張彥飛

蘇南碩放國際機(jī)場 江蘇 無錫 214028

引言

近年來,近年來,隨著相關(guān)技術(shù)的進(jìn)步和有效的成本控制,液晶觸摸屏憑借其友好的人機(jī)交互能力,被廣泛應(yīng)用于消費(fèi)電子、汽車中控、工業(yè)控制、多媒體娛樂等技術(shù)領(lǐng)域。而在民航氣象儀器中,使用最多的仍然是PC采集數(shù)據(jù)或者是維薩拉DD50數(shù)據(jù)顯示面板。PC采集數(shù)據(jù)需要連接電腦串口,使用串口采集軟件或者專用軟件才能顯示數(shù)據(jù),使用復(fù)雜,并且顯示數(shù)據(jù)繁多,不夠直觀。DD50數(shù)據(jù)顯示面板成本高昂,一個(gè)小小的LED 顯示屏動(dòng)輒數(shù)萬元,并且配置復(fù)雜,顯示的數(shù)據(jù)也比較單一。本文從氣象部門的實(shí)際需求出發(fā),設(shè)計(jì)了一款小巧方便的串口屏幕,用于連接PTB氣壓儀,實(shí)現(xiàn)氣壓數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)顯示。

1 HMI串口屏介紹

HMI是Human Machine Interface的縮寫,“人機(jī)接口”,也叫人機(jī)界面。人機(jī)界面(又稱用戶界面或使用者界面)是系統(tǒng)和用戶之間進(jìn)行交互和信息交換的媒介,它實(shí)現(xiàn)信息的內(nèi)部形式與人類可以接受形式之間的轉(zhuǎn)換。凡參與人機(jī)信息交流的領(lǐng)域都存在著人機(jī)界面。

串口屏就是帶串口控制的液晶屏,詳細(xì)定義：一套由單片機(jī)或PLC帶控制器的顯示方案,顯示方案中的通訊部分由串口通訊,UART 串口或者SPI串口等;它由顯示驅(qū)動(dòng)板、外殼、LCD液晶顯示屏三部分構(gòu)成。接收用戶單片機(jī)串口發(fā)送過來的指令,完成在LCD上繪圖的所有操作[1]。

表1 屏幕主要技術(shù)參數(shù)

2 硬件連接

串口屏接口采用的是3.3V/5V TTL 電平,PTB330氣壓計(jì)輸出的是RS232信號(hào),兩者之間使用了RS232－TTL雙向轉(zhuǎn)換器進(jìn)行轉(zhuǎn)換。

圖1 硬件連接示意圖

3 氣壓計(jì)設(shè)置

使用串口連接線連接PTB330,超級(jí)終端9600,8N1,連接后,按S鍵,回車,進(jìn)入設(shè)置界面[2]。依次設(shè)置氣壓計(jì)的輸出數(shù)據(jù)格式、用以QFE、QNH 計(jì)算的高度參數(shù),并設(shè)置數(shù)據(jù)輸出間隔為1秒。設(shè)置完成后,按R鍵,回車,進(jìn)入運(yùn)行模式,即可自動(dòng)以1秒間隔輸出數(shù)據(jù)。

4 人機(jī)界面設(shè)計(jì)

使用串口屏配套的HMI設(shè)計(jì)軟件,建立顯示所需的控件及資源[3]。

進(jìn)行系統(tǒng)初始化,主要代碼如下：

recmod＝1//設(shè)置解析模式為主動(dòng)解析

va0.val＝2

if(bt1.val＝＝1)

{

play 0,1,1

}

click refback,0

n3.val＝rtc3//時(shí)賦值

n4.val＝rtc4//分賦值

n5.val＝rtc5//秒賦值

設(shè)置了三個(gè)計(jì)時(shí)器控件,計(jì)時(shí)器tm0用于控制時(shí)鐘顯示,tm1控制數(shù)據(jù)接收及解析處理,tm2用于定時(shí)將QFE、QNH 的賦值清零,防止因串口通訊中斷或氣壓計(jì)死機(jī)導(dǎo)致顯示界面仍然顯示過期數(shù)據(jù)。為了對接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行質(zhì)量控制,程序使用了CRC16校驗(yàn),對串口輸出的數(shù)據(jù)進(jìn)行校驗(yàn),校驗(yàn)通過的數(shù)據(jù),交給計(jì)時(shí)器tm1 進(jìn)行解析,校驗(yàn)不通過,則將其丟棄,并進(jìn)行下一輪接收。如果超過一分鐘未接收到有效數(shù)據(jù),則控制揚(yáng)器發(fā)出聲音告警。

計(jì)時(shí)器tm1主要代碼如下：

if(usize＞＝16)//接收到足夠數(shù)據(jù)時(shí)進(jìn)行解析

{

ucopy QFE.txt,0,7,0

ucopy QNH.txt,9,7,0

code_c//清空緩存

}

圖2 HMI界面設(shè)計(jì)圖

圖3 產(chǎn)品實(shí)際使用效果圖

5 小結(jié)

使用HMI設(shè)計(jì)軟件完成程序設(shè)計(jì)后,將程序燒錄到屏幕內(nèi),加電測試正常。經(jīng)過一個(gè)月的對比觀測,數(shù)據(jù)誤差均小于行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)要求,并且可以對異常數(shù)據(jù)進(jìn)行告警。該設(shè)備在2018年9月投入使用,一年多來性能穩(wěn)定可靠,得到了民航江蘇監(jiān)管局的認(rèn)可。