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基于C52的模块化信息调控屏

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  摘要:随着互联网经济的迅速发展,物联网与各种智能设备的普及率越来越高,现阶段应用于市场的大量提示板、值班表、显示屏由纸质及LED屏为主体,纸质材料的缺点在于不能简洁明了的表示需要显示的信息,以及更新信息的繁琐,LED屏问题在于作用单一,即时性较差,只有单边显示内容,缺少双边互动内容,高端云智能屏幕功能完善,但是成本居高不下,难以抽取部分功能运用到中低端市场。提出利用C52单片机、串口触摸屏完成模块化信息显示屏,通过labview完成数据转换与串口信息交互。
  关键词:单片机;串口;Labview;模块化
  1.基本理论
  模块化信息调控屏硬件设计核心使用ATMEL公司所生产的AT89C52单片机最小系统,低电压、高性能是该CMOS八位单片机的特点。而其中256字节的随机存储数据存储器(RAM)和8k字节的FLASH只读程序存储器可重复的进行擦写,密度高,失性低的相关存储技术是ATMEL公司所惯有的优质特点,同时这一特点也在这款系统中展示了出来,这款芯片内置的8位通用型中央处理器功能完善,能够对标准的MCS-51指令系统进行兼容,因此可以匹配对功能的全部要求,同时由于本单片机的普及性,又控制了硬件成本。在通讯方面,此次使用了RS-232串口协议,其进行通信的最远可至15(即50英尺),该协议在进行用户机点对点通信功能和设备间通讯方面有良好的处理机能,其他方面难以完成,因此后期成品搭载了蓝牙与网络模块,对通讯方面又进行了再一次的升级。程序方面,使用C11标准编译完成系统所需要实现的基本内容,多线程功能的实现包括但不限于:数据存储单元、即时通讯单元、人机交互单元、信息模块切换单元。信息模板的写入与编辑使用Labview语境完成,LabVIEW是由NI公司研发的一类使用图形语言代替计算机文本语言进行创建应用程序的汇编语言。传统意义上的编程语言是依次根据指令及语句的顺序进行程序的执行,Labview采用了不同于往常的编程方式——数据流汇编,在程序框图中,VI(虚拟仪器)就是它的程序模块,而其中虚拟仪器和执行函数的顺序,则是由各个节点的程序数据流向所决定的。传统仪器的核心在于硬件,而虚拟仪器(VI)的核心在于软件,在Labview之中,不乏一些和传统的仪器外形相类似的控件,这是便于快捷准确的完善界面创建与编辑,Labview的前面板指的就是通過这个方式所编辑、创建的界面。而控制前面板的界面,需要通过编程以及对图标的连线,这便称为图形化源代码,即G代码,LabVIEW 的图形化源代码在某种程度上类似于流程图,因此又被称作程序框图代码,程序框图代码使得逻辑顺序更清晰,理解起来更容易,在实现信息转换,硬件写入方面,VI有天然的优势,介于此,使用Labview编写屏幕所需的信息转化模板就势在必行了。
  2.研究成果
  本次显示模块使用串口液晶显示屏,主体是由外壳、LCD液晶显示部分、触摸模块、显示驱动板四个部分组成;通讯部分:常见的异步收发UART串口。负责进行接讯主体单片机指令,通过对指令的读取与应用,从而完成在LCD液晶显示部分上进行的所有绘图操作。该模块化信息调控屏实现信息显示、信息查询、即时更新、手动切换及模板开发;智能屏主要通过上位机软件完成信息的导入,利用Labview软件制作前端,最终软件达到读取文件内容,转换成对应需要显示的信息与自定时间间隔。智能屏为系统主体,根据实际情况,可选有配套的网络模块,传感器模块,打卡模块等,自由度高,硬件方面,降低了成本,使用简单的通信系统完善了复杂的供能,另外,硬件模块化的特点使得功能的进化空间非常大,而信息模块化使得使用变得异常便捷,适应各种场景。
  3.结论
  以模块化为技术特点,自由度较高,通过软件研发,实现需要显示的内容的基础信息读取与载入,并传输至显示屏,内容根据时间自动更新。其次编写脱机化信息查询功能,即时通知显示功能,手动操控屏幕切换信息等软硬件一体化功能。编写多种能应用于需求的信息显示模板,扩大应用范围。软件模块化使得程序应用范围非常广,具有一定的二次开发价值。研究根据需求,自开发模板的程序功能。改变了以往传统的纸质信息表及信息显示屏,运用了现代的软硬件一体化,模块化,物联网技术,实现了多功能显示,即时更新,即时查询,随用随改,多场合适用。对于功能的进阶开发,仍有一部分展望,在上下位机交互通讯方面,有非常大的延展开发空间,目前仅实现了网络模块、蓝牙模块、串口通讯模块,配合云端,未来可以达到控制辅助智能家居系列产品的功能,根据智能屏提供配套软件,根据实际场合选择对应模板。研究意义在于填充中低端市场对于该方面的需求及市场的空白,更是当前信息技术的应用与创新。
  参考文献
  [1]李辉.STM32单片机的原理分析与硬件电路设计[J].电子测试,2018(14):31+26.
  [2]景义新,沈静.屏幕媒介的变迁:渊源、衍变与未来——移动智媒时代“从屏幕到界面”的思考[J].当代传播,2017(06):26-28+46.
  [3]韩金燕.Labview和单片机串口通信方法的研究[J].电子制作,2014(19):57-58.
  基金项目:天津理工大学中环信息学院大学生创新创业训练计划项目。资助项目:模块化信息调控屏。项目编号:201813897019
  (作者单位:天津理工大学中环信息学院)
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