【正文】 中壓同步開(kāi)關(guān)人機(jī)接口設(shè)計(jì) ￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣ 27 P1 FP5 FP4 FP3 FP2 FP1 FP0 FC1 FC0 第三 第二、四 第一 光標(biāo) 顯示區(qū) 顯示區(qū) 顯示區(qū) 0， 0 0， 1 1， 0 1， 1 關(guān)閃爍 FR/32Hz 閃爍 FR/64Hz 閃爍 關(guān)顯示 開(kāi)顯示 圖 44 顯示區(qū)狀態(tài)圖 ? 注意： （ SAD4）被 W/S 激活，則 FP3 和 FP2 控制第二、四顯示區(qū)（ SAD SAD4）。例如在 512 128 點(diǎn)陣模塊上設(shè) FX=10，則 512/10=51 余 2，但此時(shí) C/R 應(yīng)為 51 2=102 而不是 51。 WF=0：每 16 行交流驅(qū)動(dòng)波形反轉(zhuǎn)一次。 CSRW， CSRR 的參數(shù)的每個(gè)字節(jié)是獨(dú)立的， MCU 可以將只讀參數(shù)的低字節(jié)作為光標(biāo)的地址。這種外擴(kuò)字符發(fā)生器有用 RAM 區(qū) 開(kāi)辟的 CGRAM，也可用 EPROM 固化字庫(kù)來(lái)取代 SED1335 內(nèi)部字符發(fā)生器。當(dāng)大屏上大量顯示數(shù)據(jù)修改時(shí)，在 BF=0傳送不會(huì)影響屏的顯示效果。因其具有較強(qiáng)功能的 I/O 緩沖器、豐富的指令集和四位數(shù)據(jù)并行發(fā)送裝置，使其功能強(qiáng)大，操作靈活，應(yīng)用較廣。 圖 33 SED1335引腳分布圖 ? SED1335電路原理框圖 （圖 34） 中壓同步開(kāi)關(guān)人機(jī)接口設(shè)計(jì) ￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣ 16 但是，僅僅有元器件的引腳還不行，還得看看芯片內(nèi)部的結(jié)構(gòu)，明確其外圍器件的接口，即每一部分接口所具有的相應(yīng)功能。如果需要，通過(guò)將地址為 8EH的 SFR的第 0位置“ 1”， ALE操作將無(wú)效。在使用 18 位地址（如 MOVX RI）訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)， P2 口輸出 P2 鎖存器的內(nèi)容。作為輸出口，每位 能驅(qū)動(dòng) 8個(gè) TTL 邏輯電平。盡管他的大部分功能集成在一塊小芯片上，但是它具有一個(gè)完整計(jì)算機(jī)所需要的大部分部件： CPU、內(nèi)存 、內(nèi)部和外部 總線 系統(tǒng)，目前大部分還會(huì)具有外存。它是目前 應(yīng)用 最廣泛的顯示器之一， CRT 純平顯示器具有可視角度大、無(wú)壞點(diǎn)、色彩還原度高、色度均勻 、可調(diào)節(jié)的多分辨率模式、響應(yīng)時(shí)間極短等 LCD 顯示器難以超越的優(yōu)點(diǎn)，而且現(xiàn)在的 CRT 顯示器價(jià)格要比 LCD 顯示器便宜不少。當(dāng)處理器完成對(duì)顯示單元的初始化后，就一直在掃描鍵盤(pán)，等待用戶進(jìn)行處理。并且對(duì)控制器發(fā)送指令，進(jìn)行控制操作。由于補(bǔ)償電容器投切時(shí)的暫態(tài)過(guò)程與系統(tǒng)電壓和電流的相交密切相關(guān)，所以選擇相分、合閘可以有效抑制這一過(guò)程 中壓同步開(kāi)關(guān)人機(jī)接口設(shè)計(jì) ￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣ 6 中的過(guò)電壓和涌流。 本文 重點(diǎn)論述了中壓同步 開(kāi)關(guān) 控制器控制單元的工作原理、主要器件選擇、電路單元設(shè)計(jì)。 同步分合技術(shù)是指斷路器動(dòng)靜觸頭在控制系統(tǒng)控制下，在系統(tǒng)電壓波形的指定相角處關(guān)合，使得空載變壓器、電容器和空載電路等電力設(shè)備在對(duì)自身和系統(tǒng)沖擊最小的情況下投入電力系統(tǒng)的一種智能控制技術(shù)。 本設(shè)計(jì)就針對(duì)中壓同步開(kāi)關(guān)控制器系統(tǒng)，設(shè)計(jì)其人機(jī)接口單元，實(shí)現(xiàn)同步開(kāi)關(guān)控制器的動(dòng)作控制、操作顯示，同時(shí)對(duì)其進(jìn)行數(shù)據(jù)的收發(fā)、控制、顯示。在此采用獨(dú)立式鍵盤(pán)形式。 單元模塊方案選擇策略 ? LCD:LCD 液晶 顯示器 是 Liquid Crystal Display 的簡(jiǎn)稱， LCD 的構(gòu)造是在兩片平行的玻璃當(dāng)中放置液態(tài)的晶體，兩片玻璃中間有許多垂直和水平的細(xì)小電線，透過(guò)通電與否來(lái)控制桿狀水晶分子改變方向，將光線折射出來(lái)產(chǎn)生畫(huà)面。 選擇好各個(gè)模塊的方案設(shè)計(jì)，完成總體設(shè)計(jì)框圖如圖 22所示。空閑模式下， CPU 停止工作，允許 RAM、定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器、串口、中斷繼 續(xù)工作。作為輸入使用時(shí)，被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因，將輸出電流（ IIL） 。在 flash編程時(shí)，此引腳（ PROG）也用作編程輸入脈沖。 2. 指令功能豐富。相應(yīng)的鍵盤(pán)將接口電路圖如圖 42 所示。忙標(biāo)志寄存器是一位只讀寄存器，它僅有一位“忙”標(biāo)志位 BF。所以圖形顯示 RAM 的一個(gè)字節(jié)對(duì)應(yīng)顯示屏上的8 1 點(diǎn)陣。但 MCU 在優(yōu)勢(shì)可以不跟全部參數(shù)，不跟的參數(shù)必須從后向前省略，不能從前或 從中間省略。此時(shí) CGRAM1 和 CGRAM2 地址是連續(xù)的，地址空間都作為字符發(fā)生器 RAM。 P4 C/R C/R：設(shè)置每一顯示行所占顯示內(nèi)存的單元數(shù)，即實(shí)際使用寬度，則多部分將不顯示。因在接到 SLEEP IN命令后， YDIS 將變?yōu)榈碗娖健耙弧钡健皟伞眰€(gè)幀周期，所以 YDIS 可以被用作關(guān)斷 LCD 電源信號(hào)，使 LCD 在空白顯示的同時(shí)斷掉 LCD 的有關(guān)電源。 SAD1:顯示一區(qū) 的首地址， SAD1L 為低字節(jié)， SAD1H 為高字節(jié)。 TC/R 必須大于 C/T+4，且 TC/R≈ Fosc/[9（ L/F） Ffr].其中 Fosc 為控制器工作頻率， L/F 為顯示屏幕的點(diǎn)行數(shù)， Ffr 為顯示器的掃描頻率。如果設(shè) 8FX16，則可用 8*8 字體字符，此時(shí)相當(dāng)于在兩個(gè)字符間加了（ FX8）個(gè)空像點(diǎn)。 P1 0 0 B 1 W/S M2 M1 M0 B：調(diào)整負(fù)向顯示字符時(shí)的屏面邊界，反向顯示的最好方法是以全顯圖形層為背景與字符異或顯示。同時(shí)也給出了外擴(kuò)字符發(fā)生器的字符代碼范圍： 80H~9FH 和 E0H~FFH 共 64種。設(shè)置 SEL SEL2不同的邏輯電平，將分別決定不同系列單片機(jī)的硬件接口，如表所示： 表 44 SEL1,SEL2 電平?jīng)Q定單片機(jī)接硬件口表 SEL1 SEL2 方式 /RD /WR 0 0 8080 方式 /RD /WR 1 0 6800 方式 E R/W * 1 無(wú)效 SED1335控制部分簡(jiǎn)介 SED1335 控制部是 SED1335 的核心。 LCD 顯示屏采用 MGLS320240，其點(diǎn)陣是 320 240，它的背光燈采用 1000V（ 7mA）交流冷陰極背光電路，在本設(shè)計(jì)中采用 QPYL10A 模塊。 圖 34 SED1335原理框圖 中壓同步開(kāi)關(guān)人機(jī)接口設(shè)計(jì) ￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣ 17 第四章 單元模塊設(shè)計(jì) 本設(shè)計(jì)系統(tǒng)主要是人機(jī)接口界面的設(shè)計(jì)，包括鍵盤(pán)輸入與 LCD 顯示。這個(gè) ALE 使能標(biāo)志位（地址為 8EH的 SFR的第 0位）的設(shè) 置對(duì)微控制器處于外部執(zhí)行模式下無(wú)效。對(duì) P3 端口寫(xiě)“ 1 ”時(shí)，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時(shí)可以作為輸入口使用。在 這 種模式下， P0 具有 內(nèi)部上拉電阻。 單片機(jī)也被稱為 微控制器 （ Microcontroller），是因?yàn)樗钤绫挥迷诠I(yè)控制 領(lǐng)域。由于所要完成的功能簡(jiǎn)單，僅僅需要低檔型號(hào)的微處理器就能滿足要求，根本就不需要高檔型號(hào)的微處理器。 ? 鍵盤(pán)的工作方式：在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中，鍵盤(pán)掃描只是 CPU 的工作內(nèi)容之一。 中壓同步開(kāi)關(guān)人機(jī)接口設(shè)計(jì) ￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣ 7 ? 能進(jìn)行數(shù)據(jù)的收發(fā)、控制和顯示。近年來(lái)，隨著電力電子、微電子、數(shù)據(jù)處理 、光電傳感技術(shù)的飛速發(fā)展，尤其是永磁操動(dòng)機(jī)構(gòu)的應(yīng)用，為同 步開(kāi)關(guān)的 研制提供了有利條件。 本文主要描述的是硬件部分的設(shè)計(jì)。用單片機(jī)可以構(gòu)成形式多樣的控制系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。同時(shí)，操作用戶不僅需要看到所記錄的數(shù)據(jù)與波形，還需要對(duì)同步開(kāi)關(guān)控制器進(jìn)行某些參數(shù)的設(shè)置。 通過(guò)分析，對(duì)系統(tǒng)總體方案的設(shè)計(jì)可以做出以下框圖，如圖 21 所示 圖 21 總體設(shè)計(jì)框圖 從系統(tǒng)框圖可以看出，本系統(tǒng)主要由三大模塊組成： ? 鍵盤(pán)模塊：完成控制命令輸入。如果直接使用處理器對(duì)其進(jìn)行控制，程序的編寫(xiě)就十分麻煩，可以采用相應(yīng)的 LCD 顯示控制器，此控制器受控于微處理器。對(duì)于 CRT 顯示，需要完成其相應(yīng)的顯示驅(qū)動(dòng)程序，而 且底層驅(qū)動(dòng)程序復(fù)雜。在單芯片上，擁有靈巧的 8 位 CPU 和在系統(tǒng)可編程 Flash，使 得AT89S52 為眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高靈活、超有效的解決方案。 在 flash 編程和校驗(yàn)時(shí)， P1 口接收低 8位地址字節(jié)。特殊寄存器AUXR(地址 8EH)上的 DISRTO位可以使此功能無(wú)效。 ? XTAL1:振蕩器反相放大器和內(nèi)部時(shí)鐘發(fā)生電路的輸入端。 圖 41 AT89S51 外圍接 口電路圖 中壓同步開(kāi)關(guān)人機(jī)接口設(shè)計(jì) ￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣ 18 鍵盤(pán)電路設(shè)計(jì) 采用獨(dú)立式掃描鍵盤(pán)，按鍵的一端接地，另一端接單片機(jī)的 P1 口。 中壓同步開(kāi)關(guān)人機(jī)接口設(shè)計(jì) ￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣ 21 2. SED1335 在接口部設(shè)置了適配 8080 系列和 M6800 系列 MPU 的兩種操作時(shí)序電路，通過(guò)引腳的電平設(shè)置，可選擇二者之一。也就是文本顯示 RAM 的一個(gè)字節(jié)對(duì)應(yīng)顯示屏上的 8 8 點(diǎn)陣。此時(shí)已寫(xiě)入的新參數(shù)與余下的舊參數(shù)有效地組合成新的參數(shù)組，需要注意的是雖然參數(shù)可以不必全部寫(xiě)入，但所寫(xiě)的參數(shù)順序不能改變， 中壓同步開(kāi)關(guān)人機(jī)接口設(shè)計(jì) ￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣ 24 也不能省略。 M1： 選擇外部發(fā)生器 CGRAM 的字符代碼范圍： 中壓同步開(kāi)關(guān)人機(jī)接口設(shè)計(jì) ￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣ 25 M1=0：為 CGRAM1 區(qū) 80H~9FH。 C/R 是每一顯示行的字節(jié)數(shù)，不是每行的字符數(shù)。用 SYSTEM SET 指令帶 P1參數(shù)可使顯示器退出休眠狀態(tài)。 SL2 為顯示一區(qū)顯示行數(shù)（點(diǎn)行數(shù)）取 00H~（ L/F） H，實(shí)際為 SL2+1 行。一般情況下的簡(jiǎn)便計(jì)算，以 C/R+4 的值設(shè)置即可。在圖形方式下，假如使用多于 8的 FX，則每個(gè) FX 的第二個(gè)字節(jié)的多余部分也將不顯示。 W/S：選擇 LCD 驅(qū)動(dòng)方式。其所屬引腳功能如下： 表 46 SED1335 驅(qū)動(dòng)部引腳表 符號(hào) 狀態(tài) 名稱 說(shuō)明 XD0XD3 輸出 列驅(qū)動(dòng)器數(shù)據(jù)線 XSCL 輸出 列驅(qū)動(dòng)器的位移時(shí)鐘信號(hào) 等效 CP 信號(hào) XECL 輸出 列驅(qū)動(dòng)器使能信號(hào) LP 輸出 數(shù)據(jù)鎖存信號(hào) 等效 LP 信號(hào) WF 輸出 交流驅(qū)動(dòng)波形 等效 M 信號(hào)