烟草移栽机人机接口设计

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1、烟草移栽机人机接口设计　　摘要：烟苗的株距和倾斜度直接影响烟草移栽的后期生长，所以就需要能够通过人机接口清楚地监控烟苗的株距和倾斜度，利用AT89C52单片机设计了一个人机接口和交互的界面。为了减小系统的复杂性，对人机接口进行了模块化的设计，将键盘、LCD、外围接口全部固化到模块中，由于它承担了3个专用接口芯片的工作，因此可以降低成本，优化硬件结构。关键词：烟草移栽机；人机交互；AT89C52中图分类号：S223.99文献标识码：B文章编号：0439-8114（2013）13-3156-035烟苗移栽是烟草生产中一个重要的环节，从目前烟草移栽机发展

2、现状来看，影响烟苗移栽的一个主要因素是移栽的烟苗东倒西歪和疏密不一，这样会影响烟苗初期的生长发育[1]。通过人机接口可以清楚地监控和调节烟苗的株距和倾斜度[2]。由于单片机的资源是有限的，再加一个人机接口界面无疑使系统更加复杂，如把单片机作为接口芯片使用，它不仅可以完成多个接口芯片的功能，还可完成复杂的数据处理和控制功能。如果将相应的软件、硬件（单片机、LCD、键盘）都封装在一个模块内，在开发单片机应用系统时作为一个部件来使用，则可以大大简化软、硬件的设计，减轻系统主单片机负担，从而降低成本。用户在使用该模块时只需要将该模块接在系统单片机的串口上，

3、并简单编程即可完成键盘输入、复杂的LCD图形显示和人机交互处理。1系统工作原理设计采用AT89C52单片机、LCD显示以及4键组合式键盘三部分组成。此外用户可根据需要扩充外部EEPROM以存储更大的汉字字模、点阵图形库。对外提供标准的全双工UART接口，所有命令和数据都经此接口传输，它的波特率为9600b/s。当用户按下某个按键时，模块内置的单片机立即产生外部中断来响应这一事件（内置单片机的外部中断0优先级低于串口中断）。首先完成键值处理任务，然后根据需要，将此键值在模块内处理或经由串口发送出去，最后由液晶显示模块进行显示。实现多功能接口的关键是主

4、机和多功能接口之间的通信。在模块中，如果内置单片机的串口工作方式是模式3，模块外主机可以向模块发送命令和数据，模块也可以主动发送数据。多功能模块在收到主机发来的操作指令后，对操作码进行软件译码。根据操作码的内容转入相应的工作通道，并从操作数据部分获取所需要的数据[3]。系统框图见图1。2人机接口硬件选择2.1硬件控制电路设计5AT89C52单片机的输入/输出接口分配如图2。P1.0～P1.3输出口控制组合式键盘；由内置的AT89C52的P0口提供指令、地址和数据，由P3.6、P3.7提供写、读信号，由P2.6提供数据、命令指示信号，由P2.7提供片

5、选信号。2.2单片机的选择AT89C52系列单片机是美国爱特梅尔公司生产的低功耗、高性能CMOS八位单片机，此单片机使用爱特梅尔公司的高密度和非易失性存储技术生产，它可以兼容标准的51指令系统，有3种封装形式来适应不同场合的要求。2.3液晶显示模块的选择使用内置T6963C控制器的256×256点阵图形液晶显示模块。T6963C常用于中小型液晶显示器件，通常与图像液晶显示模块组装到一起，以内藏液晶显示模块出现，其主要特点是T6963C是点阵液晶显示控制器，可以和8位处理器的接口直接相连；T6963C液晶显示的字体可以通过软件以及硬件进行设置，字体主

6、要有4种形式。在内藏的液晶显示模块上实现T6963C芯片与行或列驱动器以及显示缓冲区85kb的RAM进行连接，同时也可以在已经使用的硬件上设置数据的传输方式、显示窗口长和宽等。内藏T6963C的单屏点阵图形液晶显示模块结构如图3所示。它的初始化设置可以直接通过管脚设置。因此在初始化时，可以通过编写的指令在显示功能上进行设置。T6963C的指令可带1～2个参数。若指令中有参数，则执行每条指令时就需要先送入参数，再送入指令代码。每次操作之前最好先进行状态字检测，因为不同的状态位的作用不同，因此执行不同指令必须检测不同的状态位[4]。3软件设计C51的软

7、件系统是软件设计的核心部分，但是软件和硬件又是相辅相成的。需要在硬件系统上进行数据的采集、传输以及处理，随着计算机技术的快速发展，单片机的编程逐渐用C语言取代了汇编语言，该系统就使用C语言进行编程，而开发环境使用的是KeilC51。KeilC51是ARM公司专门针对51单片机的硬件系统要求进行设计的，它支持很多MCS-51系列的单片机，KeilC51集编辑、编译、仿真于一体，同时支持汇编以及C语言的程序设计，界面友好，简单易学而且好用，在51系列单片机的学习和开发的整个过程中，KeilC51软件的使用为程序设计开发环境提供了一个高效能的平台。主程序

8、流程图如图4。4系统仿真系统仿真软件使用的Proteus是英国Labcenter公司研发的关于电路开发和进行实物仿真的一个