基于ARM7的人机接口模块设计
1.3 键盘及LED接口
键盘主要负责用户指令的输入，LED则负责指示系统运行状态。传统的键盘和LED往往独占CPU引脚资源。可由I／O口电平触发来控制。矩阵式键盘虽然能够节约部分引脚，但随着按键的增加，其所占用的引脚数也会增加。
针对这一矛盾，周立功公司推出了一款按键及LED驱动芯片ZLG7290，该芯片采用I2C串行接口，可提供键盘中断信号，以方便与CPU接口，最少时仅需占用2根I2C口信号线，故可大大节省I／O资源；它可以直接驱动8位共阴式数码管(1英寸以下)或64只独立的LED；同时能够管理多达64只按键，并自动消除抖动，其中有8只可以作为功能键使用。其最大的优点在于可根据系统需求选择按键及LED的数量，且按键及LED的扩展无需增加CPU的硬件开销，同时能自动完成键盘及LED的动态扫描，节省CPU的工作量，也可集中资源用于信号的检测和控制。该芯片作为工业级芯片，其抗干扰能力很强。在工业测控中应用十分广泛。本次人机接口模块设计采用了8只按键和8只LED，其连接电路原理图如图3所示。
图3中，ZLG7290只需占用3根CPU的I／O线，分别为I2C口数据传输线SDA，时钟传输线SCL及按键中断输入INT。ZLG7290的I2C口与LPC2134的I2C1口相连接，其传输速率可达32 kbit／s，由于是开漏端口，故需加1 kΩ的上拉电阻；中断信号线可与LPC2134的外部中断3 (EINT3)的输入引脚连接，当有按键按下时，会触发按键中断。当然，也可不连接该信号线，由软件查询来完成按键检测。R1～R8是键盘电阻，可防止按键按下时Dig信号线和Seg信号线形成短路而影响LED显示；R9～R16为限流电阻，阻值为220Ω，适当减小其阻值，可以增大LED的亮度。
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。
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