一种适合8位单片机应用的人机界面设计

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1、l：：：：z：：：：：：墨：：：盈万方数据三些宴妄劢-ili中适合8位单片机应用的人机界面设计胡永建(西部钻探吐哈钻井工艺研究院，新疆鄯善838202)矿摘要：针对8他单片机的局限件，给出了一种人机界面设计，该设计使用LPC2478作为MCU，可以实现彩色液晶屏显示、按键及触摸屏控静l、数字I／0控制、数据存储等功能，特别适合号业领域的产品开发：同时给出了一个干体温度校验炉的应用实例，关键词：人机界面；8位单片机；LPC2478；SCPI中图分类号：TP334文献标识码：B文章编号：1009—9492(2011)02—0027—04}毋§。。：勰础避】1引言在自动

2、控制、测试测量、科学研究等领域设计专用嵌入式系统时．经常会遇到程序主体相对简单而人机界面要求较高的情况。如某一阿温槽自动控温系统，程序核心部分是易于表达的PID算法，但要求实时显示温度记录曲线。开发人员发现程序主体选用常用的8位单片机即可满足存储、速度等要求，但对于比较复杂的显示部分，如使用彩色LCD显示图形曲线．8位单片机就力不从心了。正如单片机其它外设的使用，LCD的硬件设计及软件编程是一项通用技术，在专业开发领域不断重复进行这方面的设计是一项耗费资源的_丁作．专业领域的开发人员更愿意将注意力集中在专业程序设计上。目前市场上有一种集成显示面板．只需通过串口发送

3、绘图或字符指令即可显示图形或字符，它实际上是包含字库的LCD的功能扩展。这种面板使用方便．专业开发人员无需r解I上D显示机制及绘图方法．就可以完成图形及字符显示。但对于较复杂的界面，开发人员仍然要花费大量时间设计；另外，开发人员希望得到更多的外设功能。这里给出的人机界面设计方案可以较好的完成这些需求。该人机界面通过串口发送、接收指令来实现图形及字符湿乐等功能，在计算机上使用类似Windows“画图”软件的设计T具．可以容易地完成复杂的显示界面设计；同收稿H期：2010—08—31串口通讯(供电电源f通讯接口UARTRXDUARTTXDKEYREADYINPI丌a韵

4、J灯E1)RTC1ⅧGGER—EDVCCGND时，专门针对8位单片机的不足之处．增加了键盘输入、触摸屏、数字I／0扩展、非易失性数据存储、实时时钟等功能，使8位单片机使用者在无需了解外设技术的基础上，通过串121发送、接收指令就可以实现这止氅功能。2系统结构人机界面使用的通讯接口由串口及数据线组成．通过发送、接收指令来控制Mcu完成图形显示、键盘输入等功能。网】是人机界面结构示意图。2．1MCU选型此前使用三星公司(Samsung)的ARM7TDMI内核的S3C44BOXMCU．它内置有带DMA的I￡D控制器．最高支持256色STN彩色液晶屏。2007年，恩智浦公

5、司(NXP)发布了LPC2478MCU．该产品采用ARM7TDMI—S内核，其突出特点是内置的LCD控制器可以支持最高MCURTCLCD—TFTLCDUARTO—l黼ISPI数字I／O．o★口6fl。￡*冉J数字I／O1I⋯一“4数字I／O—一湍淼l12Co，l叫AT／AC，伽乜J图l结构示意图(三生宴垫些l：：：：：：：：：：：互：：墨四万方数据SCKSSF。LMr)SIBLSYMIS0PENINT161514I312lj109．—JL．一lI寺C28104GNDVCCXtY+X—Y-GNDrN3烈4VDD3V3GND图2触摸屏连接电路1024×768像素、24

6、位真彩色TFTr彩色液晶屏；同时具有98kB片内SRAM及512kB片内高速Flash存储器。另外．该MCU有丰富的外设。如4个UART、2路CAN—bus、USB2．0全速Device／Host／OTG控制器、lo／100M以太网媒体访问控制器(MAC)等⋯，可以为人机界面功能扩充做好准备。因此，将原来基于S3C44BOX的人机界面程序移植到了LPC2478上。经过移植，对人机界丽带来的直接好处是现在可支持T耵彩色液晶屏。显示效果更好；由于不再使用外部的SDRAM及NorFlash芯片．因此缩小了PCB面积．减少了否≤辫蚕莎、为指令终结}多／≮／瑟瓣一完整指令并

7、解码l、断指令类UART接收缓冲区驯圳鑫Il蒜Il龋惜复位INPUT中断线如¨FO空复位KEY中断线编码并发送叫复指令UART接收退出中断TouchScreen连线．提高了产品可靠性；LPC2478的丰富外设为未来的产品升级打下了基础。2．2外设与控制LPC2478内部功能丰富：LCD控制器可以直接与T兀’彩色液晶屏相连：SPI接口与德州仪器(，I'I)的触摸屏控制器ADS7843相连．电路如图2所示。数字I／O接121可以直接组成矩阵键盘；12C接口连接两个串口EEPROMAT24C1024B(128kBytex2)作为非易失性存储器．分别用于保存数据及绘图信息

8、；内部RT