OP—1000型通用工业显示操作面板的设计

OP—1000型通用工业显示操作面板的设计 OP—1000型通用工业显示操作面板的设计 第l9卷第2期江汉大学(自然科学版) 2002年6月JournalofJianghanUniversity(NaturalSciences) VO1.19NO.2 Jun.2002 OP一1000型通用工业显示操作面板的设计 邵红,俞军 (江汉大学物理与信息工程学院,湖北武汉430056) 摘要:讨论了通用工业显示操作面板OP.1000的设计思路,研制过程.重点谈及了该产品的组态及 监控软件的实现,介绍了该系统的构成,程序设计要点及其相关注意事项. 关键词:软件组态;工业显示操作面板;LCD模块;单片机 中图分类号:TP216文献标识码:B文章编号:1006.639X(2002)02.0033.03 通用工业显示操作面板(Generalindustrial touchpane1)使用范围广泛,互换性强,文本显 示一目了然,操作简便实用,在工业控制中得到 广泛的应用.但是直到目前为止,国内厂家尚无 较成熟的定型产品.因此,我们设计出一种通用 型工业显示操作面板,并将其定型为OP.1000. (停电可运行).系统还配有一块128x64的点阵 液晶显示模块,既可以显示图形,也可以显示汉 字和字符,和一个4x4的薄膜键盘,以实现用户 对数据的输入和修改.所有部件封装于一个表面 喷塑,尺寸为154x124x42mm的钢制机壳中,可 方便的安装于使用现场. 1设计 思想 教师资格思想品德鉴定表下载浅论红楼梦的主题思想员工思想动态调查问卷论语教育思想学生思想教育讲话稿 2软件设计 作为一种通用性的显示操作面板,其通用性 应体现为: 1)具有多种通讯接口和通讯 协议 离婚协议模板下载合伙人协议 下载渠道分销协议免费下载敬业协议下载授课协议下载 ,能轻松 地与其它控制系统相连接. 2)能方便灵活的进行面板组态,包括系统 组态,显示形式组态,数据 格式 pdf格式笔记格式下载页码格式下载公文格式下载简报格式下载 组态等. 3)能在面板键盘上进行常规数据设定,数 据修改等操作. 4)带有后备可充电电池的数据存储器,保 证组态数据及显示的数据在掉电情况下不会丢失. 5)能对数据进行密码保护,保证操作的安 全性. 6)可选择多种电源电压范围,方便现场应用. 7)为方便国内用户,产品应能显示汉字. 根据以上思路,我们采用了华邦公司的 78E58CUP的单片机系统,该CPU自带有32K FLASHROM,同时系统还具有32KRAM数据 存储器(停电数据不丢失),一路RS232C/RS485 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 串行接口,自带DS12887时钟芯片,可实 现年,月,日,时,分,秒,星期,报警等显示 OP.1000的软件可分为组态软件OPProTool 和运行在单片机中的监控软件. 2.1oPProTool OPProTool是一个32位可运行在Win. dows95/NT下的组态软件,它采用VisualBasic 6.0编制.主要完成对OP-1000的系统参数, 显示方式,数据格式,通讯方式,密码设定.它 将用户在PC机中组态的图形数据形成OP.1000 监控程序运行所需要的各种数据存储区(以下将 详细介绍)的数据格式,下载给OP.1000.该软 件具有如下特点: ?借助Windows标准操作系统和该软件的 集成在线帮助可快速掌握组态软件. ?以"所见即所得"的方式可简单快速地组态 画面,文字和数据. ?以简单的下拉菜单选择和填空的方法完成 系统参数,通讯方式,密码设定等参数的组态. 全面支持汉字显示. 2.2OP-1000监控软件 OP-1000监控软件是整个系统的核心部分, 收稿日期:2002—03一l9 作者简介:邵红(1958一),女,黑龙江哈尔滨人,副教授,主要从事自控系统设计的教 学与研究. 34江汉大学(自然科学版)总第19卷 以 它的执行过程很大程度依赖于数据表存储区,下将重点介绍.监控软件全部采用51汇编语言 编制,因而具有程序简洁,执行速度快的特点. 主要完成系统初始化,接收OPProTool组态程 序下载的组态参数,数据处理,键盘扫描及处 理,画面数据显示,与其它系统数据交换等任务. 3OP.1000监控程序的数据存储 OP一1000数据存储和分配在系统运行中起着 十分重要的作用,OP一1000数据存储器可分为两 种,即CPU78E58内含的32KFLASHROM和带 后备可充电电池的32KRAM. FLASHROM中写有OP.1000的监控软件, 所有的ASCLL字符编码和800个常用汉字编码. 每个ASCLL字符编码占l6个字节,每个汉字字 符编码占32个字节. RAM存储器可分为组态数据表存储区,开 关量数据表存储区,模拟量数据表存储区,工程 量转换数据表存储区,模拟量数据输入区等. 3.1组态数据表存储区 OP.1000的数据页被 规定 关于下班后关闭电源的规定党章中关于入党时间的规定公务员考核规定下载规定办法文件下载宁波关于闷顶的规定 为最大不超过l6 页,每页4行,每行可显示l6个ASCLL字符 (每个汉字占两个ASCLL字符),因此每一数据 页可分为4×16=64个显示位,每个显示位用一 个字表示,整个OP一1000的组态数据表存储区占 16x4x16x2=2048个字节.每个显示位(字)的 定义为: 该字的Bitl5和Bitl4为00H,表示该位置 应显示一个ASCLL字符,其Bitl3,Bit0的数 值等于该ASCLL字符的编码值. 该字的Bitl5和Bitl4为01H,表示该位置 其Bitl3,Bit0的数值等 应显示一个汉字字符, 于该汉字字符的编码值. 该字的Bitl5和Bitl4为10H,表示该位置 应显示一个开关量数据,其Bitl3,Bit0的数值 等于该开关量数据在开关量数据表存储区的位置. 该字的Bitl5和Bitl4为11H,表示该位置 应显示一个模拟量数据,其Bitl3一Bit0的数值 等于该模拟量数据在模拟量数据表存储区的位置. 3.2开关量数据表存储区 每个开关量数据在开关量数据表储存区中占 1个字节,Bit7表示该开关量的性质,Bit7=0 表示该开关量为只读开关量,即该开关量只能在 LCD显示屏上显示,但不能通过键盘对其开/关 状态进行更改.Bit7:1,表示该开关量为可读 写开关量,即该开关量不仅能显示,还能进行设 置.Bit0表示该开关量的状态,Bit0=0,表示 该开关量状态为"0",因而该开关量在LCD显示 屏上将显示"OFF",反之,将显示"ON".系统通 过串行口读人或通过键盘扫描获得开关量数据的 状态值,根据该开关量的编号,存放在开关量数 据表存储区的相应位置.全部开关量数据表存储 区占128个字节,即OP一1000可显示或操作的最 大开关量数目为128个. 3.3模拟量数据表存储区 每个模拟量数据在模拟量数据表存储区中占 6个字节,第一个字节的Bit7表示该模拟量的性 质,Bit7=0表示该模拟量为只读模拟量,即该 模拟量只能在LCD显示屏上显示,但不能通过 键盘对其数值进行修改.Bit7=1,表示该模拟 量为可读写模拟量,即该模拟量不仅能显示,还 能进行设置.Bit5,Bit3的数值表示该模拟量在 l0进制显示状态下,整数部分的显示位数,系 统规定该值最大为6,即OP一1000的模拟量数据 最大显示数值为999999.Bit2,Bit0的数值表 示该摸拟量在10进制显示状态下,小数部分的 显示位数,系统规定该值最大为4.第2,3,4 个字节的数值表示该模拟量在l0进制显示下的 整数部分BCD码值,高位在前,低位在后.第 5,6个字节表示该模拟量在l0进制显示下的小 数部分BCD码值,高位在前,低位在后.与开 关量不同的是,只有用户通过键盘修改的模拟量 数据的数值,才能根据该模拟量的编号,存放在 模拟量数据表存储区的相应位置.OP一1000可显 示或操作的最大模拟量数目为128个,即全部模 拟量数据表存储区占128x6=768个字节. 3.4工程量转换数据表存储区 该区存放与每个模拟量数据相对应的显示工 程量转换标尺值,每个转换标尺值占4个字节, 最大显示工程量占两个字节,最小显示工程量占 两个字节,用16进制表示,高位在前,低位在 后.该区的大小为128x4=5l2个字节.OP一1000 监控程序将经串行口读人的l6进制模拟量数据 通过工程量转换数据表存储区的转换标尺转换为 LCD显示所需的BCD码形式,存放在相应的模 拟量数据表存储区.同时,用户由键盘修改的模 2002年第2期邵红,等:OP-1000型通用工业显示操作面板的设计35 拟量数据(BCD码形式)也通过工程量转换数 据表存储区的转换标尺转换为串行口通讯所需的 16进制码形式,存放在相应的模拟量数据输入区. 3.5模拟量数据输人区 该区用于存放串行通讯输入/输出的16进制 模拟量数据.每个模拟量数据占两个字节,高位 在前,低位在后.该区的大小为128~2=256个 字节. 4OP一1000监控程序的运行 OP一1000监控程序可分为一个循环执行的主 程序和一个串行口中断服务子程序.(方框图略) 主程序在OP一1000电后,首先完成初始化系 统参数,相关参数复位和清零等,当需要接收由 PC机下载的组态参数时(用户在通电前按住某 一 特定键,系统上电后,LCD上将显示"Waiting forconfiguration…"表示系统准备接收组态数据), 系统将通过串行口接收组态参数并将其送至相应 的数据表存储区,然后转人主循环部分,自动循 环执行键盘扫描,键盘处理,数据处理,LCD 显示等子程序. 键盘扫描将经防抖处理后用户输入的键值送 人键值缓冲区,经键盘处理子程序进行相应的处 理后,送至相应数据表存储区. 在LCD显示子程序中,系统指针首先指向 当前页的组态数据表存储区的第一个显示位,读 人相应的字数据,根据该字的Bitl5和Bitl4的 值进行相应的处理,并将系统指针作相应的增 加,直至完成该页的最后一个显示位.串行口中 断服务子程序主要完成OP一1000与其它自动化系 统的数据交换任务.其通讯规程将遵循在组态软 件OP—ProTool程序中确定的通讯协议.它响应 来自其它自动化系统的指令,将接收到的数据经 校核后存放到模拟量数据输入区和开关量数据表 存储区的相应位置,或将模拟量数据输入区和开 关量数据表存储区的相应位置的数据经串行口送 至其它自动化系统. 参考文献: 【1]孙增义,吴跃.水情自动测报技术基础及其应用[M]. 北京:中国水利水电出版社,1999. [2】sL6l?94.水文自动测报系统规范. TheDesignabouttheOP一1000TouchPaneloftheGeneralIndustry SHAOHong.YUJun (SchoolofPhysics&InformationEngineering,JianghanUniversity,Wuhan430065,C hina) Abstract:Thethesisgivesthedetaildiscussionaboutthedesignthoughtandthedeveloppro— cedureoftheOP一 1000touchpanelofthegeneralindustry.Emphasizingthesoftwareconfiguration andrealizationinthemonitorandcontrolsoftwareoftheproduct,itisintroducedthestructureof thesystemandthemainpointsoftheprogramdesign. Keywords:configurationforsoftware,industrialtouchpanel,LCDmodule,SCM