嵌入式红外辐射计人机交互系统的设计与实现

摘要

本文设计了一套船载红外辐射计人机交互系统，旨在优化船载红外辐射计数据显示及操控模块的同时，扩展两套U盘备份系统，一份用于船载红外辐射计采集数据的存储备份，加强数据的安全性，一份用于单独扩展的GPS模块数据存储，为船载红外辐射计内部集成GPS模块数据提供备份。
　　本文将人机交互部分分为数据显示和触摸屏操控两个功能模块分别进行设计实现。其中，显示模块主要功能是实现原始数据的显示和重点信息的显示，二者通过触摸屏上的一个触控按钮进行切换；触控模块通过设计的简洁的功能界面实现对船载红外辐射计的控制，当手指触碰功能界面的按钮时，实现向船载红外辐射计发送相应控制命令的功能，如控制船载红外辐射计防雨门的开关操作、读取内部黑体温度等操作。数据存储备份模块包含了船载红外辐射计数据存储备份和一个单独扩展的GPS模块数据备份两部分内容，由于两部分原理类似，因此，本文重点介绍了船载红外辐射计数据备份功能的设计实现方案。同时，利用主控芯片的RTC模块实现了一个万年历实时时钟，将实时的时间信息提取并转换为相应格式添加在数据显示和数据存储部分的每条数据记录开头.
　　本系统主控芯片采用意法半导体公司的基于ARM公司Cortex-M3内核的STM32F103系列单片机作为主控芯片，采用72Mhz的时钟频率，可以满足本系统的设计需求。利用主控芯片的串口模块及DMA模块实现数据的双缓冲接收，将缓冲得到的数据进行相应的处理后，通过 U盘文件管理芯片 CH376将数据写入 U盘，同时通过TFT液晶显示屏驱动芯片SSD1963将接收并处理后的数据显示在一块7寸大小的液晶屏幕上。触摸屏操控模块通过触摸屏专用控制芯片 ADS7843实现对电阻触摸屏触屏触碰位置的读取，将读取的触屏位置转换为相应控制命令后，通过串口向船载红外辐射计发出。
　　通过经测试，本系统达到了预期目的，提高了红外辐射计的人机交互性能，同时，加强了数据的安全性。

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1引言

1.1研究背景与意义

1.2国内外研究现状

1.3本文主要研究内容

2系统整体设计

2.1 系统整体设计方案

2.2各模块介绍

2.2 本章小结

3 系统硬件设计

3.1 Cortex-M3内核简介及主控芯片的选型

3.2 STM32F103VET6的最小系统设计

3.3串口接收电路设计

3.4 Ch376芯片接口电路设计

3.5 TFT液晶屏接口设计

3.6与四线电阻触摸屏接口设计

3.7本章小结

4 系统软件设计和功能模 块实现

4.1 软件开发平台介绍

4.2数据接收功能模块程序设计

4.3 数据存储功能模块的程序设计

4.4液晶屏幕显示界面设计

4.5 STM32f103与四线电阻触摸屏通信软件设计

4.6 本章小结

5 系统测试

5.1 各模块测试过程及结果

5.2 本章小结

6总结与展望

参考文献

致谢

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