软件设计 - 基于LPC2134的人机接口模块设计

　　2  软件设计

　　软件设计旨在充分利用系统硬件资源，实现小电流接地装置人机接口部分所需完成的功能。具体的功能包括：

　　(1)由串口接收并处理下位机DSP传送过来的正常信息数据及故障信息数据；

　　(2)实时显示变电站各条线路正常运行信息，包括母线上的三相电压Ua，Ub，Uc；三线电压Uab，Ubc，Uca；PT开口电压(即零序电压)3U0；各条出线的零序电流3I0,，

　　(4)接收到故障信息时，中断正常信息的显示，切换到故障画面，并启动声光报警；

　　(5)存储接地故障信息，作为故障记录备案；

　　(6)随时查询正常运行信息和接地故障信息；并根据权限设置、修改系统运行参数；

　　为此，可采用结构化的程序设计方法，自顶向下，逐步细化问题的求解过程，并分阶段进行，以便每个阶段处理的问题都控制在人们容易理解和处理的范围内。针对小电流接地系统的人机接口模块，其程序分层设计方案如图4所示。

 

 

　　3  人机交互界面

　　本LCD可由其内置控制器T6963C控制，T6963C内部的指令集用于设置液晶模块的显示功能，包括地址指针、显示区域、显示方式、数据读写方式的设置。可采用图形模式完成显示功能，图形模式下的显示原理是将字模数据逐个字节地写入图形显示区，每位对应液晶屏上的一个像素点。其系统主菜单及正常信息显示部分的内容如图5所示。

 

 

　　图5(b)中，1#PT代表1#母线，具体显示的母线条数可由现场运行条件设定，右上角为通讯正常标志，右下角为翻页标志。其故障信息及历史记录查询画面如图6所示。

 

 

　　接地故障信息通常包括发生故障的母线号、线路号、故障相、故障后3U0值、接地故障发生时间及消失时间。

　　本设计需由按键来实现系统参数的修改和存储，其按键面板如图7所示。

 

 

　　图7中一共设置了8个按键，包括上下左右四个方向键，回车键、退出键、累加键和递减键。其中方向键用于银的子菜单及显示画面，在设置系统参数时可选中不同的设置位，累加键和递减键用于修改参数值，通过加减一来实现；回车键用于进入下一级子菜单及保存修改数据，退出键用于返回上级菜单。按键及LED的功能由带I2C接口的ZLG7290芯片通过读写内置寄存器来实现。

　　4  结束语

　　通过调试和实验，本设计的人机接口模块能够很好地完成小电流接地装置的人机交互功能。该模块在硬件上采用了高性能集成电路驱动芯片，使得电路的结构紧凑，抗干扰性强。而在软件上的功能也比较完善，灵活性强，便于扩展和升级。基于以上的特点，该人机接口模块具备较好的实用和推广价值，可为嵌入式系统装置中人机接口模块的设计提供一定的参考。