基于DGUS 软件的无纸记录仪人机界面开发

2015-03-06周美娇刘金利

电子科技 2015年10期

黄波，周美娇，周阳，刘金利

(上海理工大学光电信息与计算机工程学院，上海 200093)

本次研究的大型彩色无纸记录仪，是SR2000/SR3000 记录仪的升级与扩展［1］，其能最多支持48 路输入工业信号和24 路继电器报警输出及RS－232/RS－485 远程通信等功能，而且配备良好的触摸屏人机交互界面，扩展了SD 卡、USB2.0 和以太网［2－3］。本记录仪具有良好的稳定性、可靠性，然而人机界面相对复杂。如果借助编程语言来实现，就需要编写大量的代码。因此本文利用DGUS 软件开发设计无纸记录仪人机交互界面。采用直接变量驱动显示方式，所有的显示和操作都是基于预先设置好的变量配置文件来工作的，解决了借助编程语言来编写人机界面的问题，对于快速开发复杂人机界面是行之有效的。

1 DGUS 概述

DGUS(DWIN Graphic Utilized Software)是基于K600+内核DGUS 屏所设计的智慧型、图形界面、人机系统软件。其屏幕采用直接变量驱动显示方式，所有的显示和操作均是基于预先设置好的变量配置文件来工作的。本记录仪将采用12.1 寸彩色TFT DGUS 屏。该屏具有以下特点:能够将GUI 分解成控件并按页面配置，所有的控件显示均能直接由变量来控制;每页可设置多达128 个显示控件和任意多的触控控件。可靠的硬件平台、迪文自主知识产权的软件设计，这些使得DGUS 屏不仅性能优越，而且运行稳定可靠［4］。以上优点，使得利用DGUS 软件快速开发人机交互界面高效、可行。

2 DGUS 软件的开发

2.1 DGUS 开发较传统开发优势

可免费使用的GUI 工具有多种，比如Java、VS Express、Turbo Delphi、Lazarus 等，但大多需要编写一行行的代码，且对于一个稍微复杂的界面，就需要编写大量的代码［5－7］。然而基于DGUS 软件来开发，其采用直接变量来驱动显示界面，则无需编写代码。其不要求语言功底，只需要有一定的计算机使用能力就能较好地完成。因此，可大幅缩短开发周期。

对于一个简单的触控屏温控仪只涉及温度和点击切换页面的简单GUI，两种不同开发方式下的软件流程如图1 所示。

图1 LCM 与DGUS 开发流程图

2.2 人机交互界面的开发设计

在设计的过程中，首先规划工程中所需要的变量元素、显示控件和触控控件，然后利用绘图软件进行界面、颜色的设计，且完全由开发者自行决定，DGUS 屏都能显示出你需要画出的任意界面。DGUS 软件开发人机界面的流程包括变量规划、界面设计、界面配置、测试修改，定版归档。

3 实时曲线显示界面开发

3.1 无纸记录仪中的曲线显示界面设计

曲线显示界面是利用PS/Ai 等绘图软件进行界面及界面相关元素的设计，在设计过程中，选择调色板系统为65 k 色，以确保最终在DGUS 屏上的显示效果和设计效果相一致。

曲线界面显示名称为实时曲线显示，设计显示在左上角。变量的规划，具体包括CH1～CH8、当前时间、记录时间间隔、信号输入类型、信号输入单位和信号的实时百分比值［8］。计划设计左边显示可选变量CH1～CH8，右上角显示为当前日期时间，下面一排从左到右依次显示通道号、数据类型、数据单位、数据值、记录时间间隔、翻页和退出。中间用一个横轴表示时间，纵轴表示数据所占百分比的直角坐标系来显示实时曲线。至此，实时曲线显示的主要信息基本规划完毕，此部分主要利用PC 的绘图软件完成。规划设计后显示的界面如图2 所示。

3.2 触控配置和变量配置

图2 实时曲线显示界面

利用DGUS 软件进行界面的触控配置和变量配置。首先右上角方形中显示当前时间，使用的DGUS软件中的RTC 设置进行时间的设定与调整，欲修改时间，可点击该时间显示区域，将会弹出的数字键盘，也可重新录入、调整时间。右边CH1～CH8是通道1 ～8的选择［9］，采用DGUS 软件中的按键值返回和变量图标显示配置，DGUS 软件中有专用于图标制作的配置工具，点击对应的通道，会在左下角第一个框中显示对应的通道号。第二个框显示数据类型，采用弹出菜单和变量图标显示配置，在通道设置界面配置，设置好后会自动将数据类型返回给该地址，并在该区域显示。还有第三个框显示当前的数据百分比，根据当前曲线显示值来读取。T 值是记录时间间隔，采用的是弹出菜单和变量图标显示，弹出菜单里有多个记录时间间隔的选择，在系统组态设置栏里配置设定。两个三角形，分别表示上一页和下一页，退出按钮是退出当前界面，跳到自己想要显示的界面。这3 个按键都是基础按键。最后是曲线显示部分，坐标区域显示的实时曲线。在DGUS 曲线缓冲区中，最多可以显示8 条曲线。许多功能都能按照自己的需要来配置实现，数据源通道确定显示的数据来自哪个通道，曲线显示位置可以通过软件中的Y_Central 及VD_Central 来确定，粗细、颜色等可以指定。DGUS 软件配置页面如图3 所示。

图3 DGUS 软件配置页面

3.3 测试修改与结果

配置完成后，利用SD 卡下载到迪文屏上面就会显示相应要显示的界面。查看是否与自身所规划的界面相同，如不同需要查看自己设置的屏幕大小及分辨率等。如显示效果良好，可进一步点击之前配置设置，查看显示的内容与所设置的是否一致，若有差异，可在DGUS 软件中进行合理的显示位置调整、大小修改等，然后再测试，直至达到预期效果。由于文中主要研究的是人机界面的开发，就不涉及到具体的数值，在曲线显示时，利用串口进行数据发送，就是选择随意发送数据到屏上，就可以显示出曲线的形状、曲线的类型以及输入的单位［10］。DGUS 屏采用变量驱动模式工作，屏的工作模式和GUI 状态完全由数据变量来控制。相应的，串口指令也需要对变量进行读、写即可，指令集共5 条指令。0x80、0x81 用于访问寄存器，0x82、0x83用于访问变量存储器，0x84 用于写曲线缓冲区。DGUS 屏有一个8 kB，可用于存储8 条曲线趋势图的曲线缓冲区，用于用户简单、快速显示曲线。打开串口，设置好串口的参数及发送的指令和内容后便可进行数据的发送。发送的串口数据如图4 所示。