显示仪在机电装置中的使用

电机的控制过程中，通常需要观测一些运行参数，如转速、电流等，有时也需要外部

给予电机的转动时间、转动速度等控制参数。这时，就需要用到液晶显示仪表。它接受来自电
机控制器数据，处理后将数据显示在液晶显示仪表上；也可通过按键设置参数，然后用
CAN 通信将数据转送到电机控制器，对电机进行控制。
　　本文使用的液晶显示仪表以

M icroch ip 公司推出的新型 16 位高性能数字信号控制器

（

DSP）DSPIC30F6014 为主控芯片。仪表包含： 5 个控制按键，分别为选择键、+ 1 键、换位

键、确定建和复位键，并通过这些按键设定参数；

 3 个显示灯，分别为电源灯、运行灯和通

信灯；仪表中间为液晶显示区，数据就显示在这里。在同步电机的超速实验中，同时使用了
3 块液晶显示仪表， 1 块设置电动机的转动时间，一块设置电动机的转动速度，一块检测
换向器跳动。
　　笔者参与了前两块仪表的设计，其中时间显示仪表。该仪表美观大方，易于操作，功能
强大。
　　

1 系统硬件 1. 1 系统总体设计思路系统硬件以微芯公司的 16 位 DSP DSPIC30F6014 为

核心，控制器为

MCU + DSP 内核，既拥有 16 位闪存单片机的高性能，又兼具 DSP 的计算

能力和数据吞吐能力，运算速度每秒高达

40 M 条。由于该系统集多种功能于单一芯片，从

而大大节省了电路板空间。
　　系统硬件外扩展了键盘电路、

CAN 通信电路和显示电路。键盘电路用于设置系统参数，

包括设定电动机的转动时间、转动速度，并且发送参数。将设定值写入

EEPROM 保存起来，

可避免重复设定参数。

CAN 通信电路可以实现仪表与电机控制器或其他测试仪器之间的通

信

(不通通信形式的分析对比)。显示电路为芯片与液晶模块的接口电路。

　　

1. 2 CAN 通信模块 DSPIC30F6014 有两个相互独立的 CAN2. 0 标准模块，可用于与其

他外设或者单片机之间进行通信。该

CAN 模块能实现一个完整的 CAN 系统。CAN 总线驱动

器采用

M icroch ip 公司的 M CP2551.它将 DSPIC30F6014 CAN 控制器输出引脚的 TTL 电平

变换为

CAN 总线上的差分信号。CAN 接口电路如所示。

　　

1. 3 液晶显示模块本文中液晶显示模块为 MCG12864.该模块由两块液晶组成。每一块液

晶都有

64 行、64 列，合起来有 128 行、64 列。控制时必须分两边进行操作：当选中第一边时，

对第一块液晶进行操作；选中第二边时，对第二块液晶进行操作。
　　液晶显示模块与

DSPIC30F6014 的硬件接口电路。电路采用单片机的通用 I/O 口对液晶

的控制信号进行控制。液晶显示模块为

5 V 设备。

　　

2 系统软件系统软件使用的 C 语言和汇编语言混合编程、模块化设计、LCD 显示、按键处

理和

CAN 系统的实现等，均由 DSPIC30F6014 的控制软件来实现。为使软件组织灵活有序，

便于调整、修改和移植，整个软件按功能划分，编制模块化软件结构。
　　

2. 1 液晶显示部分程序对液晶显示模块 7 个操作指令分别用设置子程序、写数据子程序、

读液晶显示模块内部控制器状态子程序等

3 段子程序来实现。程序用 C 语言编写。对于点阵

式液晶，通过调用数字和汉字所对应的数组将其显示在液晶屏上。数组借助于字模软件得到：
用字模软件将用到的字转换成数组，把同样大小的数组放在一起组成二维数组；将这些二
维数组放在一个。

 h 文件中，在显示程序中调用即可。

　　为了实现连续的液晶显示，需要一个以显示字为单位的程序。本文用一个通用的液晶显
示子程序。该程序会根据入口给出的要显示的数据的长、宽以及在显示屏上的行列地址，自
动判别字的大小和字在液晶屏幕上的位置，将汉字或者数字显示出来。
　　由于液晶显示模块为慢速设备，当

DSPIC 的时钟配置较高时，液晶显示的数据会有不