单片微型计算机简称单片机,是典型的嵌入式微控制器(Microcontroller Unit),常用英文字母的缩写MCU表示单片机,目前单片机渗透到我们生活的各个领域,几乎很难找到哪个领域没有单片机的踪迹。导弹的导航装置,飞机上各种仪表的控制,计算机的网络通讯与数据传输,工业自动化过程的实时控制和数据处理,广泛使用的各种智能IC卡,民用豪华轿车的安全保障系统,录像机、摄像机、全自动洗衣机的控制,以及程控玩具、电子宠物等等,这些都离不开单片机。更不用说自动控制领域的机器人、智能仪表、医疗器械了。因此,单片机的学习、开发与应用将造就一批计算机应用与智能化控制的科学家、工程师。
单片机广泛应用于仪器仪表、家用电器、医用设备、航空航天、专用设备和工控设备的智能化管理及过程控制等领域.
单片机开发出来的产品,能否得到用户的青睐,除了基本的功能以外,还需要一个友好的人机交互过程(简称人机界面)。单片机与人交流的发展过程,从发光二极管的亮灭--笔段数码管--点阵数码管--黑白点阵液晶屏。高端的MCU摆脱了黑白屏,轻松驾驭绚丽的彩色人机界面。单片机驱动不了彩色屏,但是开发产品技巧能弥补单片机的天生缺陷,使得单片机开发出的产品也可以是友好的彩色界面。
如何为自己的单片机选择合适的人机界面呢? 市面上纵多的产品中,可以归结为三种比较成熟的产品:智能彩色显示终端(有些带VGA的)、组态人机界面和单板电脑。三种产品都可以使单片机开发出一个非常友好的界面产品,但各有优势和缺点。
一.智能彩色显示终端:
产品开发难度:3
单片机技术要求:5
开发周期:4
效果:
先把需要显示的图片存放到显示终端,单片机通过串口发送简单的指令,控制显示终端显示指定的图片、裁剪图片显示、画出各种图形、文字以及实时数据,这些复杂的图像处理只需要单片机灵活发出机灵即可。简单说,单片机主动发出指令,显示终端按指令执行显示。带触摸屏,可以替代了机械按钮,按钮可以通过用户上传小块图片标示。有些智能显示终端还带VGA输出,单片机直接驱动VGA显示器,真潇洒。把工程做成多个页面跳转更换配合触摸屏按钮,效果可以媲美银行的ATM终端。
二.组态人机界面:
产品开发难度:2
单片机技术要求:3
开发周期:2
效果:4
有相当一部分搞单片机开发人员没有听说过组态人机界面,那是因为组态人机触摸屏一般搭配PLC一起使用在工控自动化行业,极大地简化了工程流程和缩短了工程开发时间。既然组态人机有这个优势,我们搞单片机开发产品也可以利用起来。开发过程,现在电脑安装组态软件,拖动需要显示的控件组合起来,如需要显示的数据变量和渐变的曲线、模拟仪表、密码登陆权限、报警模块、模拟生产流程等等。工程可以做成多个页面跳转,编译后下载到触摸屏上就可以使用。万事具备、只欠东风,单片机如何使用触摸屏实现呢?其实单片机能不能主动发只能去控制触摸屏的,这个是与显示终端最大的差异。工作原理,组态触摸屏不停的发指令,单片机仅作回复,并且按照双方协定执行动作,而触摸屏则会按照单片机状态显示。单片机需要加入通讯协议,这个协议是工业标准的modbus-RTU,移植到单片机也很简单,当然自己按照通讯标准写也可以。万事具备了,东风也有了,单片机的人机换面完美,但是能很好配合单片机使用的组态人机界面的产品不多,我印象中,广州市微嵌计算机科技有限公司开发的组态触摸屏合适单片机,提供移植好的标准通讯协议的源代码,稍微改动就能满足自己的工程,效果还不错。
三.单板电脑:
产品开发难度:5
单片机技术要求:3
开发周期:5
效果:5
市场上单板电脑带的系统一般有WINCE和LINUX。从单片机如何显示完美人机界面的角度出发,WINCE单板电脑占很大优势,使用WINCE的习惯跟平时的WINDOWS一样。
用户可以选择自己精通的开发语言进行应用程序界面的开发,就现在而言,wince单板电脑支持的开发语言还是比较丰富的,包括VC++,C#,VB,EVC和.NET等语言。使用单板电脑开发界面会比上面两种产品难度高,但是可以有很好的效果,画面任意变化,集成了网络功能,可以做数据后台处理,复杂的处理系统。
最后,选择好的方案,事半功倍