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4.3 通信及人机接口软件设计
人机接口是系统和用户之间进行交互和信息交换的媒介,它实现信息的内部形式与人类可以接受形式之间的转换。人机接口是智能设备中不可缺少的部分.它是了解与控制智能设备的关键,本设计中主要包括键盘设计、液晶中文显示两个部分。
键盘输入部分由矩阵扫描键盘、键盘总共设置10个功能键,包括:系统复位、电池参数显示、交流参数显示、直流参数显示、开关状态显示、温度显示、上翻、下翻、报警状态复位。另外,还留有一个供扩展的键盘。
结合键盘电路的设计,液晶显示的模式采用默认和中断处理两种方法,在没有任何键输入的情况下,液晶模块显示交流采样数据:一旦有键输入,如电池巡检参数显示,显示模块则立即进入电池参数显示状态。
串口通信实现单片机与上位机的通信,从而将采集到的数据传送到上位机进行处理和控制。
4.4 主程序处理模块
主程序处理模块作为系统的框架,主要负责对各个模块之间的协调处理和数据交互。主程序处理模块首先初始化,主要包括对单片机各个引脚功能的定义以及相应寄存器的赋值,这其中还包括对各个功能模块控制寄存器的赋值和参数的设定。然后进入主程序的处理过程,这中间包括SPI通信和液晶显示两个模块。主程序处理流程如图5所示。整个程序基本采用中断服务结构,为了实现中断程序与主程序之间的数据交互,系统可以适当的定义一些全局变量和全局缓存区来实现数据交互。
主程序经过参数设定后立即进入SPI通信,将交流数据的值存入单片机寄存器中,保存并进行参数整定,然后立即进行开关量状态的扫描(扫描I/O状态)。
由图5可以看出,主程序处理只有两个简单的功能模块,然后是负责标志判断和标志设置。另外就是从指定的缓冲区读取数据或将数据暂存到指定的缓冲区。其他所有的功能模块都由中断处理来完成,主程序只对这些模块进行数据交互。
5 结束语
该系统是基于MSP430F149单片机的一个多任务处理系统,主要面向中小型变电站的自动化运行综合管理,具有专用性强、可靠性高以及造价低等特点。该系统包括蓄电池组单体电压测量、电池以及环境温度检测、操作电源电压及电流检测、交流电压(电流、功率因数)的检测(SPI通信部分)、开关量状态检测、操作电源自动调压控制、电池低压自 动充电控制、键盘及显示、通信等共9个主体模块,同时还保留有一定的扩展空间,基本上能够满足中小型变电站的检测与控制需要。另外。由于该系统的处理器具有运行可靠和多种低功耗运行模式,所以特别适用于变电站这种能量控制单位的使用
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