新型人机交互接口电路的设计及应用

1、新型人机交互接口电路的方案及应用摘要重要先容了TI公司的新型的16位超低功耗Flash型h6N30F44X系列单片机的布局、特性和成效及液晶表现器LD的发光原理和范例，讨论了该系列单片机与ILD及键盘的人机接口电路的方案方案和相应的软件的实现要领，末了给出它在体内电刺激器的应用实例。关键词单片机；SP430；LD；人机交互接口1弁言在当今的种种及时主动操纵和智能化仪器仪表中，人机交互是不成缺少的一部门。一样平常而言，人机交互是由体系设置的外部装备来完成，但实在现方法有两种：一种是由U力口驱动芯片实现，如键盘表现操纵芯片SK5279A，串行数据传输数码表现驱动芯片AX7219等等，这时显然U没有

2、LD的驱动成效。另一种就是U自己具有驱动成效，它通过数据总线与操纵信号直接接纳存储器拜候情势或I装备拜候情势操纵键盘和LD实现人机对话。这里的U重要有天下各大单片机消费厂商开拓的种种单片机，此中TI公司的SP430系列因其很多奇特的特性引起很多研究职员的特殊存眷，在国表里的生长应用正渐渐走向成熟。2LD简介LD(LiquidrystalDisplay)，即液晶表现器。液晶表现是通过环境光来表现信息的，它自己并不发光，因此功耗很低，只要求液晶四周有充足的光强。LD是人与呆板一样的紧张界面，早期以显像管(RTathdeRayTube)表现器为主，但随着科技不竭进步，种种表现技能如雨后春笋般诞生。L

3、D由于具有浮滑短孝低耗电量、无辐射伤害、平面直角表现以及影像不变不闪耀等上风，渐渐占据表现的主流职位。LD的范例，按照其分类方法的差异而差异。如按照LD表现内容的差异可以分为段式LD和点阵LD。按照LD驱动方法的差异可以分为静态驱动和多路驱动。3SP430F44X简介SP430F44X系列是TI公司最新推出的具有超低功耗特性的Flash型16位RIS指令集单片机2。该系列单片机性价比相称高，在体系方案、开拓调试及现实应用上都表现出较显着的上风。它重要应用在种种要求极低功率斲丧的场所，特殊适适用于智能丈量仪器、种种医疗东西、智能化家用电器和电池供电便携装备产物之中。3.1体系布局SP430F44

4、X的体系布局，重要包罗：PU、步伐存储器(R)、数据存储器(RA)、FLL+时钟体系(片内D+晶体振荡器)、看门狗按时器通用目的按时器(athDg)、ADl2(12位AD)、比力器A(正确的模拟比力器，常用于歪边(Slpe)AD转换)、复位电压操纵电源电压办理、根本按时器(BasiTierl)、按时器(Tier-a和Tier-B)、LD操纵器/比力器(多达160段)、硬件乘法器、I/口和串行口4。系列中种种详细的型号稍有差异。在本次方案中，详细选择SP430F449作为人机接口电路的方案具有很多独到的上风。这一点，读者可以按照TI公司相干的数据手册举行比力。3.2片表里模块特性SP430F44

5、X具有富厚的片表里围模块，其显着的特点是：具有48条I0口线的6个并行口P1-P6，此中P1、p2具有停顿本领，同时具有2个可用于UART/SPI形式选择的串行口(USART0和USARTl)；内含12位的AD转换器ADl2，快速实行88、816、1616乘法操纵并立即得到结果的硬件乘法器；多达160段的LD操纵器比力器，可以实现多种方法的驱动表现；可以实现UART、P、歪坡AD的16位Tier-A和16位Tier-B；非常机动的时钟体系，既可用32768Hz的钟表晶振产生低频时钟，也可以用450kHz-8Hz的晶体产生高频时钟，同时还可以利用外部时钟源大概用差异操纵频率的D；多达几十kB的F

6、lash空间，如许数据既可以保存在片内的Flash信息存储器，也可保存在步伐的Hash中的剩余空间。4接口电路方案4.1接口电路简图及说明典范应用电路表示图。在该图中，LD范例和键盘种类及数量标选择、下拉电阻的数值巨细都必需认真思量，硬件方案要满意必然的事情时序干系，复位时预留缓冲时间和悬空部门引足，晶振的选摘要在得当的数值，必需包管交换驱动的频率在30Hz-1000Hz范畴内，其详细的环境请详细参考TI公司的相干资料3。4.2段型液晶表现屏EDS820A简介一样平常而言，LD分为笔段型和点阵字符型及点阵图形型。笔段型重要是表现数字，常用于计数、计量和计时；点阵字符型用于表现数字和西笔墨符；点

7、阵图形型用于表现图形及字符。本方案中用到的EDS820A就是由西安新敏电子科技消费的笔段型LD。是该表现屏的各个引足的逻辑成效表。显而易见，该产物EDS820A是5位的液晶表现屏，它只有4个DP，用于表现小数点；端也只有一个，以是该LD与SP430F449的管足连策应该引起充足器重.5软件方案硬件毗连电路图为例，编写了键盘操纵及表现步伐，步伐在IAREbeddedrkbenh编译通过。全部主步伐包罗详细的发射和吸收子步伐，及初始化和等候键盘输入转换、表现等等，值得留意的是发射与吸收的操纵要得当。该步伐是用汇编编写的。步伐实现的是等候按键输入，读取键值，末了举行键值处置惩罚和表现的成效。检测是否

8、有键按下是通过KEY是否有高电平信号。平常，KEY为低电平，当有键按下时为高电平，它发送一个脉冲给单片机SP430F449，当单片机检测到该信号时，断定按键的成效，从而举行相应的处置惩罚。6人机接口电路在体内电刺激器中的应用医学上，在举行疾病操纵时，通常可以通过电极以必然波形(如方波、正弦波等)、频率、幅度、占空比等电信号对神经或肌肉举行刺激，以使其支配相应的成效或肌肉产生紧缩舒张行动，从而有利于病症的减轻。由于差异部位的神经或肌肉对电刺激产生的敏感程度差异，差异强弱和差异性子的电信号所产生的刺激结果是不一样的。我们研制的体内电刺激器，可以产生手术时所必要的具有差异的频率、幅度、占空比的差异波形信号。该仪器幅度、占空比正确，频率不变，各参数均可以正确的调治。并且，由于利用了LD表现，它与单片机的毗连简朴。LD具有质量轻、体积孝电压低、功耗孝表现内容富厚等长处，其人机界面相称友爱。但人机接口电路方案的优劣直接影响到整台仪器的利用结果。按照必要，我们方案了5个键。这里，S1表现波形的振幅，S2表现波形的频率，S3表现波形的占空比，S4为+1键，S5为-1键。通过54，S5可以调治波形的各个参数值。此中，振幅可以是在一个参考值的底子上的0-99.9；频率可以是1Hz-999Hz；占空比调治范畴可以为1.0-99.91。7竣事语用SP