我公司經(jīng)營西門子*現(xiàn)貨PLC；S7-200 S7-200SMART S7-300 S7-400 S7-1200 觸摸屏,，變頻器,，6FC,，6SNS120 V10 V60 V80伺服數(shù)控備件：*電機(jī)（1LA7、1LG4,、1LA9,、1LE1）,，國產(chǎn)電機(jī)（1LG0，1LE0）大型電機(jī)（1LA8,，1LA4,，1PQ8）伺服電機(jī)（1PH，1PM,，1FT,，1FK，1FS）

西門子觸摸屏6AV2124-0MC01-0AX0又稱用戶界面,、人機(jī)交互,、人機(jī)接口等，是人與機(jī)器之間傳遞,、交換信息的媒介．是用戶使用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的綜合操作環(huán)境,。在商品競爭中，一個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)的成功與否在某種程度上也取決于用戶使用界面的感受好壞,，因此,，人機(jī)界面的設(shè)計(jì)在應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中有著重要的作用。嵌入式系統(tǒng)強(qiáng)調(diào)人機(jī)界面操作的實(shí)時(shí)性,，簡單化,，強(qiáng)調(diào)在特定平臺上特定應(yīng)用的時(shí)間空間效率。在傳統(tǒng)的小系統(tǒng)設(shè)計(jì)中,。程序設(shè)計(jì)一般采用前后臺工作方式,。應(yīng)用程序是一個(gè)無限的循環(huán)，循環(huán)中調(diào)用相應(yīng)的函數(shù)完成相應(yīng)的操作,，時(shí)間相關(guān)性很強(qiáng)的關(guān)鍵操作（crltical operation）是靠中斷服務(wù)來保證的,。因?yàn)橹袛喾?wù)提供的信息一直要等到后臺程序走到該處理此信息這一步時(shí)才能得到處理．這種系統(tǒng)在處理信息的及時(shí)性上，比實(shí)際可以做到的要差,。壞情況下的任務(wù)級響應(yīng)時(shí)間取決于整個(gè)循環(huán)的執(zhí)行時(shí)間,。因?yàn)檠h(huán)的執(zhí)行時(shí)間不是常數(shù)，程序經(jīng)過某一特定部分的準(zhǔn)確時(shí)間也是不能確定的,。如果程序修改了,，循環(huán)的時(shí)序也會受到影響．

    實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)將應(yīng)用分解成多任務(wù)，簡化了應(yīng)用系統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì),。良好的多任務(wù)設(shè)計(jì),，有助于提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性，并使系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性得到保證,。很多實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)提供了函數(shù),，簡化了程序的測試。

1,、系統(tǒng)設(shè)計(jì)

    如圖l所示,，人機(jī)界面系統(tǒng)采用小鍵盤操作的文本菜單方式,，使用在嵌入式數(shù)字視頻錄像DVR（Digital Video Record）系統(tǒng)中。在MSP430F149上移植μC/OS—Ⅱ來獨(dú)立實(shí)現(xiàn)人機(jī)界面的功能,，用戶通過鍵盤輸入指令,，經(jīng)過單片機(jī)處理后發(fā)往主系統(tǒng)，同時(shí)把相應(yīng)信息通過芯片的OSD（0n Screen Display）功能顯示在監(jiān)視器上,；用戶根據(jù)監(jiān)視器上的信息進(jìn)行菜單操作,，形成人與機(jī)器的交互。
 

西門子觸摸屏6AV2124-0MC01-0AX0

 

    把人機(jī)界面部分從主系統(tǒng)中獨(dú)立出來,，用戶所有輸入的指令由單片機(jī)來處理,，減少了主系統(tǒng)的工作量，使整個(gè)系統(tǒng)模塊化,，便于開發(fā)和調(diào)試,，提高了可靠性和穩(wěn)定性．另外，這種人機(jī)界面設(shè)計(jì)具有通用性,，便于移植到各種嵌入式系統(tǒng)中,。本系統(tǒng)選用MSP430nF149單片機(jī)，是基于以下三個(gè)方面的原因：

    ①OSD功能需要經(jīng)常刷新,，并且要處理與主機(jī)部分的數(shù)據(jù)交換,，要求單片機(jī)的計(jì)算速度足夠高，并且要求嵌入式系統(tǒng)能夠長時(shí)間正常運(yùn)轉(zhuǎn),，且芯片功耗低,。
    ②實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)本身要耗費(fèi)一部分內(nèi)存，同時(shí)0SD功能要求建立字庫,，要求內(nèi)存空間足夠大,，否則要外接閃存，增加設(shè)計(jì)的復(fù)雜度及成本,。
    ③要連接鍵盤電路,，需較多I／O口。
    MSP430系列單片機(jī)是由TI公司開發(fā)的16位單片機(jī),。其突出特點(diǎn)是強(qiáng)調(diào)超低功耗,，適合于各種功率要求低的應(yīng)用；有較高的處理速度,，在8 MHz晶振的驅(qū)動下,，指令周期為125ns;MSP430F149具有60 KB的Flash ROM和2 KB RAM，可滿足系統(tǒng)程序量和數(shù)據(jù)量大的要求,，可以解決因?yàn)榧虞d實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)而增加的內(nèi)存需求,，具有2個(gè)串行通信接口，其中一個(gè)串口用于跟主系統(tǒng)通信,，另一個(gè)可用于控制其他外圍模塊,；具有48個(gè)可獨(dú)立編程的I／O口，其中有2個(gè)具有中斷功能的8位并行端口,，在設(shè)計(jì)按鍵電路時(shí),，可方便地采用中斷方式識別鍵值。

2,、軟件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

    2.1 實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)
    μC／OS—II是一個(gè)源碼開放,，擁有搶占式內(nèi)核，支持多任務(wù)的實(shí)時(shí)操作系統(tǒng),；任務(wù)被分為休眠態(tài),、就緒態(tài)、運(yùn)行態(tài),、掛起態(tài)和被中斷態(tài)五種狀態(tài),，內(nèi)核根據(jù)任務(wù)所處的狀態(tài)對任務(wù)作相應(yīng)的處理，已經(jīng)準(zhǔn)備就緒的高優(yōu)先級任務(wù)可以剝奪正在運(yùn)行的低優(yōu)先級任務(wù)對CPU的使用權(quán),。系統(tǒng)大部分代碼采用C語言編寫,，與硬件相關(guān)的部分很集中，并給出了規(guī)范的接口說明,，移植相當(dāng)方便,，可應(yīng)用于目前大多數(shù)型號的8位、16位,、32位CPU,。μC／OS—II提供的僅僅是一個(gè)操作系統(tǒng)內(nèi)核，對硬件系統(tǒng)要求很低,，很適合在低端CPU上開發(fā)小系統(tǒng),。

    將μC／OS—II移植在MSP430F149單片機(jī)上，對其進(jìn)行裁減,，只保留消息隊(duì)列一種任務(wù)間通信方式,，利用它的任務(wù)優(yōu)先級搶占機(jī)制，使人機(jī)界面很好地滿足嵌入式系統(tǒng)對實(shí)時(shí)性和可靠性的要求,。下面詳細(xì)介紹基于μC／0S—II操作系統(tǒng)的程序設(shè)計(jì),。

    2.2 軟件設(shè)計(jì)
    本系統(tǒng)的軟件部分設(shè)計(jì)基于E-O模型的思想，劃分事件和目標(biāo),。以有限狀態(tài)機(jī)的方式,，在實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)μC／OS一Ⅱ中，用狀態(tài)機(jī)把目標(biāo)和事件聯(lián)系起來,，實(shí)現(xiàn)OA （Object-Action）行為模式完成人機(jī)交互的過程,，使以小鍵盤操作的文本菜單方式設(shè)計(jì)更清晰。
    2.2.1 事件-目標(biāo)驅(qū)動的用戶界面模型西門子觸摸屏6AV2124-0MC01-0AX0
    事件-目標(biāo)驅(qū)動的用戶界面模型，即E-O模型（E-vent-Object Drive User Interface Model）,，將人機(jī)交互活動歸結(jié)為事件與目標(biāo)的相互作用．事件是人機(jī)交互活動中傳遞的信息,，目標(biāo)是交互活動的對象；事件引發(fā)交互活動,，目標(biāo)是交互活動的承受者,。E-O模型基于的基本行為模式是"目標(biāo)-動作"（OA），以目標(biāo)為核心,，具有面向?qū)ο箫L(fēng)格,。
     
    E-O模型由四個(gè)邏輯部件組成：①設(shè)備管理模塊（device management module），提供與各種交互設(shè)備的接口,，實(shí)現(xiàn)設(shè)備無關(guān)特性,；②事件管理子系統(tǒng)（event Man-agement subsystem），它讀取輸入設(shè)備的輸入信息形成事件并進(jìn)行統(tǒng)一管理,，將反饋信息的事件解釋為適當(dāng)?shù)妮敵鲋噶畈魉徒o輸出設(shè)備,；③目標(biāo)管理子系統(tǒng)（object Man-agement subsystem），創(chuàng)建,、裝載,、保存用戶界面中各類目標(biāo)，并對目標(biāo)進(jìn)行管理,，④事件-目標(biāo)管理子系統(tǒng)（event-object management subsystem）,，主要職責(zé)是實(shí)現(xiàn)事件與目標(biāo)的整合，按適當(dāng)策略控制事件在各目標(biāo)結(jié)點(diǎn)之間流動,，以形成和維持交互的過程,，是整個(gè)用戶界面系統(tǒng)的核心。

    2.2.2 有限狀態(tài)機(jī)的形式化描述西門子觸摸屏6AV2124-0MC01-0AX0
    有限狀態(tài)機(jī)FSM（Finite State Machine）由狀態(tài),、事件,、轉(zhuǎn)換和活動組成。每個(gè)狀態(tài)有1個(gè)狀態(tài)進(jìn)入動作（entryaction）和1個(gè)狀態(tài)退出動作（exit action）,，每個(gè)轉(zhuǎn)換有1個(gè)源狀態(tài)和目標(biāo)狀態(tài)并且與1個(gè)事件相關(guān)聯(lián),。當(dāng)在源狀態(tài)時(shí)，該事件發(fā)生且觸發(fā)轉(zhuǎn)換的監(jiān)護(hù)條件為真,，則順序執(zhí)行下列一些動作：①源狀態(tài)的退出動作,；②轉(zhuǎn)換動作；③目標(biāo)狀態(tài)的進(jìn)入動作,。
    FSM可以形式化表示為1個(gè)五元組：M=（0,，