4.3.3 人机交互模块的详细设计
在实现中人机交互模块包含两部分：键盘输入和LCD显示。
4.3.3.1 基本界面显示
为了完整地实现系统的控制功能，需要在界面上显示全部的信息。考虑到需显示的信息量较多，采用了分屏显示，为此供设计了六个显示界面，如下图所示。
以上界面的切换、菜单的选择、参数的选择及修改等是通过不同的按键来实现的，按键的硬件设计电路图见图4-2，该键盘使用独立式按键键盘的硬件结构，软件上使用矩阵式键盘的硬件构成原理，既具有独立式按键键盘硬件结构简单的特点，又具有矩阵式键盘软件实现的优点。其实现原理见任务的实现部分。
4.3.3.2 任务的实现
键盘是最重要的一种输入设备。一般在设计应用系统时，需要按键较少时采用独立式按键键盘，而在需要按键较多时，采用行列式键盘。但行列式键盘不仅硬件接线复杂，键号的判断和识别程序也较为繁琐。在此介绍使用软件将多个按键功能压缩至3个按键上，该键盘在硬件上使用独立式按键键盘的硬件结构，而在软件上实现了使用矩阵式键盘的功能。该键盘不仅在硬件上接口简单，软件实现也非常容易。
其实现原理是：对于矩阵式键盘，如果它有3行4列，则可以构成一个34 键盘，共有12个功能键。在设计的键盘中，行线使用一个按键实现，行线数由该键的按键次数确定，列线则由其它几个按键提供。假如一个键盘使用3个按键，3个按键中1个用于提供行线，设置其它2个键的功能，当该键按键次数为1时，其它2个键为P11、P12功能，而当该键按键次数为2时，其它2个键为P21、P22功能，当该键按键次数为3 时，其它2个键又为P31、P32功能，根据此原理，使用3个按键可以实现N行2列共N2个键的功能，这里的N为用做行线的键即功能设置键的按键次数。将该键的按键次数存于一内存单元（或寄存器）中，每按一次，该单元加1，读出该单元内容，就可知道其它2个键处于何种功能。
共定义了8个功能键：单选择键，确认键，数值增加键，数值减少键，左移、右移、上移、下移键。程序流程图如图所示
LCD显示任务只是接收其它任务发来的信号量，经分析判断后刷新相应的显示区。其实现简单在此不再叙述。
4.3.4 串行通信模块的详细设计
串行通信模块是系统设计中的一个重要部分。它要实现与PC机通信，接收PC机发来的命令帧，在确认正确后进行分析执行，并向PC机发送相关信息和数据。通信协议的详细规定见下一章。
4.3.4.1 串口设备驱动程序设计
系统串行口工作方式和波特率的计算
1).串行口的工作方式
串行口的工作方式由串行口控制寄存器SCON来确定。特殊功能寄存器SCON字节地址为98H,可以位寻址。通过对SCON.7和SCON.6进行设置可以确定串行口的工作方式，它有四种工作方式，如表4 - 1所示。
表4 - 1 串行口工作方式
SM0(SCON.7) SM1(SCON.6) 方式 功能说明
0 0 0 移位寄存器方式（用于I/O口扩展）
0 1 1 8位UART，波特率可变（T1溢出率/N）
1 0 2 9位UART,波特率为fosc/64或fosc/32
1 1 3 9位UART,波特率可变（T1溢出率/N）
SCON结构如图4-9所示。
图4-9串行口控制字寄存器SCON
2).波特率的计算
串行口工作在方式0和方式2时，其波特率为固定值。工作在方式1和方式3时波特率可变，与溢出率有关，设计中常用定时/计数器1作为波特率发生器。计数器的工作模式共有4种，模式0～模式3，但是当串行口选择工作模式1时，计数器必须工作在模式2，自动载入计数模式，在模式2的计时下，使用的计数器寄存器为推理，而TH1则是在做自动载入计时值的设定。波特率的计算公式为：
波特率= （4-1）
设计时我们是先定出波特率再求TH1的值，将上式加以整理可得：
TH1=256- （4-2）
在设计中，串行口（工作在）工作方式1且允许接收，通过语句SCON=0x50来实现。计数器工作在模式2能够自动载入计数值，通过语句TMOD=TMOD|0x20来实现。为便于使用 ，我设计了初始化串行口函数void Uart_Init (INT16U mclk, INT16U baud)，利用此函数可根据系统工作频率和设定波特率完成串行口的初始化。
串行口输入输出驱动设计
采用异步通信时，如波特率为1200，则每传送一个字符约需10ms，所以串行口的接收和发送应采用中断方式来实现，否则会浪费大量的CPU时间。为了可靠的接收和发送数据，专门设定了接收和发送缓冲区，在具体实现时，缓冲区采用环形缓冲区，它的大小按照任务的执行时间、通信速率和报文长短来定，一般为16至255字节，在系统中其值设为30。
1).串行口输入程序和串行口输入中断流程图如图4-10所示
图4-10串行口输入程序和串行口输入中断流程图
2). 串行口输出程序和串行口输出
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