基于ARM7的人机接口模块设计

0 引言

随着电力系统的发展，其系统容量越来越大，结构越来越复杂，系统中的自控及继保装置所需处理的信息不断增加，这对人机接口的功能提出了更高的要求。新型的人机接口模块要能够快速响应和处理大量数据，并具备实时信息显示和人性化界面功能。而集成电路技术和嵌入式系统技术的飞速发展及其在电力系统中的应用，为人机接口的升级提供了技术支持。本文以小电流接地系统故障选线装置的研发为背景，并利用高性能低功耗的集成电路芯片，设计了一种基于ARM7的人机接口模块，该模块比传统的人机接口具有更大的优势。

1  系统结构

本系统的人机接口模块功能框图如图1所示。



1.1 CPU系统

本模块中的CPU采用32位高性能低功耗微控制器芯片LPC2134，该芯片内置丰富的硬件资源，包括32 KB的静态RAM、128 KB的Flash、2个16C550工业标准UART、2个高速I2C接口和实时时钟等。该CPU使用三级流水线技术，取指、译码及执指可同时完成．其最高操作频率可达60MHz。向量中断控制器(VIC)可管理所有的32个中断输入，中断优先级可编程动态分配。这些功能的集成使得LPC2134十分适合于工业测控，并能胜任对人机接口模块的控制职能。其CPU外部复位芯片可采用CATALYST公司生产的CAT1025。CAT1025兼顾了非易失性存储器和复位功能。存储器则采用高速I2C总线接口(400 kb／s)，可支持手动按键复位输入和写保护输入。

1.2液晶接口

液晶模块(LCM)采用内置T6963C控制器的SMG240128A点阵图形液晶。该液晶为单屏结构，采用单电源供电，点像素为240×128点，黑色字／蓝色底，属于中规模LCM。其液晶模块和CPU的接口电路原理如图2所示。



在图2所示的液晶接口电路中，CPU的控制线先接六输入反相器74HC14作为驱动；数据线接双向八位总线收发器74LS245作为驱动，该芯片有2根控制线，可分别控制数据传输方向(DIR)和片选(G)。采用芯片驱动与电阻驱动相比，整个模块结构更加紧凑，线路清晰，可提高系统的集成度和抗干扰能力。电位器W1用于调节液晶的对比度，W2用于调节液晶的背光强度，用户可以根据需要随时调节液晶的显示效果。

本文关键字：接口  嵌入式系统-技术，单片机-工控设备 - 嵌入式系统-技术