【文章內容簡介】 單電源供電。 它的內部結構基本可分三個部分； 第 一個 部分是數(shù)據(jù)轉換通道 部分 。兩個數(shù)據(jù)通道 是 由 1 1 1 14 腳組成 。其中 11 腳（ T1IN）、 12 腳（ R1OUT）、 13 腳（ R1IN）、 14 腳（ T1OUT） 作為 第一數(shù)據(jù)通道。 7 腳（ T2OUT） 、 8腳（ R2IN）、 9腳（ R2OUT）、 10 腳（ T2IN）為第二數(shù)據(jù)通道 [5]。 第 二 部分是電荷泵電路 部分。有 4 個 電容 和 6 引 腳。 作用 是 生成 +12v和 12v 兩 相反 個電源。 第三部分就是供電 部分 。 15腳 GNG、 16 腳 VCC（ +5v）。 此處使用基本型 MAX232 作為 89C51 的串行數(shù)據(jù)通信?；倦娐愤B接如圖 圖 RS232 接口 [4] RS232 interface 天津理工大學 2021屆本科畢業(yè)設計說明書 8 PCB 板圖電路連接方式如下圖所示： 圖 RS232電路板 RS232 pcb 2． 4 鍵盤操作部分介紹 本課題是使用的通用的 4*4 的行列式鍵盤，這種鍵盤的規(guī)格是現(xiàn)在工業(yè)中比較通用的，其中包括了按鍵的多種功能的切換，能夠很好的完成數(shù)據(jù)輸出的功能，具體的樣式如下 表 鍵盤 Table Keyboard 7 8 9 退格 4 5 6 點 1 2 3 線 0 確定 圓 矩形 圖 鍵盤接口圖 The interface of the keyboard 天津理工大學 2021屆本科畢業(yè)設計說明書 9 在硬件實現(xiàn)方面采用的是按鍵操作， 每個鍵就是一個行與列的交點，按鍵有兩個端點，一端接行，另一端接列。鍵按下就是將會使兩端點短路，使二者連通。有鍵按下則行與列連通 。 顯示部分介紹 使用通用的 8 段數(shù)碼管，在安排具體數(shù)目的時候考慮到命令集的代碼情況和命令的代碼數(shù)目，應該在 4 個以上。因為通過 uln2021 進行位選 ，而此芯片能驅動的數(shù)碼管的數(shù)目是 7個，所以從節(jié)省芯片的角度考慮所以選用 7 個 8 字數(shù)碼管作為顯示區(qū)的部件。具體的硬件電路如圖 圖 顯示接口 The interface of the display 天津理工大學 2021屆本科畢業(yè)設計說明書 10 第三章 液晶顯示終端 DGUS 屏介紹 DGUS 綜述 DGUS 是根據(jù)迪文 K600+內核所設計的智慧型 GUI 系統(tǒng)軟件，全稱是 DWIN Graphical Utilized Software，即迪文圖形應用服務軟件。而 DGUS 屏是一種液晶屏，它建立于該智慧型軟件。該液晶屏并且是運用直接變量驅動顯示方式，所有的操作都根據(jù)前期都已經配置好的變量文件，來顯示不同于傳統(tǒng)的 LCM 的根據(jù)指令和時序來控制顯示。比起傳統(tǒng)的 LCM 采用直接驅動顯示方式，操作更為簡單實用。此外運用 DGUS 進行人機界面的開發(fā)，運用 PC 機進行一些組態(tài)設計，把人機交互的過程和控制過程分開，可以大幅度降低用戶單片機所需的代碼量（因為只需要寫點通過串口來讀或寫變量存儲器的代碼即可）。 DGUS 屏組態(tài)設計開發(fā)不同于常規(guī)的人機界面開發(fā)， DGUS 屏擁有 256M 存儲器，最大可以擴展到 2GB。用戶所要用的圖形完全可以 用一些 PS 圖形處理軟件來設計， DGUS 屏都可以支持，即用戶可以任意發(fā)揮創(chuàng)意來設計界面。 軟件平臺是 DGUS 與傳統(tǒng)的 HMI 最大的不同點，傳統(tǒng)的 HMI 一般使用常規(guī)的軟件系統(tǒng)，像是 Andriod、 Linux 等等。而 DGUS 采用的是自身特有的，嵌入在硬件中的專用軟件。其明顯的特征有：（ a）抗干擾的能力強，較為可靠性、穩(wěn)定性也好；（ b）不需要付版權費用，使得產品開發(fā)成本下降；（ c）由于可以較好的保護用戶的知識產權，就能有效地避免同行山寨的惡性競爭。在相比于傳統(tǒng)的液晶屏和指令屏， DGUS 的本質是硬件化的 GUI的 平臺 。它的典型特征就是開發(fā)質量高，二次開發(fā)門檻低，生產、維護簡單，并且很容易在用戶通用的硬件的平臺上形成系列化產品 [6]。 DGUS 軟件架構如下： 圖 DGUS 軟件架構 DGUS software architecture 天津理工大學 2021屆本科畢業(yè)設計說明書 11 DGUS 屏的主要特點 DGUS 屏的主要特點如下： 執(zhí)行時可以把 GUI 分成控件，并按頁面來配置，變量直接控制控件顯示； 用 PC 的軟件來配置控件文件（ ），配 置完后，下載到 DGUS 屏，假如用戶要實現(xiàn)控件顯示的相應改變，僅僅只需要串口改寫變量值。比如，要在某個頁面顯示兩位小數(shù)（ ）的溫度值，分兩步開發(fā)完成： 第一步設置：首先用迪文的 PC 組態(tài)開發(fā)軟件，在需要設置的頁面來添加一個數(shù)據(jù)變量控件，并設置好要顯示的格式（顯示顏色、單位、字體大小、數(shù)據(jù)類別、數(shù)據(jù)源）。在全部設置添加完畢后，通過 SD 卡把已生成的控件文件（ ）下載到 DGUS 屏。 第二步運行：用戶使用軟件只進行定時或者參數(shù)變化時，通過串口把溫度值刷新到對應的數(shù)據(jù)源地址， 當顯示切換到所對應頁 面時，屏幕就會自動按照預先所設定顯示格式來顯示。 觸摸屏或鍵盤錄入過程，通過 PC 軟件按照頁面定義的觸控文件（ ）來控制，用戶軟件僅需要定時（或者參數(shù)改變時的串口中斷觸發(fā)）來讀取錄入變量值即可。 比如，要觸摸輸入顯示兩位小數(shù)，需要分兩步開發(fā)完成： 第一步設置：首先用迪文的 PC 組態(tài)開發(fā)軟件，在需要添加頁面位置來添加一個變量數(shù)據(jù)錄入控件，并設置好錄入格式（數(shù)據(jù)類別、顯示顏色、小數(shù)點長度、字體大小、數(shù)據(jù)源），在全部設置添加完畢后，借助 SD 卡把生成的控件文件（ ）直接下載到 DGUS 屏。 第二步運行：當按到對應頁面，并且按下觸摸屏觸發(fā)相應控件， DGUS 就會自動完成錄入過程。也就是用戶使用軟件只需要定時（或者配置為錄入完成自動串口下發(fā)給用戶）查詢錄入值即可。 其它參數(shù)如下： 擁有 8 通道曲線趨勢圖存儲器和 56KB 變量空間，以及極快的變量顯示反應速度； 擁有 256 字節(jié)配置寄存器空間， 串行命令來讀取和寫入 ，用于硬件控制和操作； 擁有 256MB（擴展到 1GB、 2GB） Flash 存儲器，以及海量圖片、圖標、字庫存儲、海量圖片可用； 每個頁面可以任意設置多個的 觸控控件和多達 128 個顯示控件（支持顯示控件疊加）。 FAT32 文件格式， SD/SDHC 接口，可使用 SD 卡實現(xiàn)圖片數(shù)據(jù)下載、 DGUS 屏硬件參數(shù)的配置、軟件升級，批量生產時更為方便，并且便于生產檔案管理。 支持電容觸摸屏、支持語音播放功能、可以在圖片存儲器空間構造高可靠性用戶數(shù)據(jù)庫；集成了觸控蜂鳴器伴音功能、集成背光亮度調節(jié)、 RTC（公歷 /農歷）、背光自動待機； 集成的 DWIN OS 平臺，其擁有豐富的指令，允許用戶把代碼放到 DGUS 屏上運行，方便了用戶的二次開發(fā)，也提供了 DGUS 屏成為系統(tǒng)主控設備的可能性。 除此之外，迪文 OS 平臺集成了常用通信協(xié)議處理（比如 Modbus 協(xié)議、 DL/T645 電力天津理工大學 2021屆本科畢業(yè)設計說明書 12 抄表協(xié)議等）、數(shù)據(jù)存儲（包括 Flash 數(shù)據(jù)庫讀寫）、數(shù)學運算（包括 MAC、 CRC）、串口外設（比如打印機）驅動、 DGUS 進程控制等指令、串口通信，典型應用案例包括 POS 設備、電力抄表、票據(jù)打印、 Modbus 總線管理等。 擁有迪文自主知識產權的軟件設計和可靠的硬件平臺，使得 DGUS 屏不僅性能優(yōu)越，而且運行也是可靠穩(wěn)定的。通過 RoHS 和 TUV CE 認證。 DGUS 串口操作 串口的指令或者數(shù)據(jù)都是十六進制的格式；對于字型數(shù)據(jù)，總是采用高字節(jié)先傳送（ MSB） 方式。舉例： 0x4321 傳送時先傳送 0x43。用戶界面的復雜程度決定了 DGUS 一個周期內能夠傳送的最大數(shù)據(jù)長度；另外 DGUS 屏在一個 DGUS 周期內最好不要接受超過 4KB 的數(shù)據(jù)； DGUS迪文屏的串口接收的 FIFO 是 4KB，也就是可以傳送至少 4KB 數(shù)據(jù)（約等于 230400691200bps波特率連續(xù)發(fā)送）在 1 個 DGUS 周期（ 80/120/160/200mS）內。迪文 DGUS 屏使用全雙工串口（ UART）、異步。迪文 DGUS 屏的 串口模式是 8n1，即每個數(shù)據(jù)傳送用 10 個位，即 1個起始位， 1 個停止位， 8個數(shù)據(jù)位。可以通過 SD 卡來配置串口波特率。 DGUS 屏數(shù)據(jù)幀架構，如下表所述： 表 DGUS屏數(shù)據(jù)幀架構 Table DGUS screen data frame structure 數(shù)據(jù)塊 1 2 3 4 5 定義 幀頭 數(shù)據(jù)長度 指令 數(shù)據(jù) 指令和數(shù)據(jù)的 CRC校驗 數(shù)據(jù)長度 2 1 1 N 說明 配置文件的R3:RA 定義 數(shù)據(jù)長度包括指令 、數(shù)據(jù)和校驗 0x800x84 配置文件的 決定是否啟用 舉例 5A A5 05 81 00 10 20 24 DGUS 軟件開發(fā)流程 迪文 DGUS 屏是采用直接變量驅動的顯示方式，與傳統(tǒng)的液晶顯示模塊通過指令或時序控制顯示有所不同。事先設置好的變量配置文件將決定所有的顯示和操作的工作。在用戶應用時，用戶采用兩種不同的工作方式，將導致軟件架構和二次開發(fā)難度完全不同。 在某些小、中型電子工程項目應用中，當是由一些功能完善、相對獨立的組件構成整個系統(tǒng)時， DGUS 屏可以直接被用戶當成主機使用。用戶還可以把 DGUS 屏和 所相匹配的設備用485 網(wǎng)絡組成一個網(wǎng)絡，用 DWIN OS 二次開發(fā)平臺來進行二次開發(fā)，開發(fā)用戶的主控軟件可以直接在 DGUS 屏上運行，來替代用戶 CPU 的工作?？偠灾兞颗渲梦募?DGUS 屏工天津理工大學 2021屆本科畢業(yè)設計說明書 13 作的基礎，換一句話就是，使用 PC 軟件（或其它繪圖軟件）設計完成變量配置文件的過程也就是 DGUS 屏開發(fā)的過程，基本的開發(fā)流程如下： 第 1 步：變量規(guī)劃 在開發(fā)過程中可以使用 Excel 表格一排排來整理、記錄好變量的分配，有利于將來的維護，修改和升級。 第 2 步：界面設計 利用 PS 輔助軟件進行界面設計，比如進行 整體背景界面，圖標和字庫的設計。在設計的過程中，為確保最終顯示效果和設計效果一致，調色板系統(tǒng)切記設置為為 65K 色。 第 3步：界面配置 進行界面的配置可以使用迪文提供的工具軟件來實現(xiàn)，來生成變量配置文件 ()和觸控配置文件 ()。 第 4步：測試修改 把剛才配置圖片、文件、字庫、圖標庫等借著 SD 卡下載到迪文 DGUS屏，進行界面修改和測試。 把串口連上用戶 MCU 系統(tǒng)，進行數(shù)據(jù)聯(lián)調。 第 5 步：定版歸檔 定版后，把配置文件、圖片、字庫、圖標庫等 DGUS 屏涉及的文件保存在一張 SD 卡轉生產即可。 如 果不希望最終客戶通過 SD卡接口改變或者導出內部數(shù)據(jù)，可以對 SD卡接口加密鎖死 (加密后用戶必須保管好 SD 卡的開鎖密碼，因為 SD 卡一旦鎖死，沒有開鎖的密碼，只能更換 CPU才能使 SD 卡再次可以用 )。 天津理工大學 2021屆本科畢業(yè)設計說明書 14 第四章 設計原理硬件及軟件介紹 系統(tǒng)概述 在對應用系統(tǒng)進行總體設計時，實際上一般需要統(tǒng)一考慮硬件設計和軟件設計，并一起協(xié)同開發(fā)，一般而言，當系統(tǒng)硬件部分設計完成后，軟件設計就清楚了。系統(tǒng)的軟件設計是關于工具系統(tǒng)功能的。單片機軟件的設計主要包含監(jiān)控軟件的設計和執(zhí)行軟件（完成各種 實質性功能）的設計。 單片機的軟件設計通常要考慮一下幾個方面： 培養(yǎng)好的編程習慣，如子程序化、模塊化等等，又便于修改和移植； 根據(jù)軟件功能的需求，將系統(tǒng)軟件分為幾干個相對獨立的部分，設計出合理的整體體結構，使軟件開發(fā)具有清晰、簡捷和流程合理的特點； 建立正確的數(shù)學模型。通過仿真提高系統(tǒng)的性能，并選取合適的參數(shù)； 繪制程序流程圖； 合理分配系統(tǒng)的資源，包含定時器 /計數(shù)器、中斷源和端口、 ROM、 RAM、 FLASH 存儲器等； 為程序加入注釋，提高可讀性，實施軟件工程； 注意軟件的抗干擾設計提高系統(tǒng)的可靠性。軟件設 計可以使用匯編語言、 C 語言和 C51語言，并在編輯軟件中將源程序生成目標代碼，利用目標代碼進行系統(tǒng)程序調試。 本設計軟件部分分為兩塊，一塊為單片機軟件編程，另一方面對液晶屏編程?？傮w硬件框圖如下。 8