基于msp430f149单片机的人机界面设计

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1、0引言近年來，随着电子技术和集成电路制造工艺的飞速发展，越來越多的领域应川到以单片机力控制核心的现代智能仪器设备，如果在这些以单片机为核心的控制系统中配上人机交互界而，通过液晶显示器和按键配合操作可更方便有效地完成各种功能选择、参数设置和分析结果显示，采用汉字显示菜单，界而友好且直观。随着液晶显示技术的进步，高质量的点阵液晶显示模块由于具宥显示信息丰富、功耗低、体积小、质最小、无辐射以及使州寿命长等优点被日趋广泛地应用于各种嵌入式系统屮，同时低功耗特性也贯穿于屮文人机界面的设计始终。现以电力系统配

2、电变压器监测终端(TTU)的人机交互部分为例，介绍一种使用0CM12864-3型图形点阵液品显示模块实现屮文说口菜单界而的方法，1系统的硬件结构1.1MSP430F14X微控制器简介ISP430F14X微控制器是徳州仪器公司新开发的一类具16位总线的单片机，它基于真正的正交16位RISCCPU内核，具冇16个可单周期全寻址的16位寄存器，仅27条的精简指令以及7种均采用双ffl取数据技术(DDPT)的一致性寻址力‘式。DDb'T技术利川每个吋钟脉冲对存储器进行两次数据存取操作，从而不再需要复杂的

3、吋钟乘法和指令流水线方案。VISP430F14X系列MCU具有中•富的片上外围模块，片内包括有精密硬件乘法器、多达60KB的FLASH,2KB的RAM、1个看门狗、6个P口(P1和P2还具有中断功能)、12位A/D转换器、2个16位定时器、高精度比较器、高速的USART通信端U,1个DCO內部振荡器和2个外部时钟等常用资源，可实现对液品显示器的检测、解调和显示。与现代程序设汁技术以及高级语言(如C语言)结合使用，使得1SP43O的体系结构更加髙效，从而在工程技术，特别是PDA产品开发中得以广泛应

4、川［lh1.20CM12864-3型液品显示模块简介OC.VI12864是一种128X64点阵(EL背光)的液晶显示器。它由W片带控制器的列驱动电路KS0108和一片行驱动电路KS0107组成主要硬件电路，KS0108将控制显示屏分为左右半屏，通过CS1，CS2选择。赘个屏从上到不64行分为8页，每列8行页地址范围为B8H-BFH，列地址范围为40H-7FH，数据为纵向读写，即每页的第一行对应DO,第八行对应D7。每个驱动芯片带有64X64位(512B)的RAM缓冲区,其中存储的数据即为被显示内容

5、的点阵信息。通过选抒对应的RAM贞地址和列地址，微控制器可以访问全部RAM字节。显示RAM的解一位对应显示•屏上的一个点。显示的实现，就是显示RAM内容屮相应位为1，该点阵亮，相应位为0,该点阵无显示。对存储器的读取是从尖至尾的，但在屏幕上显示的位.胃.是可以设贾的，通过对显示起始行的设定来设定显示位.胃.［2］。1.3硬件接LJ电路由于该款液晶显示屏将接LJ电路直接引出，因此对于用户而言，整体设计大大简化，只耑考虑单片机与接U电路间的连接即可。MSP430F149力OCM12861的线路连接如图

6、1所示。该款液晶显沁模块有13条信号线:(l)DBO—DB7:数据总线。(2)CS：片选信号，低电平有效。当单片机访问0CM-12864时，将胃.低。(3)RS：数裾/指令选抒信号，商电平：数裾D0-D7将送入显示RAM;低电平：数据D0-D7将送入指令寄存器执行。(4)R/W:读写选抒信号，商电平：读数据；低电平：写数据。(5)E:读写使能信号，商电平有效，不降沿锁定数据。（6）RET:复位信号，低电平有效［3］。阁1人机界面硬件接I】电路阁2液晶屏菜单界而设笪由于MSP430的I/O口都是用端

7、口，因此必须将用到的引脚设为输入/输出口。此外，MSP430是3.3供电，而LCD是5V驱动的，我们可以在MSP430的输出口对地接3.6V的嵌位二极管，在保证MSP的端口电压不超过极限值的前提下，实现MSP430到LCD的电平转换.2系统的软件设计2.1基本驱动函数编写首先使用C语言在头文件中对OCM12864控制线进行定义，然后编写LCD驱动函数，这些函数包括模块初始化、写指令代码、写显示数据、读显示数据、写菜单项、清屏、清页等函数。2.2LCD显示菜单设计2.2.1菜单界面设计本系统应用于无

8、功补偿控制器，要求显示电M三相电压、电流值，无功功率、有功功率、无功因数，20次的电压谐波含呈，无功补偿控制方式自动/手动选择，参数设罝等。针对显示要求把整个系统设计成多级屏幕（窗口），乂设计成多级主菜单，类似的功能放在一个主菜单菜单项下构成子菜单目录。如果菜单目录项过多，多屏显示此菜单目录。通过分级，使操作人员能很直观快速找到自己当前需要的菜单项，液晶屏菜单界面设罝如罔2所示。2.2.2建表字符或数字在点阵液晶中的品示是通过写相应的内码（1点亮，0灭）实现的，结合整个菜单设计，需