文档介绍：《工业控制计算机》!""#年$%卷第%期!问题的提出绝大多数微机型控制装置都需要一个人机接口,目前最普遍采用的是“键盘&液晶显示器&’(!)!串口”的方案。其中键盘主要是接受人的一些基本指令,如参数设置,参数显示等。液晶显示器相对以前的数码管显示更直观,尤其现在能显示汉字的图形化液晶已得到了普遍的使用。另外,为了实现更强大丰富的功能,装置一般留有一个’(!)!串口,用户通过笔记本串口可以代替键盘和液晶显示器和装置直接通讯。基于成本和可靠性的考虑,目前用于人机接口的单片机一般为简单的价格低廉的*位单片机,其中尤以+$系列单片机居多。这种单片机简单,便宜,开发周期短。但一般都只有一个串口,在基于串口的人机接口解决方案中,串口数量显得远远不够。一般来说,一套装置需要三个串口。一个与主机通讯,获取装置本体的信息。一个与液晶显示器通讯,显示参数。一个与上位机通讯,即预留的’(!)!串口。有些装置采用并口的方式控制液晶显示器,其中一种方式是主,-.兼作人机接口,-.,直接通过并口控制液晶(这种液晶一般不带/,.)。另外一种方式是人机接口,-.与带/,.的液晶显示器模块通过并口通讯。两种方式都有一定的局限性。并口通讯硬件相对烦琐,数据线较多,抗干扰性差,如果采用加驱动和隔离的办法增加抗干扰能力,硬件又相对复杂,而且效果并不是太好。因此,装置在硬件结构设计上只得让并口电缆尽可能的短。现在市面上有各种带控制器和单片机的液晶显示模块,这种模块预置了各种字库和丰富的函数,与用户可通过串口(001电平或!)!电平)或并口通讯。从可靠性方面考虑,笔者推荐采用串口的方式与液晶显示器通讯。"一种基于串口扩展的人机接口解决方案!2$系统结构系统总体结构如图$所示。图$系统结构示意图其中主,-.是装置的核心,通过’(!)!口与人机接口,-.通讯。面板上液晶显示器上的所有信息通过这个串口获得。人机,-.通过扩展的串口与液晶显示模块通讯。这个串口只需要发送线,不需要接收线,液晶显示器的状态线(3456信号)通过789脚引入单片机。与上位机接口的串口采用分时复用的方式与第一个串口共用。即,通过切换电路,直接将主,-.切换到上位机(-,机)的串口,通讯内容不经过人机,-.中转,这一点不同于一般的方案,不但硬件简单,而且不需要人机,-.编制相应的通讯软件。!2!硬件介绍硬件示意如图!所示。图!硬件示意图人机,-.采用*位的*:,+$’;<&单片机,其内核是*",+$,内部带=#>的?1@(A’9/,支持7(-(7BC(65DEF5EGHIJ-GKLGIFFHBL)编程,一个串口,不用外扩即可单片工作。液晶显示模块采用带汉字字库的模块,与人机,-.采用串行的方式通讯,本方案中采用789口模拟串口,由于只发送数据,只需要一根789线即可。液晶与人机,-.的接口相当简单。由于只需要模拟串口发送数据,软件也相当简单。液晶模块的状态也通过789口送到单片机。与并行方式相比,连线大大减少,抗干扰能力也就自然增强了。而且,串行数据的传送本身便要遵循一种协议,这也增加的数据的可靠性。串口切换的关键元件是%#1($+%和/@;!)!。%#1($+%内部带#个!选$数据选择器,/@;!)!带!个001到’(!)!电平转换器。正常情况下,%#1($+%的通道切换脚(***@83)为低电平,@与M相通,人机,-.的0;<通