基于ARM7的人機(jī)接口模塊設(shè)計
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1.3 鍵盤及LED接口
鍵盤主要負(fù)責(zé)用戶指令的輸入，LED則負(fù)責(zé)指示系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)。傳統(tǒng)的鍵盤和LED往往獨占CPU引腳資源?？捎蒊／O口電平觸發(fā)來控制。矩陣式鍵盤雖然能夠節(jié)約部分引腳，但隨著按鍵的增加，其所占用的引腳數(shù)也會增加。
針對這一矛盾，周立功公司推出了一款按鍵及LED驅(qū)動芯片ZLG7290，該芯片采用I2C串行接口，可提供鍵盤中斷信號，以方便與CPU接口，最少時僅需占用2根I2C口信號線，故可大大節(jié)省I／O資源；它可以直接驅(qū)動8位共陰式數(shù)碼管(1英寸以下)或64只獨立的LED；同時能夠管理多達(dá)64只按鍵，并自動消除抖動，其中有8只可以作為功能鍵使用。其最大的優(yōu)點在于可根據(jù)系統(tǒng)需求選擇按鍵及LED的數(shù)量，且按鍵及LED的擴(kuò)展無需增加CPU的硬件開銷，同時能自動完成鍵盤及LED的動態(tài)掃描，節(jié)省CPU的工作量，也可集中資源用于信號的檢測和控制。該芯片作為工業(yè)級芯片，其抗干擾能力很強(qiáng)。在工業(yè)測控中應(yīng)用十分廣泛。本次人機(jī)接口模塊設(shè)計采用了8只按鍵和8只LED，其連接電路原理圖如圖3所示。
圖3中，ZLG7290只需占用3根CPU的I／O線，分別為I2C口數(shù)據(jù)傳輸線SDA，時鐘傳輸線SCL及按鍵中斷輸入INT。ZLG7290的I2C口與LPC2134的I2C1口相連接，其傳輸速率可達(dá)32 kbit／s，由于是開漏端口，故需加1 kΩ的上拉電阻；中斷信號線可與LPC2134的外部中斷3 (EINT3)的輸入引腳連接，當(dāng)有按鍵按下時，會觸發(fā)按鍵中斷。當(dāng)然，也可不連接該信號線，由軟件查詢來完成按鍵檢測。R1～R8是鍵盤電阻，可防止按鍵按下時Dig信號線和Seg信號線形成短路而影響LED顯示；R9～R16為限流電阻，阻值為220Ω，適當(dāng)減小其阻值，可以增大LED的亮度。
2 軟件設(shè)計
軟件設(shè)計旨在充分利用系統(tǒng)硬件資源，實現(xiàn)小電流接地裝置人機(jī)接口部分所需完成的功能。具體的功能包括：
(1)由串口接收并處理下位機(jī)DSP傳送過來的正常信息數(shù)據(jù)及故障信息數(shù)據(jù)；
(2)實時顯示變電站各條線路正常運(yùn)行信息，包括母線上的三相電壓Ua，Ub，Uc；三線電壓Uab，Ubc，Uca；PT開口電壓(即零序電壓)3U0；各條出線的零序電流3I0,，
(4)接收到故障信息時，中斷正常信息的顯示，切換到故障畫面，并啟動聲光報警；
(5)存儲接地故障信息，作為故障記錄備案；
(6)隨時查詢正常運(yùn)行信息和接地故障信息；并根據(jù)權(quán)限設(shè)置、修改系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)；
為此，可采用結(jié)構(gòu)化的程序設(shè)計方法，自頂向下，逐步細(xì)化問題的求解過程，并分階段進(jìn)行，以便每個階段處理的問題都控制在人們?nèi)菀桌斫夂吞幚淼姆秶鷥?nèi)。針對小電流接地系統(tǒng)的人機(jī)接口模塊，其程序分層設(shè)計方案如圖4所示。
3 人機(jī)交互界面
本LCD可由其內(nèi)置控制器T6963C控制，T6963C內(nèi)部的指令集用于設(shè)置液晶模塊的顯示功能，包括地址指針、顯示區(qū)域、顯示方式、數(shù)據(jù)讀寫方式的設(shè)置?？刹捎脠D形模式完成顯示功能，圖形模式下的顯示原理是將字模數(shù)據(jù)逐個字節(jié)地寫入圖形顯示區(qū)，每位對應(yīng)液晶屏上的一個像素點。其系統(tǒng)主菜單及正常信息顯示部分的內(nèi)容如圖5所示。
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