基于PIC24的人机输入设计

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1、基于飞梭的人机接口设计基于飞梭的人机接口设计摘 要 本设计采用PIC24HJ作为主控芯片，通过飞梭和按键两个外部输入设备来控制1602液晶显示。能够在液晶上实现英文和数字显示，光标的移动，通过飞梭改变数值的大小等功能。单键飞梭（又称旋转编码器，或数字编码器），包含三个引脚：端口A，端口B，地GND。将端口A，B上拉到VCC，然后旋转单键飞梭，就能在示波器中观察到飞梭的电平转换过程，和电平抖动的现象。为了合理的消除抖动，在不添加外部硬件，同时不影响单键飞梭和单片机工作的性能条件下，根据飞梭的电平转换过程，在本设计中通过将端口A连接到PIC24HJ芯片的INIT1脚，合理设置飞梭判断程序和单片机的

2、中断程序，在飞梭旋转的过程中就能够实现交替的执行外部中断程序，从而来确定飞梭转动的方向和转动的格数。关键词：飞梭，PIC24，1602液晶The Design Of User-Interface Based On Rotary EncoderABSTRACTThis design uses PIC24 HJas the main chip, through the shuttle and two external input device keys to control the LCD 1602. Able to achieve in English and LCD digital displ

3、ay, cursor movement, through the shuttle to change the size of numerical functions. Speed Shuttle (also known as rotary encoders, or digital encoder), consists of three pins: Port A, Port B, to GND. The port A, B pulled VCC, then rotate the shuttle speed, the oscilloscope can be observed in the shut

4、tles level conversion process, and the level of jitter phenomena. In order to eliminate jitter and reasonable, and without adding external hardware, while not affecting the speed performance of Shuttle and SCM working conditions, according to the conversion process is flying level, in this design th

5、rough the port A connected to the PIC24 HJchip INIT1 feet, a reasonable judge to set the shuttle program and the microcontroller interrupt program, the shuttle rotation can be achieved during the implementation of the turn of the external interrupt procedures to determine the direction of shuttle ro

6、tation number and rotation of the grid.Key words: Rotary Encoder , 1602LCD,PIC24HJ目 录1 引 言12 系统硬件设计 22.1 控制芯片PIC24芯片介绍22.1.1 PIC24芯片部分性能及特点 22.2 16*2 字符型带背光液晶模组介绍 32.2.1 16*2 字符型液晶显示模块的内部结构 42.3 单键飞梭接口设计 62.3.1 飞梭工作原理 72.3.2 飞梭消抖原理 72.4. 按键的抖动处理 113 系统软件设计 133.1系统流程图133.2 1602LCD初始化程序：143.3 飞梭消抖程193

7、.4 按键消抖224 程序调试 244.1 MPLAB IDE简介： 244.2 开发平台254.3 烧写芯片284.4 调试中遇到的问题：285 总结30参考文献31致谢32附录33III1 引 言随着计算机软、硬件技术的发展，嵌入式系统在工业控制中的应用越来越广。人机界面凭借其使用简单、交互方便、控制灵活、画面组态等优点也逐渐由工控机平台向嵌入式平台转移。工控设备日益繁多复杂，工控市场竞争日益激烈，因此，研究和开发界面友好、组态功能完善、通信能力强大的嵌入式控制系统人机界面，是技术发展的需要，是市场需求的呼唤。1在工业技术发展和改造的过程中 ,为了方便工艺参数的记录和分析，以及及时的了解现

8、场工作的情况，加强对整个工艺工程状况的把握，用户希望所使用的控制系统能够对生产信息进行直观,全面的监控，从而将人机界面的概念引入到工业设备中来而形成了工业人机界面设备，经过逐步发展工业人机界面设备已经广泛应用与各种工业现场，并逐步趋于智能化，嵌入化和网络化。1 工业人机界面能取代大部分传统控制面板的功能，使用人机界面不但可以节省PLC 的I/O 点数，还可节省大量的各式按钮开关,数字设定及指示灯等显示装置,且能随时显示重要信息，以利于操作人员正确掌握机器状况和避免错误，利于维修。人机界面能储存多幅画面，每一画面可由文字，图形以及指定的PLC 资料组成，设计者可依需要编辑出各种画面，用以显示设备

9、状态、操作指示、参数设定、动作流程、统计资料、报警信息、简易报表等内容。人机界面的主要功能有：数据的输入与显示；系统或设备的操作状态方面的实时信息显示；在人机界面上设置触摸控件可把人机界面作为操作面板进行控制操作；报警处理及打印;此外新一代工业人机界面还具有简单的编程，对输入的数据进行处理,数据记录及配方等智能化控制功能。“单键飞梭”，作为一种用户输入方法，能在一定场合替代传统的按键。凭借其输入方式灵活可靠、成本低特别适合应用在嵌入式仪器设备和手持式设备上。使用飞梭不但能够简化软件设计，降低程序设计周期；而且提高了用户输入效率，满足生活电子“方便快捷”的要求。5 2 系统硬件设计2.1 控制芯

10、片PIC24芯片介绍PIC24HJXXXGPX06A/X08A/X10A系列器件包括具有不同引脚数 （64 和 100 引脚）配置、不同程序存储容量（64 KB、128 KB和256 KB）和不同RAM容量（8 KB和16 KB）的器件。这使本系列器件适合于多种高性能控制应用。器件的引脚与 dsPIC33F 系列器件的引脚兼容，并且还与dsPIC30F 系列器件高度兼容。这样便于根据应用对特定功能、计算资源和系统成本等方面的需求，在不同系列器件之间移植。PIC24HJXXXGPX06A/X08A/X10A 系列器件采用强大的 16 位架构，对于需要高速、重复计算和控制的应用非常理想。17 x

11、17 位乘法器、除法运算支持硬件、多位数据移位寄存器、大的 16 位工作寄存器阵列和多种数据寻址模式，共同为 PIC24HJXXXGPX06A/X08A/X10A 中央处理单元（Central Processing Unit，CPU）提供广泛的数学处理能力。灵活而确定的中断处理与功能强大的外设相结合，使得 PIC24HJXXXGPX06A/X08A/X10A 器件非常适合控制应用。此外，直接存储器访问（DMA）允许数据在多个外设和专用DMA RAM之间进行无CPU开销的传输。可靠的现场可编程闪存程序存储器确保能对使用 PIC24HJXXXGPX06A/X08A/X10A 器件的应用进行扩展。2

12、.1.1 PIC24芯片部分性能及特点高性能 CPU： 改进型哈佛架构 C 编译器优化的指令集 16 位宽数据总线 24 位宽指令 可寻址最大4M指令字的线性程序存储空间 可寻址最大64 KB 的线性数据存储空间 71 条基本指令：多为单字/ 单周期指令 16 个16 位通用寄存器 灵活和强大的间接寻址模式 软件堆栈 16 x 16 位乘法运算 32/16 位和 16/16 位除法运算 可将数据左移或右移最多16位中断控制器： 中断响应延时为5 个周期 最多61个中断源 最多5 个外部中断 7 个可编程优先级 5 个处理器异常数字 I/O： 最多85个可编程数字 I/O引脚 最多24个引脚上具

13、有唤醒 /电平变化中断功能 输出引脚可驱动3.0V至 3.6V的电压 所有数字输入引脚可承受5V的电压 所有I/O引脚的灌电流为4 mA 2.2 16*2 字符型带背光液晶模组介绍 1602LCD液晶字符型液晶显示模块（LCM）是一类专门用于显示字母、数字、符号等的点阵型液晶显示模块。在显示器件的电极图形设计上，它是由若干个5*7 或5*11 等点阵字符位组成。每一个点阵字符位都可以显示一个字符。点阵字符位之间空有一个点距的间隔起到了字符间距和行距的作用. 16*2 字符LCD 模块的控制器主要为日立公司的HD44780 及其替代集成电路，驱动器为HD44100 及其替代的兼容集成电路。16*2 字符型液晶显示模块特性1.+5V 电压，反视度（明暗对比度）可调整。2. 内含振荡电路，系统内含重置电路。3.提供各种控制命令，如清除显示器、字符闪烁、光标闪烁、显示移位等多种功能。4.显示用数据DDRAM 共有80 个字节。5.字符发生器CGROM 有160 个5*7 点阵字型。6.字符发生器CGRAM 可由使用者自行定义8 个5*7 的点阵字型。