基于PIC32MX的液晶觸摸屏人機界面設(shè)計

圖4中，CS信號為片選信號，對SSD1926進(jìn)行操作時在整個操作周期中保持高電平。RS信號為地址與數(shù)據(jù)選擇信號，寫地址時保持低電平，寫數(shù)據(jù)時保持高電平。PMWR為寫操作使能信號。當(dāng)寫操作開始時，首先等待1個外部時鐘周期(B)，確保PMD[15：0]上的數(shù)據(jù)或地址信號已穩(wěn)定建立；然后保持3個外部時鐘周期的高電平(M)，確保信號內(nèi)容完全寫入SSD1926；最后用1個外部時鐘周期(E)結(jié)束寫操作。BUSY信號為PMMODEbits．BUSY寄存器的狀態(tài)。進(jìn)行讀寫操作時，BUSY信號自動置高；只有讀到BUSY信號為低時(表示上一次操作已完成，總線空閑)，程序才能開始下一次讀寫操作。把對應(yīng)I／O口和寄存器的操作編程集成起來，編寫為子程序，可方便地在主程序中實現(xiàn)PIC32MX系列單片機與SSD1926之間的數(shù)據(jù)傳輸。人機界面主程序框圖如圖5所示。

當(dāng)A／D采樣得到的接觸點X、Y坐標(biāo)發(fā)生變化時，消息處理函數(shù)根據(jù)得到的消息發(fā)出相應(yīng)的指令。除了進(jìn)行數(shù)據(jù)輸入／輸出和與下位機通信外，當(dāng)需要進(jìn)行頁面切換時，就更改頁面狀態(tài)，調(diào)用“新頁面建立”函數(shù)，切換到新的頁面；當(dāng)需要進(jìn)行頁面內(nèi)容更新時，就調(diào)用“頁面更新”函數(shù)，更新當(dāng)前頁面的狀態(tài)。
為了簡化編程，軟件中定義了幾種常用的圖形模塊，如按鍵、靜態(tài)圖片、靜態(tài)文字段、動態(tài)數(shù)據(jù)顯示框等。每個模塊都具有模塊創(chuàng)建、模塊更新和消息響應(yīng)3個子程序。模塊創(chuàng)建子程序根據(jù)模塊的上下左右坐標(biāo)、模塊的顏色、模塊的內(nèi)容及狀態(tài)等參數(shù)，在液晶顯示器的對應(yīng)位置上顯示出模塊的圖案，并在對應(yīng)的內(nèi)存空間中記錄下模塊的狀態(tài)。模塊更新子程序定義了模塊不同狀態(tài)下圖案的變化，比如按鍵模塊當(dāng)被觸摸時即顯示出3D效果的凹陷圖案，未被觸摸時即顯示3D效果的凸出圖案。消息響應(yīng)子程序則根據(jù)A／D采樣得到的接觸點X、Y坐標(biāo)，判斷模塊是處于觸摸過程的接觸、移動還是放開狀態(tài)，并對狀態(tài)進(jìn)行響應(yīng)。Microchip公司特別針對PIC32MX系列還開發(fā)了圖形軟件庫(graphics library)。該軟件可以方便地把各種語言、各種字體的文字以及位圖格式的圖片轉(zhuǎn)化為能夠在軟件中直接使用的數(shù)組矩陣，極大地方便了用戶。

4 應(yīng)用情況
該方案已經(jīng)成功應(yīng)用在了某公司自主開發(fā)的噴水織機上。圖6為該噴水織機上本系統(tǒng)的實物圖。

噴水織機是采用噴射水柱牽引緯紗穿越梭口的無梭織機。為了完成開口、引緯、打緯、卷取、送經(jīng)過程，需要多單元高精度的協(xié)同配合工作。舊式的噴水織機完全靠機械齒輪齒條傳動的方式，一旦更換織造品種，就得更換大．量齒輪齒條，改變傳動比；而且由于機械精度及強度的限制，很難提高織造的速度。
采用CAN總線電氣一體化控制策略的電控噴水織機，能夠利用CAN總線高速傳輸?shù)哪芰σ约敖涣麟姍C伺服系統(tǒng)的高精度，實現(xiàn)多單元的高度協(xié)同工作，大幅度提高織造速度和質(zhì)量；并且更換織造品種時只需要進(jìn)行相關(guān)參數(shù)的調(diào)整，無需改變機械傳動比。
由于電氣單元和交流伺服電機的引入，需要設(shè)置大量的參數(shù)，而且需要及時、準(zhǔn)確的故障報警，以監(jiān)測織機系統(tǒng)狀態(tài)并方便織機系統(tǒng)的維護。為此，我們設(shè)計開發(fā)了人機界面。它以PIC32MX460F512L芯片和液晶觸摸屏為核心，具有精度高、價格低、抗干擾能力強、簡化了輸入輸出設(shè)備等優(yōu)點。系統(tǒng)通過I2C總線與片外EEPROM接口，能夠方便地保存用戶由界面輸入的數(shù)據(jù)；通過I2C總線與日歷時鐘芯片接口，能夠得到準(zhǔn)確的時間信息；采用CAN通信方式與電機控制器通信，將設(shè)置的參數(shù)及時傳輸42給主控制器，并把用戶需要的數(shù)據(jù)實時顯示在液晶顯示屏上；具備故障監(jiān)測和自動報警功能，實現(xiàn)了電氣智能化控制。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖如圖7所示。

5 結(jié) 論
本文介紹了帶觸摸屏的液晶控制器SSD1926與數(shù)字信號處理器PIC32MX460F512L的接口電路，并行接口時序的模塊化實現(xiàn)，以及電阻式觸摸屏的觸摸功能。實踐證明，這種方案具有完善的漢字顯示和圖形顯示功能，占用引腳少，程序模塊化強，編寫方便；觸摸功能可以取代應(yīng)用系統(tǒng)中的鍵盤模塊，具有良好的人機交互功能。該方案已經(jīng)用于噴水織機中，效果良好。