基于C52的模塊化信息調控屏

舒聰智 徐綱 劉俊芳

摘要：隨著互聯網經濟的迅速發展，物聯網與各種智能設備的普及率越來越高，現階段應用于市場的大量提示板、值班表、顯示屏由紙質及LED屏為主體，紙質材料的缺點在于不能簡潔明了的表示需要顯示的信息，以及更新信息的繁瑣，LED屏問題在于作用單一，即時性較差，只有單邊顯示內容，缺少雙邊互動內容，高端云智能屏幕功能完善，但是成本居高不下，難以抽取部分功能運用到中低端市場。提出利用C52單片機、串口觸摸屏完成模塊化信息顯示屏，通過labview完成數據轉換與串口信息交互。

關鍵詞：單片機；串口；Labview；模塊化

1.基本理論

模塊化信息調控屏硬件設計核心使用ATMEL公司所生產的AT89C52單片機最小系統，低電壓、高性能是該CMOS八位單片機的特點。而其中256字節的隨機存儲數據存儲器（RAM）和8k字節的FLASH只讀程序存儲器可重復的進行擦寫，密度高，失性低的相關存儲技術是ATMEL公司所慣有的優質特點，同時這一特點也在這款系統中展示了出來，這款芯片內置的8位通用型中央處理器功能完善，能夠對標準的MCS-51指令系統進行兼容，因此可以匹配對功能的全部要求，同時由于本單片機的普及性，又控制了硬件成本。在通訊方面，此次使用了RS-232串口協議，其進行通信的最遠可至15（即50英尺），該協議在進行用戶機點對點通信功能和設備間通訊方面有良好的處理機能，其他方面難以完成，因此后期成品搭載了藍牙與網絡模塊，對通訊方面又進行了再一次的升級。程序方面，使用C11標準編譯完成系統所需要實現的基本內容，多線程功能的實現包括但不限于：數據存儲單元、即時通訊單元、人機交互單元、信息模塊切換單元。信息模板的寫入與編輯使用Labview語境完成，LabVIEW是由NI公司研發的一類使用圖形語言代替計算機文本語言進行創建應用程序的匯編語言。傳統意義上的編程語言是依次根據指令及語句的順序進行程序的執行，Labview采用了不同于往常的編程方式——數據流匯編，在程序框圖中，VI（虛擬儀器）就是它的程序模塊，而其中虛擬儀器和執行函數的順序，則是由各個節點的程序數據流向所決定的。傳統儀器的核心在于硬件，而虛擬儀器（VI）的核心在于軟件，在Labview之中，不乏一些和傳統的儀器外形相類似的控件，這是便于快捷準確的完善界面創建與編輯，Labview的前面板指的就是通過這個方式所編輯、創建的界面。而控制前面板的界面，需要通過編程以及對圖標的連線，這便稱為圖形化源代碼，即G代碼，LabVIEW 的圖形化源代碼在某種程度上類似于流程圖，因此又被稱作程序框圖代碼，程序框圖代碼使得邏輯順序更清晰，理解起來更容易，在實現信息轉換，硬件寫入方面，VI有天然的優勢，介于此，使用Labview編寫屏幕所需的信息轉化模板就勢在必行了。

2.研究成果

本次顯示模塊使用串口液晶顯示屏，主體是由外殼、LCD液晶顯示部分、觸摸模塊、顯示驅動板四個部分組成；通訊部分：常見的異步收發UART串口。負責進行接訊主體單片機指令，通過對指令的讀取與應用，從而完成在LCD液晶顯示部分上進行的所有繪圖操作。該模塊化信息調控屏實現信息顯示、信息查詢、即時更新、手動切換及模板開發；智能屏主要通過上位機軟件完成信息的導入，利用Labview軟件制作前端，最終軟件達到讀取文件內容，轉換成對應需要顯示的信息與自定時間間隔。智能屏為系統主體，根據實際情況，可選有配套的網絡模塊，傳感器模塊，打卡模塊等，自由度高，硬件方面，降低了成本，使用簡單的通信系統完善了復雜的供能，另外，硬件模塊化的特點使得功能的進化空間非常大，而信息模塊化使得使用變得異常便捷，適應各種場景。

3.結論

以模塊化為技術特點，自由度較高，通過軟件研發，實現需要顯示的內容的基礎信息讀取與載入，并傳輸至顯示屏，內容根據時間自動更新。其次編寫脫機化信息查詢功能，即時通知顯示功能，手動操控屏幕切換信息等軟硬件一體化功能。編寫多種能應用于需求的信息顯示模板，擴大應用范圍。軟件模塊化使得程序應用范圍非常廣，具有一定的二次開發價值。研究根據需求，自開發模板的程序功能。改變了以往傳統的紙質信息表及信息顯示屏，運用了現代的軟硬件一體化，模塊化，物聯網技術，實現了多功能顯示，即時更新，即時查詢，隨用隨改，多場合適用。對于功能的進階開發，仍有一部分展望，在上下位機交互通訊方面，有非常大的延展開發空間，目前僅實現了網絡模塊、藍牙模塊、串口通訊模塊，配合云端，未來可以達到控制輔助智能家居系列產品的功能，根據智能屏提供配套軟件，根據實際場合選擇對應模板。研究意義在于填充中低端市場對于該方面的需求及市場的空白，更是當前信息技術的應用與創新。

參考文獻

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基金項目：天津理工大學中環信息學院大學生創新創業訓練計劃項目。資助項目：模塊化信息調控屏。項目編號：201813897019

（作者單位：天津理工大學中環信息學院）