示器，支持莫纳克系统、通力系统、新时达系统等电梯控制厂商的协议呼梯。按钮接口用于在没有协议呼梯的控制时进行呼梯，界面编辑器用于显示界面客户非标自主设计，节省了客户购买非标件的中间环节时间。

关键词：光通信;发光二极管;水下通信

如今，各式各样的摩天大楼拔地而起，垂直升降电梯内显示楼层运行方向的显示器是电梯人机见面的直观感受，显示器的显示效果也体现出电梯轿厢以及大楼的档次感，电梯人机界面显示逐渐从点阵、断码变为薄膜场效应晶体管（Thin Film Transistor，TFT）液晶显示器，这种显示器将渐渐取代断码以及点阵的市场需求。本文介绍了一款能够显示高清分辨率的5寸TFT显示器，并且带有市场上常见的控制柜系统硬件电路[1]。

1    基于T5L芯片的电梯TFT显示器概述

显示器的设计整体有系统信号、电路设计、液晶屏显示电路、显示器电子整体厚度情况、界面编辑器的使用介绍等，从使用便捷以及性能良好等优势方面描述显示器的设计方案。产品可以实时显示电梯的楼层信息、运行方向信息、显示功能信息、呼梯、设置外呼地址，拥有485通信接口、控制器局域网络（Controller Area Network，CAN）接口、串行外設接口（Serial Peripheral Interface，SPI）、远程串行接口（Remote Serial Port，RSL）等。

2    系统方案

系统的5寸TFT液晶显示器厚度为7 mm、液晶屏的分辨率为854×480。为了兼容常见的控制柜总线接口，显示模块常用到的接口有通力控制柜SPI接口、OTIS控制柜的RSL接口、莫纳克的485通信接口、蒂森的CAN总线接口这4大主流的硬件显示接口。按钮接口有3个，分别为上、下行按钮接口和预留按钮接口。此外，还有消防、锁梯的信号接口，全部在显示模块硬件上。

接口的多样性可以让产品在适配各大电梯整机厂商时直接进行选配使用，节省在非标配置时重新开发电路板的时间，迅速响应客户的需求。例如，显示器可以直接在各大整机厂商的电梯上作为外呼显示器、电梯门头上的层显、双梯并联显示等使用。为了方便更新程序，产品的程序以显示图片资源的方式进行更新，使用TF卡作为程序更新接口，这样用户无需特殊程序下载器就可以直接进行更新[2]。硬件信号方案框架如图1所示。

3    系统原理图

T5L芯片采用8051内核，最高主频250 MHz，拥有单独的CPU核（GUI CPU）运行DGUS II系统。1 Mbytes片内flash拥有24 bit彩色显示，支持分辨率可达1 366×768，支持电阻或者电容屏，灵敏度可调节，最快可以达到400 Hz触控打点速度，支持高品质语音压缩存储和播放等功能。2路10 bit 800 KHz DC/DC控制器可以简化LCD背光，模拟电源设计，节约了成本和设计空间。22 I/O口、4路UARTs、1路CAN接口、最多8路12 bitA/D，1路16 bit分辨率可调PWM。

T5L有两个CPU，分别为OS CPU与GUI CPU。T5L的OS CPU采用工业上使用最为广泛、量产最久并且经历了长时间工业场景验证的8051内核，在保留8051实时性、管脚速度、稳定性的基础上，扩展了SFR总线、硬件数学处理器，增强了8051的存储器访问和计算能力。加上OS CPU可以运行DWIN OS平台，在此平台上可以进行二次应用的开发与应用。图2为T5L最小系统电路原理，单片机的复位电路使用低电平复位的IC芯片进行处理，不可以使用简单的RC电路进行复位电路，在T5L芯片的两个CPU都已内置看门狗，无需外置看门狗芯片。

由于T5L对电压稳定性要求较高，1.1 V的核电压必须稳定，否则系统无法运行。双面板应用设计时，需要将芯片电源引脚处接上470pf并上104的电容以降低噪声辐射。I/O口输入的电压超过0.3 V则需要加上分压或者钳位保护电路，否则会导致信号读取出错，严重则会损坏芯片。电梯行业标配为24 V直流电压，但是由于实际井道内的电压会在18～36 V之间，有时现场安装工人操作失误，会直接接到36 V的直流电压上。所以，为了防止产品在实际情况下被错误使用，需要将电压设计为18～36 V之间都可以正常地工作。电源电路需要满足国标的浪涌和群脉冲的实验需求，浪涌测试需要产品在不接地的情况下满足线线500 VB等级，接地则加上线地1 000 VB等级。群脉冲则是在不接地的情况下满足5 KHz以及100 KHz的最大2 000 V线线与线地测试要求。

4    界面编辑器

目前，电梯的TFT外呼产品属于高端产品。考虑到客户时常会对界面显示的风格做出改变，本产品使用了DGUS界面编辑器。客户可以在产品基础上选择非标背景显示、箭头、楼层、功能故障码显示的风格。编辑器界面如图3显示，首先，需要确定液晶屏的分辨率;其次，可选择相关图片进行制作界面显示。其中，箭头楼层的显示地址是确定的一个地址数值，箭头为1009，楼层单位显示1003，双位显示个位1004、十位1005，功能故障码显示为1010。做好的界面放入TF卡中更新即可将显示模块的界面更新好。

5    结语

基于T5L芯片的外呼产品设计可以大大降低显示模块的成本，节约硬件电路的空间，可以很好地提供给客户薄款外挂式外呼产品，避免了客户在墙体上进行开洞，减少工程量。使用界面编辑器，客户可以根据自己的实际情况去进行非标产品显示，不用为了一两个界面与厂商之间花费沟通成本。TFT显示器使用量在电梯行业内逐渐增长的情况下，低成本以及适应客户现场情况的TFT显示器会让电梯拥有更加高大上的气质，将会逐步出现用户的视野中，并且在市场中提高份额占比。

[参考文献]

[1]章晓华.薄型电梯外呼显示器：中国，201420305330.7[P].2014.

[2]施晓磊.电梯外呼系统设计[D].济南：山东大学，2018.

[3]邓斌.基于STM32的电梯呼梯控制器的设计与实现[D].成都：电子科技大学，2011.

Abstract：This paper describes the use of T5L chip as a 5-inch outbound LOP display on the elevator floor， supporting the agreement call of the elevator control manufacturers such as Monarch， KONE， and Xinshida. The button interface is used for the call without the control of the protocol call， and the interface editor is used for displaying the non-standard design of the interface customer， which saves the intermediate link time for the customer to purchase the non-standard part.

Key words：optical communication; light emitting diode; underwater communication