基于ARM7的人機(jī)接口模塊設(shè)計(jì)
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隨著電力系統(tǒng)的發(fā)展，其系統(tǒng)容量越來越大，結(jié)構(gòu)越來越復(fù)雜，系統(tǒng)中的自控及繼保裝置所需處理的信息不斷增加，這對人機(jī)接口的功能提出了更高的要求。新型的人機(jī)接口模塊要能夠快速響應(yīng)和處理大量數(shù)據(jù)，并具備實(shí)時(shí)信息顯示和人性化界面功能。而集成電路技術(shù)和嵌入式系統(tǒng)技術(shù)的飛速發(fā)展及其在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用，為人機(jī)接口的升級提供了技術(shù)支持。本文以小電流接地系統(tǒng)故障選線裝置的研發(fā)為背景，并利用高性能低功耗的集成電路芯片，設(shè)計(jì)了一種基于ARM7的人機(jī)接口模塊，該模塊比傳統(tǒng)的人機(jī)接口具有更大的優(yōu)勢。
1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
本系統(tǒng)的人機(jī)接口模塊功能框圖如圖1所示。
1.1 CPU系統(tǒng)
本模塊中的CPU采用32位高性能低功耗微控制器芯片LPC2134，該芯片內(nèi)置豐富的硬件資源，包括32 KB的靜態(tài)RAM、128 KB的Flash、2個(gè)16C550工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)UART、2個(gè)高速I2C接口和實(shí)時(shí)時(shí)鐘等。該CPU使用三級流水線技術(shù)，取指、譯碼及執(zhí)指可同時(shí)完成．其最高操作頻率可達(dá)60MHz。向量中斷控制器(VIC)可管理所有的32個(gè)中斷輸入，中斷優(yōu)先級可編程動(dòng)態(tài)分配。這些功能的集成使得LPC2134十分適合于工業(yè)測控，并能勝任對人機(jī)接口模塊的控制職能。其CPU外部復(fù)位芯片可采用CATALYST公司生產(chǎn)的CAT1025。CAT1025兼顧了非易失性存儲(chǔ)器和復(fù)位功能。存儲(chǔ)器則采用高速I2C總線接口(400 kb／s)，可支持手動(dòng)按鍵復(fù)位輸入和寫保護(hù)輸入。
1.2液晶接口
液晶模塊(LCM)采用內(nèi)置T6963C控制器的SMG240128A點(diǎn)陣圖形液晶。該液晶為單屏結(jié)構(gòu)，采用單電源供電，點(diǎn)像素為240×128點(diǎn)，黑色字／藍(lán)色底，屬于中規(guī)模LCM。其液晶模塊和CPU的接口電路原理如圖2所示。
在圖2所示的液晶接口電路中，CPU的控制線先接六輸入反相器74HC14作為驅(qū)動(dòng)；數(shù)據(jù)線接雙向八位總線收發(fā)器74LS245作為驅(qū)動(dòng)，該芯片有2根控制線，可分別控制數(shù)據(jù)傳輸方向(DIR)和片選(G)。采用芯片驅(qū)動(dòng)與電阻驅(qū)動(dòng)相比，整個(gè)模塊結(jié)構(gòu)更加緊湊，線路清晰，可提高系統(tǒng)的集成度和抗干擾能力。電位器W1用于調(diào)節(jié)液晶的對比度，W2用于調(diào)節(jié)液晶的背光強(qiáng)度，用戶可以根據(jù)需要隨時(shí)調(diào)節(jié)液晶的顯示效果。
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