張彥飛

蘇南碩放國際機場 江蘇 無錫 214028

引言

近年來,近年來,隨著相關技術的進步和有效的成本控制,液晶觸摸屏憑借其友好的人機交互能力,被廣泛應用于消費電子、汽車中控、工業(yè)控制、多媒體娛樂等技術領域。而在民航氣象儀器中,使用最多的仍然是PC采集數(shù)據或者是維薩拉DD50數(shù)據顯示面板。PC采集數(shù)據需要連接電腦串口,使用串口采集軟件或者專用軟件才能顯示數(shù)據,使用復雜,并且顯示數(shù)據繁多,不夠直觀。DD50數(shù)據顯示面板成本高昂,一個小小的LED 顯示屏動輒數(shù)萬元,并且配置復雜,顯示的數(shù)據也比較單一。本文從氣象部門的實際需求出發(fā),設計了一款小巧方便的串口屏幕,用于連接PTB氣壓儀,實現(xiàn)氣壓數(shù)據的實時顯示。

1 HMI串口屏介紹

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

串口屏就是帶串口控制的液晶屏,詳細定義：一套由單片機或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;它由顯示驅動板、外殼、LCD液晶顯示屏三部分構成。接收用戶單片機串口發(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氣壓計輸出的是RS232信號,兩者之間使用了RS232－TTL雙向轉換器進行轉換。

圖1 硬件連接示意圖

3 氣壓計設置

使用串口連接線連接PTB330,超級終端9600,8N1,連接后,按S鍵,回車,進入設置界面[2]。依次設置氣壓計的輸出數(shù)據格式、用以QFE、QNH 計算的高度參數(shù),并設置數(shù)據輸出間隔為1秒。設置完成后,按R鍵,回車,進入運行模式,即可自動以1秒間隔輸出數(shù)據。

4 人機界面設計

使用串口屏配套的HMI設計軟件,建立顯示所需的控件及資源[3]。

進行系統(tǒng)初始化,主要代碼如下：

recmod＝1//設置解析模式為主動解析

va0.val＝2

if(bt1.val＝＝1)

{

play 0,1,1

}

click refback,0

n3.val＝rtc3//時賦值

n4.val＝rtc4//分賦值

n5.val＝rtc5//秒賦值

設置了三個計時器控件,計時器tm0用于控制時鐘顯示,tm1控制數(shù)據接收及解析處理,tm2用于定時將QFE、QNH 的賦值清零,防止因串口通訊中斷或氣壓計死機導致顯示界面仍然顯示過期數(shù)據。為了對接收到的數(shù)據進行質量控制,程序使用了CRC16校驗,對串口輸出的數(shù)據進行校驗,校驗通過的數(shù)據,交給計時器tm1 進行解析,校驗不通過,則將其丟棄,并進行下一輪接收。如果超過一分鐘未接收到有效數(shù)據,則控制揚器發(fā)出聲音告警。

計時器tm1主要代碼如下：

if(usize＞＝16)//接收到足夠數(shù)據時進行解析

{

ucopy QFE.txt,0,7,0

ucopy QNH.txt,9,7,0

code_c//清空緩存

}

圖2 HMI界面設計圖

圖3 產品實際使用效果圖

5 小結

使用HMI設計軟件完成程序設計后,將程序燒錄到屏幕內,加電測試正常。經過一個月的對比觀測,數(shù)據誤差均小于行業(yè)標準要求,并且可以對異常數(shù)據進行告警。該設備在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)管局的認可。