液晶显示多层菜单结构的软件设计

1、液晶显示多层菜单结构的软件设计清华大学陈冬徐文立北京市自动化设计院夏遂华摘要:液晶显示器作为显示终端和人机接口普遍运用于微机监控系统中,文章结合生产实践介绍了工业控制用液晶显示菜单的结构,并给出了2种实用的液晶显示及其键盘响应的软件设计方法。该系统中实际运用的菜单多达125屏,分为7层,较好地解决了多层菜单显示的问题。关键词:液晶显示键盘响应菜单M ethods of Usi ng M a tr ix LCD to D isplay M ultiL evel M enusChen Dong Xu W en li X ia Su ihuaAbstract :T he L CD is w idel

2、y used as disp lay ter m inals and hum an 2m ach ine interfaces .T h is article introduces the structure of L CD m enus fo r industry contro l and illustrates two m ethods to p rogram fo r the L CD disp lay and its key response .W e have altogether 125m enus in th is system and they are divided in 7

3、levels .O ur m ethods app rop riately so lve the p roblem of disp laying m ulti level m enus on L CD .Keywords :LCD key response m enu1概述由于液晶显示器(L CD 具有功耗低、体积小、驱动电压低、价格低、所含信息多等优点, 它在许多微机控制系统中被用作显示终端、人机接口等设备。清华大学与北京自动化设计院联合研制的全数字大电流可控整流电源中正是采用80C 196KC 单片机控制HD 61202进行液晶显示作为人机接口设备。单片机与液晶显示和键盘结合,组成现场控制

4、系统,与上位机联合对生产设备进行监控并进行相应的参数设置。液晶显示及其键盘响应流程图见图1。 图1液晶显示及键盘响应流程图其中初始化是对单片机、液晶和键盘的相关参数进行设置,并设定相应外部中断。2液晶显示菜单简介液晶显示菜单应尽量与普通微机上的菜单结构保持一致,即呈树形拓扑结构,以适应操作人员的操作习惯,见图2。图2液晶显示菜单结构通常每屏液晶显示表示1个菜单,但由于1屏液晶显示的行数有限(HD 61202能控制液晶显示4行,所以有时1屏液晶并不能完全显示完1个菜单,因此液晶显示还需要具有翻屏功能。一般工业控制用液晶显示主要包括5类。1菜单屏,显示若干下属菜单名称,按对应键后进入相应的下属菜单

5、。例如6511运行参数41内部设定21运行状态51开关量31故障与事件61模拟量2变量屏,显示运行参数的数值,不能进行设定。例如压力1(kPa:00压力2(kPa:00压力3(kPa:00压力4(kPa:003选择屏,与菜单屏类似,只是多出了选择功能,实心圆表示选中,继续按相同键后则进入相应下属菜单设置,按不同键表示选择其它方式。例如控制方式11开环控制及设置21恒压控制及设置31恒流控制及设置4设定屏,能对运行参数进行设定和更改。例如模拟量比例系数00.00模拟量横移修正0000模拟量滤波参数005显示屏,显示汉字信息,不能进行其它操作。例如全数字智能化大电流可控整流电源北京市自动化系统工程

6、公司清华大学另外,密码输入屏和密码修改屏可以归属于设定屏,但由于输入密码时不能显示数字,只能显示星号,所以对密码屏的显示要进行单独处理。对于液晶显示汉字和字母,首先要依据液晶显示规则建立一个字库,并使每个字符对应一个编号,然后编制在液晶的指定位置显示一个字符的程序。3液晶显示及其键盘响应的软件设计方法以下介绍2种液晶显示及其键盘响应的软件设计方法。311方法1第1种方法的总体思路是首先建立一个屏幕信息文件S IF,把每屏需要显示的汉字、字符或数字以一定格式写入S IF文件中,每个菜单对应一个屏号,然后在显示执行程序中对S IF文件进行解码操作,从而在液晶上显示对应信息,在键盘响应程序中针对不同

7、的屏号分别进行相应的操作,从而达到进入下属菜单、选择方式、输入数字、退回上层菜单等目的。执行程序主要针对S IF文件展开,下面给出我们在实际编程中所采用的S IF文件编制方法作为参考。M GL S219264中有3片HD61202,每片HD61202为6464,所以液晶显示点阵为64192,而每个汉字为1616,每个字符为168,因此液晶每屏一共可显示4行,每屏称为一个菜单, S IF文件既是对每个显示菜单屏进行定义。现列举一个典型的菜单屏PM210屏,其显示内容如下运行参数压力:00流量:0000温度:00.00它的S IF文件内容为PM210:DCB4,0E0H,2,80,81,82,55

8、DCB6,0E0H,2,102,107,0DCB34,41DCB0F8H,78H,00H,0,128,37,40DCB0FCH,2,78H,01H,152DCB8,0E0H,2,62,99,0DCB34,41DCB0F8H,78H,00H,1,128,37,40DCB0FA H,4,78H,03H,136DCB9,0E0H,2,105,106,0DCB34,41,168,44DCB0F8H,78H,00H,2,128,37,40DCB0FBH,2,78H,05H,152,2,176其中DCB后紧接的4、6、8、9表示每行的字数(包括汉字和字符,第1行4个字,第2行6个字,第3行8个字,第4行9

9、个字。0E0H、0F8H、0FCH、0FA H、0FBH为标志位,含义如下。0E0H,汉字显示标志。0E0H,2,102,107,0“2”为显示起始坐标,“102”、“107”为所显示汉字的代号,“0”为汉字显示结束,如果汉字显示完毕后,该行已经结束,则不加“0”。0F8H,2选1标志。750F 8H ,78H ,00H ,0,128,37,400F 8H 表明根据某地址中的数据的某1位是“1”还是“0”来选择2种显示状态。上例中“78H ”、“00H ”表示数据的存储地址是7800H ,“0”表示第0位,“128”表示显示坐标,“37”、“40”表示若第0位为0,则显示“37”所代表的空白字

10、符,若第0位为1,则显示“40”所代表的“”字符。0FCH ,字节型整数标记。0FCH ,2,78H ,01H ,152“2”表示整数位数,“78H ”、“01H ”表示所涉及变量的存储地址为7801H ,“152”表示显示坐标。0FA H ,字型整数标志。0FA H ,4,78H ,03H ,136“4”表示整数位数,“78H ”、“03H ”表示所涉及变量的存储地址为7803H ,“136”表示显示坐标。0FBH ,浮点数标志。0FBH ,2,78H ,05H ,152,2,176第1个“2”表示整数位数,“78H ”、“05H ”表示所涉及变量的存储地址为7805H ,“152”表示整数

11、显示坐标,第2个“2”表示小数位数,“176”表示小数显示坐标。设定标志的目的是为了在解码过程中更容易区分不同类型的字符,从而进行不同的操作。不含任何标志位时,则前面的数表示坐标,后面的数表示要显示的汉字或字符的代码。例如:34,41。“34”表示显示坐标,“41”表示显示“:”。执行框图如图3。 图3菜单显示执行框图312方法2方法1在添加、删除或修改菜单时显得不太方便,这是由于方法1中把每屏菜单都固化为一个整体进行操作,这样如果要改动菜单,就需要对许多处程序进行修改,可谓牵一发而动全身,这就给不太了解程序的实际操作人员造成了很大的麻烦。鉴于以上情况,我们又设计了更加灵活通用的方法2。从图2

12、可以看到,整个菜单呈树形拓扑结构,每个节点的父节点都是唯一的,由此可以确定其在菜单树中的位置,方法2的总体思路就是以固定格式建立一个变量库和一个菜单库,以编号作为各个变量和菜单的主关键字。变量库中专门存放液晶显示所涉及的变量,每个变量有一个变量编号;菜单库中专门存放各个菜单的内容,每个菜单有一个菜单编号,菜单中所涉及的变量可以从变量库中抽取。执行文件的任务就是对菜单库和变量库进行解码操作,完成液晶显示和键盘响应的功能。执行文件一旦编制完毕则一劳永逸,改动菜单时再也不用进行修改,除非要添加新的功能。这样添加菜单或变量时只需顺序向菜单库或变量库中加入,删除或修改菜单也只需对菜单库中相关菜单进行操作

13、,而不影响其它程序,所以实际操作人员可以不必了解执行程序的内容,只需掌握变量库和菜单库的结构即可。方法2对于软件功能的扩展也带来很大方便。我们可以利用高级语言(如VB 编制图形界面,输入生成菜单所需的参数,然后自动生成汇编语句,相应地对变量库和菜单库进行修改。这样操作人员只需在w indow s 环境下对菜单进行修改,更增添了操作的直观性和简洁性。变量库的编码规则比较一致,它包括如下几项。变量编号。中文名称所对应汉字的号码,以“0”结尾。数据类型。其中,“1”表示字节型整数(两位数:33;“2”表示字型整数(四位数:3333;“3”表示浮点数(两位整数,两位小数:33.33。变量存储地址的高位

14、。变量存储地址的低位。例如:DC W V 1,V 2,V 3,V 4,V 5,V 6,V 7V 1:DCB 102,107,42,21,26,43,0DCB 2,78H ,00H其中“V 1”表示变量编号为“1”;“102,107,42,21,26,43,0”表示变量的中文名称所对应的号码,这里为“压力(kPa ”,“0”表示名称结束;“2”表示数85据类型为字型整数:3333;“78H,00H”表示变量的存储地址为7800H。在菜单库中分别对上述5种类型的屏幕进行编码。这里以相对复杂的设定屏为例叙述编码方法,其编码如下。菜单编号。中文标题,以“0”结尾。菜单类型=4。设定变量的个数。所显示变

15、量的对应编号。上层菜单编号。例如PG2:DCB102,107,0DCB4,6,1,2,3,4,5,6DCB1“PG2”表示菜单编号为2;“102,107,0”表示菜单标题为“压力”,以“0”结尾;“4”表示菜单类型为设定屏;“6”表示本菜单涉及显示6个变量;“1, 2,3,4,5,6”表示这6个变量的变量编号分别为1,2,3,4,5,6;“1”表示上层菜单编号为1 。从编码方式可以看到,确定该屏在整体菜单系统中的位置的变量只有“上层菜单编号”,其它为该屏的具体内容。如果需要改动菜单结构,只需要相应改动该变量。解码框图见图4。其它屏的参考编码如下。菜单屏:菜单编号,中文标题,菜单类型= 1,下属

16、菜单个数,下属菜单编号,上层菜单编号。图4设定屏解码框图变量屏:菜单编号,中文标题,菜单类型= 2,变量的个数,所设定变量的对应编号,上层菜单编号。选择屏:菜单编号,中文标题,菜单类型= 3,所涉及变量的编号,下属菜单个数,下属菜单编号,上层菜单编号。显示屏:菜单编号,中文标题,菜单类型= 5,显示行数,各行内容,上层菜单编号。参考文献1997,31(1收稿日期:2000205218第七届中国电力电子与传动控制学术会议隆重召开由中国自动化学会电气自动化专业委员会、中国电工技术学会电控系统与装置专业委员会、中国电工技术学会电力电子学会、中国金属学会冶金自动化专业委员会、中国铁道学会铁道自动化专业

17、委员会、中国造船工程学会船舶轮机学术委员会和机械工业电气自动化信息网联合主办的第七届中国电力电子与传动控制学术会议于2001年7月24日至27日在甘肃省天水市隆重召开。本次会议由机械工业电气自动化信息网主办、天水电气传动研究所承办。本次会议共征集论文106篇,经过学术论文审稿委员会审定,选出其中的84篇收入论文集。内容涉及:电力电子与传动控制发展综述、直流传动与控制技术、交流传动与控制技术、电力电子变换技术、有源滤波与无功补偿技术、现代控制理论应用、计算机与PL C控制技术应用、工业应用及引进技术的消化吸收等八大类。这些论文均出自国内资深的专家、教授以及生产一线的科技工作者和大专院校学生之手,内容新颖丰富,是国内近年来电力电子与传动控制技术理论与科技成果的展现。国内众多专家、学者以及科技工作者和大专院校学生参加了本次学术会议。会议在学术委员会的主持下召开,邀请国内知名专家、教授作专题报告,交流学术论