一種新型的電網(wǎng)質(zhì)量檢測系統(tǒng)中顯示測量結(jié)果的液晶顯示系統(tǒng)

本文介紹一種新型的電網(wǎng)質(zhì)量檢測系統(tǒng)中顯示測量結(jié)果的液晶顯示系統(tǒng)，它主要由PIC18F458和液晶顯示模塊MGLS12864組成。PIC18F458單片機(jī)是美國微芯公司推出的16位RISC指令集的高級產(chǎn)品，與LCD接口方便。液晶顯示器MGLS12864是基于兩片HD61202和一片HD61203所構(gòu)成的128×64點(diǎn)陣液晶顯示器；只要提供電源就能產(chǎn)生點(diǎn)陣驅(qū)動(dòng)信號和各種同步信號。其中HD61202是一種點(diǎn)陣圖形式液晶顯示驅(qū)動(dòng)器，它可以直接與16位微處理器相連，與HD61203配合對LCD進(jìn)行行、列驅(qū)動(dòng)。

1PIC18F1458的性能特點(diǎn)
PIC18F458單片機(jī)是一種高性能的RISC CPU。該款單片機(jī)不僅集成了強(qiáng)大的外圍功能模塊，而且因其特殊的單片機(jī)特性(如：自振式看門狗、可編程代碼保護(hù)功能、休眠省電方式等)及先進(jìn)的FLASH技術(shù)(低功耗、高增強(qiáng)型FLASH技術(shù)，全靜態(tài)設(shè)計(jì)，2.0～5.5V寬范圍的工作電壓，工業(yè)級和擴(kuò)展級溫度范圍)，可以適用各種工業(yè)控制場合。

1.1高性能的RISC CPU
具有高達(dá)2MB的程序存儲器；高達(dá)4KB的數(shù)據(jù)存儲器；高達(dá)10MIPS的執(zhí)行速度；DC~40MHz時(shí)鐘輸入；4~10MHz帶PLL鎖相環(huán)有源晶振/時(shí)鐘輸入；16位寬指令，8位寬數(shù)據(jù)通道；帶優(yōu)先級的中斷；8×8單周期硬件乘法器。

1.2外圍功能模塊
具有PORTAPORTE五組I/O端口；定時(shí)器/計(jì)數(shù)器TMR0-TMR3模塊；捕捉/比較/PWM(*)模塊；增強(qiáng)型捕捉/比較/PWM(E*)模塊；主同步串型端口；可尋址的通用同步/異步收發(fā)器；CAN控制模塊；10位A/D轉(zhuǎn)換器模塊；比較模塊。

2PIC18F458與MGLS12864的硬件接口和軟件編程

2.1硬件接口電路
本文所提出的系統(tǒng)主要由信號采集電路，數(shù)據(jù)處理單片機(jī)PIC18F458，上位機(jī)(DISPIC系列的單片機(jī))，鍵盤系統(tǒng)和液晶顯示器五個(gè)模塊組成，整個(gè)系統(tǒng)通過PIC18F458驅(qū)動(dòng)LCD顯示。

PIC18F458的I/O口具有很強(qiáng)的驅(qū)動(dòng)能力，其PORTD口最大可通過25mA的拉電流和灌電流，可以直接驅(qū)動(dòng)LCD顯示，所以將PORTD口直接與LCD液晶顯示器MGLS12864的8位數(shù)據(jù)口相連，進(jìn)行數(shù)據(jù)交換和指令發(fā)送。同時(shí)，利用PORTB口的RB0～RB4與液晶顯示器MGLS12864的RS，RW，E，CSB，CSA引腳相連，控制數(shù)據(jù)交換的性質(zhì)和方向。液晶顯示器MGLS12864的工作電壓為：-5V～+5V,且其內(nèi)部已集成了所需的負(fù)電源，這樣，MGLS12864的Vout引腳將輸出-5V。在實(shí)際的電路中是將V0接在電位器的可調(diào)端，電位器兩固定端接在Vout和GND的引腳上，通過調(diào)節(jié)V0的電壓來改變液晶顯示器的亮度。MGLS12864第19和第20引腳LED+、LED-作為背光電源，本設(shè)計(jì)將+5V通過一個(gè)限流電阻和一個(gè)起驅(qū)動(dòng)作用的三極管接到LED+引腳上，通過單片機(jī)的一個(gè)I/O口控制三極管的導(dǎo)通來控制點(diǎn)亮背光，從而減少了功耗。PIC18F458與MGLS12864的連接見圖1。其中背光驅(qū)動(dòng)電路實(shí)現(xiàn)了點(diǎn)亮背光和控制亮度的功能。

2.2顯示程序設(shè)計(jì)
2.2.1電網(wǎng)質(zhì)量檢測的顯示要求及分級顯示
顯示要求：(1)技術(shù)人員需要對電網(wǎng)的一些基本參數(shù)進(jìn)行設(shè)置。(2)需要了解當(dāng)前電網(wǎng)的工作情況。(3)需要對過去一段時(shí)間內(nèi)的電網(wǎng)質(zhì)量進(jìn)行分析。(4)需要對當(dāng)前電網(wǎng)進(jìn)行一定的控制。

針對顯示要求，監(jiān)測系統(tǒng)采用分級顯示。將顯示的內(nèi)容分類，每一類組成顯示的第一級菜單，第一級菜單下有第二級或第三級子菜單(根據(jù)顯示內(nèi)容的要求來確定)。通過分級使技術(shù)人員能很快的找到自己當(dāng)前需要的菜單，從而提高了時(shí)效性。電網(wǎng)質(zhì)量檢測系統(tǒng)的分級菜單如圖2所示。

2.2.2系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)
本系統(tǒng)的軟件采用模塊化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，各功能子塊獨(dú)立，調(diào)節(jié)方便，容易根據(jù)需要進(jìn)行修改和擴(kuò)展。見圖3。

為了便于查找菜單數(shù)據(jù)顯示，本設(shè)計(jì)在菜單數(shù)據(jù)表(放在ROM中)中用前兩個(gè)字節(jié)來表示菜單的位置(級標(biāo)志)，第三個(gè)字節(jié)表示顯示字符的個(gè)數(shù)，后六個(gè)字節(jié)表示顯示數(shù)據(jù)在字庫表中的偏移地址(offset)。通過級標(biāo)志計(jì)算出顯示數(shù)據(jù)在ROM中的位置，再根據(jù)表中的第三個(gè)字節(jié)定顯示字符的個(gè)數(shù)，最后利用offset中的顯示數(shù)據(jù)的偏移地址來顯示菜單。下面是菜單顯示的流程圖(圖4)。