基于组态软件的嵌入式人机界面设计

摘要

计算机软硬件技术的飞速发展带动了嵌入式人机界面的发展，在工业控制领域对监控用的人机界面的应用越来越广泛。基于组态软件的嵌入式人机界面的开发是采用一种搭积木的方式去编辑工业控制界面。它能够把各种工业控制对象抽象为某些图形对象和元件，利用组态的形式建立这些对象间的控制关系，便于观察和控制。
　　嵌入式组态软件分为两个部分，一个是基于上位机PC端的组态软件，主要负责上位机监控界面的编辑；另一个是基于下位机触摸屏的组态软件，功能是重绘上位机监控界面，并负责与PLC和其它系统的数据通讯。
　　本文的主要工作及工程应用创新主要包括以下几个方面：
　　首先，在传统的组态软件基础上提出来嵌入式人机界面的开发设计，选择了一个合理的开发环境，设计了可以与上位机进行组态的下位机系统，下位机系统包括软件层面的和硬件层面的。
　　其次，介绍了嵌入式组态软件在功能上的需求以及图形界面的主体性结构，剖析了下位机所接收数据的具体的含义，分析了整个数据解析的流程以及解析的具体实现方法。
　　最后，把绘制好的人机界面应用于工程实际项目中，实现了对矿井井内某些环境变量的实时监控，很好完成了其应具有的功能，保证了工作人员的安全。

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第一章 绪论

1.1 嵌入式组态软件以及人机界面的研究背景

1.2 人机界面的发展趋势

1.3 研究的目的与意义

1.4论文研究的主要内容

第二章嵌入式组态软件的基础研究

2.1 软件体系结构

2.2 上位机软件的主要功能

2.3 组态上位机图形界面模块的功能结构

第三章 组态下位机硬件设计

3.1硬件体系结构分析

3.2 供电电源模块

3.3 存储器设计

3.4 通信接口设计

3.5 触摸屏电路设计

第四章 下位机程序设计

4.1 下位机组态程序UCGUI的移植

4.2 上位机文件数据的存储

4.3 配置文件解析模块的流程

4.4 解析文件的数据结构

4.5 文件解析的具体实现

第五章组态人机界面工程应用

5.1工程应用背景与系统结构

5.2 PLC和传感器型号选择与介绍

5.3 应用电路设计和原理分析

5.4 监控界面设计与功能介绍

第六章 小结

参考文献

致谢

附录A LCD触摸屏控制程序和驱动芯片程序

附录B 硬件开发板的图片

附录C攻读硕士学位期间的科研成果