专利名称：：一种基于gui的变频器键盘的制作方法
技术领域：
：本实用新型涉及变频调速系统的监控。
背景技术：
：随着电力电子技术、微电子技术以及现代控制理论的发展，变频器已经广泛地应用于交流电动机的速度控制。由于变频器高效的驱动性能和良好的控制特性，使其在钢铁、化工、纺织、机械电力、造纸等各个行业中被广泛使用。目前变频器上的键盘一般都是用数码管或单色液晶来实现。调试参数时，必须要一个个的翻找参数，非常浪费时间。并且键盘的显示界面比较单一，都是用单色显示。在键盘上也不能实时地显示关键参数的曲线，给调试者带来诸多不便。目前调试人员在对变频器进行大规模调试时，一般都是采用上位机进行调试，只有小地方改动的时候才用到键盘。键盘由于其操作时的不便，其使用频率也变的越来越少。
发明内容本实用新型所要解决的技术问题是提供一种一种基于GUI的变频器键盘，本实用新型的手动调节参数方便的键盘，调试人员可以快速而简便的查找参数，而且在键盘上能够实现示波器显示，方便调试人员观察参数的波动。本实用新型的显示界面友好，高档，能够匹配中冶南方(武汉)自动化有限公司自主研发的高性能矢量变频器。本实用新型所采用的技术方案是一种基于⑶I的变频器键盘，其包括液晶芯片和ARM芯片，液晶芯片的数据信号端口均接至ARM芯片的特殊功能模块控制端口。液晶芯片内设有存储器，存储器又包括控制寄存器和接收寄存器；液晶芯片控制显示器。所述的键盘，数据信号端口包括片选、写入数据、读入片选信号端口，特殊功能模块控制端口包括闪存外设片选区域控制端口、写使能控制端口和输出使能控制端口，它们依次相连。所述的键盘，数据信号端口还包括寄存器选择信号端口，ARM芯片还包括数据总线端口，寄存器选择信号端口接至数据总线端口。本实用新型的优点本键盘大大提高了调试人员查找参数的速度；而且把一些关键参数放在示波器上实时显示，可以方便调试人员观察参数运行时的波动。这是别的变频器键盘都无法实现的。图I是ARM与液晶之间的硬件接口。图2是参数属性存储数组。图3是绘制曲线方式。图4是实施例实现的示波器的效果图。具体实施方式本实用新型的键盘设计主要是要实现键盘控制液晶显示以及键盘与下位机间的通信。液晶的显示界面实现了三级显示界面加开机界面。本实用新型通过移植GUI，利用GUI强大的画图功能，实现页面显示；本实用新型的通信采用485通信接口，与下位机传输数据。本实用新型实现了键盘控制变频器以及显示变频器当前状态的功能。本实用新型把GUI这样一个嵌入式绘图平台移植到底层芯片中，实现了上位机界面与底层芯片的无缝结合。本实用新型利用GUI强大的绘图功能来绘制键盘的显示界面，并且在需要加快速度的刷屏的地方，采用纯底层的对寄存器操作的方法，加快刷新速度。在界面容易抖动的位置，本实用新型采用GUI的存储机制，防止图层抖动。参数搜索方面，本实用新型采用一个2维数组来存储所有参数的属性，每一行代表一个参数，每一列代表一个属性；搜索参数时，根据参数的任何一个属性，比如说参数编码，可以通过寻址的方式查找到参数的所有属性。一种基于⑶I的变频器键盘的控制方法，其包括通过ARM芯片控制液晶显示器显示参数、通过键盘输入进行参数搜索，以及通过ARM芯片控制液晶显示器显示参数值或者示波器曲线的过程。所述的控制方法，ARM芯片控制液晶显示器显示参数的方法为首先移植⑶I函数库到ARM芯片内，即根据硬件电路的特点，修改GUI与硬件电路相结合的底层驱动函数，使得该底层驱动函数具有读写液晶芯片内部存储器的能力；然后GUI库里面的GUI控制函数通过调用该底层驱动函数读写液晶芯片内部存储器，以实现在液晶上的参数图片绘制。所述的控制方法，读写寄存器的控制过程为GUI控制函数访问控制寄存器时，寄存器选择信号端口发出低电平信号；GUI控制函数访问接收存储器时，寄存器选择信号端口发出高电平信号。所述的控制方法，通过键盘输入进行参数搜索的方法为将参数属性表存储在ARM芯片的内部FLASH内，该表以2维数组的形式储存，数组的每一行存储一个参数的所有属性；当需要查询参数名时，通过输入参数名，从数组中查到参数所在的行，从而得到该参数的所有属性。所述的方法，液晶显示器显示示波器的方法为，通过⑶I控制函数在液晶上绘制示波器，具体包括以下步骤SI)由⑶I控制函数中的画线函数⑶I_DrawHLine()，绘制示波器里面的横栅格和纵栅格；S2)由⑶I控制函数中的绘图函数⑶I_DrawGraph()实现绘制曲线。所述的方法，步骤S2曲线的绘制是通过绘制一系列连续的点来达到曲线的效果，具体包括以下步骤首先选取一个基准坐标，并通过一个数组aY来存放数据，aY的长度即为曲线长度；每次本变频器键盘与变频器通信时，改变aY的第一个元素的值，并从数组中依次将数据向后挪移，直至aY的最后一个元素丢弃掉；最后将数组aY的每个元素的值，从基准坐标开始依次通过⑶I_DrawGraphO函数进行操作，这些操作均在存储器内执行，只有在所有的操作执行完毕后最终结果才输出到屏幕上。以下结合附图进一步详述本发明。本实用新型的硬件结构采用液晶显示器加ARM(AdvancedRISCMachines)。液晶的控制方式采用ARM芯片特殊功能模块fsmc(静态存储器控制器)控制外部ROM(只读存储器)的方式。看原理图如图1，CS(片选)、WR(写入数据)、RD(读入数据)信号分别接FSMC_NE3(NOR闪存第三外设片选区域)、FSMC_NEff(写使能)、FSMC_N0E(输出使能)，这几个信号是在使用FSMC去读写某个外设的时候自动配置的。所以，软件不用控制它。还有一个RS(寄存器选择信号)，是接在PG7(—个普通IO口)的，当程序访问结构体的LCD_REG(液晶显示器寄存器)时，RS=O。当程序访问LCD_RAM(液晶显示器随机存储控制器)时RS=I。这样在编程的时候，除了软件控制RS信号外，硬件可以自动控制时序，省略了底层软件的时序部分。GUI函数库里提供了GUI与硬件电路相结合的底层驱动函数。移植GUI(图形用户界面)的关键就是需要把GUI的写寄存器的函数与底层函数联系起来。ARM芯片的Reset(重置端口)与液晶显示器的nReset端口相连。ARM芯片的FSMC_D0_15(数据存储)与液晶显示器的DB[15:0]端口相连。本实用新型采用⑶I通用C/C++库函数。移植的过程包括配置文件修改和修改底层驱动函数。⑶I移植的主要工作就是修改LCD_Conf.h、⑶ICONF.h和⑶I_X.C三个配置文件。⑶ICONF.h、⑶I_X.C的移植比较简单，下面主要介绍IXD配置文件LCD_Conf.h的移植#defineLCD_XSIZE(320)/*定义液晶的参数，320*240*/#defineLCD_YSIZE(240)#defineLCD_FIXEDPALETTE(565)/*RGB565格式*/#defineLCD_SWAP_XY(I)/*交换显示屏水平和垂直方向*/#defineLCD_INIT_C0NTR0LLER()ILI9325_Init();/*初始化LCD控制器*/也即，LCD_Conf.h文件内存放有液晶大小参数320*240，调色板颜色采用RGB565格式，显示屏水平和垂直方向进行交换的开关参数，以及LCD控制器初始化参数。本实用新型的液晶外挂在ARM的BANK3这个区域，而液晶的控制寄存器和接收寄存器存放在自己内部RAM的前两个地址。其中控制寄存器是索引寄存器，接收寄存器是数据寄存器。控制寄存器内存放有接收寄存器在RAM中的数据地址。因此，在编程的时候对这个区域的首地址操作，就是对液晶的控制寄存器操作；往次地址写数，也就是往液晶的接收寄存器写数。控制了这两个寄存器也就实现了对液晶的控制。由于ARM的BANK3的起始地址是0x68000000。实用新型里在这个地址定义一个固定地址的结构体，结构体里面的元素是两个16位的无符号整形数。这样结构体里面的两个元素就可以分别代表控制寄存器和接收寄存器。具体实现方式如下Typedefstruct{vuI6LCD_REG;vuI6LCD_RAM;}LCD_TypeDef;#defineLCD_BASE((u32)(0x60000000|0x08000000))#defineLCD((LCD_TypeDef*)LCD_BASE)上述程序定义了包含控制寄存器、接收寄存器内容的结构体，以及ARM内与液晶芯片的两个寄存器相对应的基地址IXD。操作时，液晶通过写寄存器，实现对液晶的控制，如下voidLCD_ffriteReg(u8LCD_Reg,u8LCD_RegValue){GPIO_ResetBits(GP10G,GPI0_Pin_7);//设置RS信号为低LCD->LCD_REG=LCD_Reg;//写入控制寄存器的值GPI0_SetBits(GP10G,GPI0_Pin_7);//设置RS信号为高LCD->LCD_RAM=LCD_RegValue;//写入接收寄存器的值}⑶I别的函数都是通过这个写寄存器函数来实现的，比如⑶I的画点函数就是voidGUI_DrawPoint(u8LCD_RegValue){LCD_WriteReg(0x22，u8LCD_RegValue);}GUI的定标函数就是viodLCD_SetCursor(u8Xpos,ul6Ypos){LCD_ffriteReg(0x20,Xpos);LCD_ffriteReg(0x21,Ypos);}这样画线函数，画图函数都可以衍生出来。本实用新型提供了一种快速搜索参数的方式。可以直接通过输入参数编码来查询参数。具体做法是把参数编码以及该参数的属性都存在一个固定数组的固定位。当通过按键判断出输入的数值后，便用这个数值来与数组中存放参数编码的这一位来进行比较，如果得到相等的值则结束循环，找到当前编码以及它的信息存放在数组中的位置。然后再在数组中调用这个编码的所有信息，用于显示和发送。如图2:上表可以记录在一个2维数组table[][9]里面。数组的每一行存储一个参数的所有属性，一共有多少行就代表有多少个参数。在程序里如果要调用参数信息，只要知道参数所属哪一行即可。比如说当前参数编码是240，我想知道这个参数是什么参数(参数文字)。Datasite代表当前参数在数组中的行坐标。for(i=0;i〈1000;i++){if(tabler[i][2]==240){Datasite=i;break;}}通过上面一段简短的程序可以很快的通过参数编码查询到参数所处的位置，进而查找到该参数的全部属性。这就实现了一个功能通过参数编码来搜索参数，而不用通过传统的翻页来找参数。本实用新型提供了一种显示示波器的方法。通过⑶I强大的画图功能，⑶1_DrawGraphO函数可以实时的绘制曲线。具体绘制方法是先通过画线和写字的函数画出示波器的边线和坐标点，以及外围框架。示波器里面作为一个动态的画面实时刷新。刷新画面时分两步，第一步先画示波器里面的横栅格和纵栅格。这个由GUI提供的画线函数⑶I_DrawHLineO来实现。第二步绘制曲线。绘制曲线由⑶I_DrawGraphO函数来实现。它是通过绘制一系列连续的点来达到曲线的效果。首先需要选取一个基准坐标(xO，y0),还需要有一个数组aY[300]来存放数据。aY的长度有多长代表GUI_DrawGraph()函数可以画多长的曲线。如图3，假设aY[300]={1，2，3，4，5，6，7……}，aY[]中的元素代表所绘制曲线的纵坐标，横坐标从基准点的横坐标开始连续的向右延伸。aY[]中有多少个元素，所绘制曲线的横坐标就有多少个点。在程序中aY[]里面的数由RS-485通信提供。aY[]里面一共有240个数，也就是曲线一共有240个点，每次通信，aY[O]的值都会改变，依次把数据向后挤，直到aY[239]的值给丢掉。通信一次，示波器画面也跟着刷新一次，给人一个变动的画面效果。第一步和第二步如果按次序执行的话，由于叠加效应，会引起图层闪烁。所以在这里又用到GUI的特殊功能存储机制。没有使用存储设备时，绘图操作直接写屏。屏幕在绘图操作在执行时更新，当不同的更新在执行时会产生闪烁。如果这样的操作使用一个存储设备的话，所有的操作在存储设备内执行。只有在所有的操作执行完毕后最终结果才显示在屏幕上，具有无闪烁的优点。⑶I描绘示波器的一个应用实例ARM芯片采用stm32fl03ZE，液晶芯片采用ILI9325。通过液晶显示U相电流的波形，U相电流作为一个功能码，它的参数编码为200。键盘通过实时的通信，从变频器控制板读取P0200这个参数的值，进而在液晶上显示。在键盘里，通过定时器2的中断函数来记时，每隔O.IS向下位机发送一次数据，用于读取P0200的值(U相电流值)。每次接收到数据后，再接收中断函数里写aY[]数组，并且推挤这个数组，把数组的最后一个数据去掉。然后把数组里面的数据放到示波器里显示。由于是O.IS数据更新一次，给人造成一个连续的动画。[0056]I.主程序主要实现寄存器初始化配置，以及主循环函数intmainO{System_initO;//和ARM相关的硬件初始化⑶I_Init();//⑶I初始化⑶I_MEMDEV_load();while(I){}}2.定时器中断子程序，用于每隔O.IS发送读取参数值命令voidTIM2_IRQHandler(void){if(TIM_GetITStatus(TIM2,TIM_IT_CC1)!=RESET){TIM_ClearITPendingBit(TIM2,TIM_IT_CC1);//清中断标志位V_RxTx_Time++;//通信记时器if(V_RxTx_Time>=300)//记时0.IS到{V_RxTx_Time=0;USART_SendData(USART3，200);//读取编码为200的参数值IU}}}3.通信接收处理函数在接收到参数值后用于绘制曲线voidNew_Recevie_Comd(){if(Table[Lin][5]==200)//如果当接收到的数的参数编码为200;{aY[O]=PKK[200];//数组首位接收通信值for(i=l;i<300;i++)//挤压数组，丢掉最后一位{aY[300-i]=ay[299-i];}⑶I_MEMDEV_DRAW(&Rect,&DrawPicture,O,O,O);//画示波器}}4.回调函数的编写，它以参数的形式被主函数调用。在本程序里，回调函数的编写流程是首先对黑色矩形框进行清屏，然后绘制灰色网格，最后调用GUI_DraWGraph()绘制曲线。最后实现的示波器的效果图见图4。权利要求1.一种基于⑶I的变频器键盘，其特征在于其包括液晶芯片和ARM芯片，液晶芯片的数据信号端口均接至ARM芯片的特殊功能模块控制端口；液晶芯片内设有存储器，液晶芯片控制显示器。2.根据权利要求I所述的键盘，其特征在于数据信号端口包括片选、写入数据、读入片选信号端口，特殊功能模块控制端口包括闪存外设片选区域控制端口、写使能控制端口和输出使能控制端口，它们依次相连。3.根据权利要求I所述的键盘，其特征在于数据信号端口还包括寄存器选择信号端口，ARM芯片还包括数据总线端口，寄存器选择信号端口接至数据总线端口。专利摘要本实用新型提供了一种基于GUI的变频器键盘，本实用新型的键盘包括液晶芯片和ARM芯片，液晶芯片的数据信号端口均接至ARM芯片的特殊功能模块控制端口；液晶芯片内设有存储器，液晶芯片控制显示器。本实用新型大大提高了调试人员查找参数的速度；而且把一些关键参数放在示波器上实时显示，可以方便调试人员观察参数运行时的波动。这是别的变频器键盘都无法实现的。文档编号G06F9/44GK202404525SQ20112034739公开日2012年8月29日申请日期2011年9月16日优先权日2011年9月16日发明者徐晖,李鹏申请人:中冶南方(武汉)自动化有限公司