现在，跟着信息产业的迅猛发展，各类船只亟需装备更多质优价廉的中小型信息监控终端，用于监控气候情况、获取导航信息以便确保飞行安全。以ARM、MIPS等领衔的32位处理器在信息监控终端运用中，显现出极大优势，可是一般以32位处理器构建的嵌入式体系往往需求装备外部FLASH和SDRAM，这样就使得开发和维护整个体系的本钱较高，本规划选用高功用低功耗的AVR单片机和LCD液晶模块来规划信息监控终端，具有价格低廉、功用安稳、显现明晰、人机界面杰出等长处，可以满意船只对中小型信息监控终端的需求。
1 总体规划
信息监控终端主要由显现操控板、键盘、通讯接口和液晶显现模块构成，具有数据收发、数据显现、人机交互和屏幕亮度调整等功用，其组成如图1所示。
作业进程为：体系初始化今后，信息监控终端依照设定的作业形式从通讯接口接纳数据，然后经过LCD操控器将数据发送到LCD液晶显现屏，经过键盘和显现屏实时响运用户的操作指令。
2 硬件规划
2．1 液晶显现模块与单片机
液晶显现模块挑选EW32F00BCW，它是一款5英寸320×240点阵的液晶显现器，功用堪比日本原装的DMF50081，价格却廉价许多。该器材选用CCFL背光显现，显现办法为全透反显，显现色彩为蓝底白字，外型尺度为139．0W×102．5H×13．2Dmm。
微操控器选用ATMEL公司AVR增强型单片机AT90CAN128。其主要功用是：选用CMOS技能和RISC架构；片内集成128 kB的FLASH程序存储器、4 kB的EEPROM和4 kB的SRAM数据存储器：具有JTAG接口；集成了8位和16位守时器／计数器、A／D转化器、SPI同步串口、UART异步串口、独立的CAN操控器；而且在软件上有用支撑汇编言语及C高档言语。
2．2 显现操控电路
RA8835是一款本钱低、通用性强的LCD操控器。它彻底包括SED1335现有的功用，并加强了安稳性，且具有制程较新及耗电较低的优势。RA8835的指令功用丰厚，选用4位数据并行发送，可支撑文字和图形的混合显现，并可将文字和图形的3层堆叠显现、水平及笔直卷动等动态效果出现于液晶屏上。图2是显现操控电路原理图，AVR单片机经过操控线和数据线与RA8835直接相连，操控显现内容和显现办法。为了贮存显现内容并进行显现，RA8835需外接一至两片外部显现缓存62256。键盘选用2×4矩阵式接口，两根行线一起衔接中止，有上下左右4个方向键，以及承认、回来、菜单、翻页4个功用键组成。
2．3 通讯单元电路
因为不同船只设备厂商供应了不同功用的产品和子体系，选用了不同的通讯接口，信息监控终端需求装备多种通讯接口才干与其进行通讯，因而规划了常用的3种：RS232接口、RS422接口、CAN接口，电路组成如图3所示。
AT90CAN128具有两路串行USART接口，输出TTL电平，其间一路经过电平转化芯片MAX232转化为RS232电平，别的一路经过电平转化芯片MAX1482转化为RS422电平。在AT90CAN128的USART与电平转化芯片之间添加光电阻隔，使输入端与输出端在电气上彻底阻隔，互不搅扰。AT9 0CAN128内置CAN操控器，只需将操控器的发送端和接纳端衔接到CAN总线收发器即可构成CAN总线收发电路。CTM1050是一款带阻隔的高速CAN收发器芯片，该芯片将CAN操控器的逻辑电平转化为CAN总线的差分电平而且具有DC 2500V的阻隔功用及ESD维护效果。一般RS232通讯都是与上位机直接相连，间隔较短，因而在RS232电平上用稳压管进行简略维护。选用RS485和CAN通讯时，一般间隔较长，且多在舱室之外，雷电可能会形成总线损坏，所以除了规划电平转化，还必须加上阻隔维护电路。
2．4 供电单元电路
供电单元在船电正常时选用沟通220 V供电，并主动完成充电，充满电后主动断电；在船电毛病时选用锂电池组供电，供电单元电路组成框图如图4所示。外部沟通220 V电源经过适配器转化为14．8 V左右的直流，经过充电线路为锂电池组进行充电，维护线路用于避免过充、过放、过流和短路，然后经过稳压模块输出两路直流5 V，供应AVR单片机体系。因为LCD背光显现需求的特别电源，因而经过冷阴极背光电源逆变器将直流5 V改换成沟通1 300V供应LCD背光灯管。MAX5437是128级、高电压的数字电位器，选用简略的SPI接口替代机械调理，将DC／DC输出的-24 V电源改换为-10～24 V范围内可调，然后为液晶显现模块供应负电源和对比度调整电压。
3 软件规划
体系软件规划选用AVR Studio+Winavr集成开发渠道。AVR Studio是在Windows操作体系下编写和调试AVR运用程序的嵌入式开发环境（IDE），Winavr是免费的AVR开发程序集，AVR Studio合作Winavr可以支撑AVR C++／C++程序的修改、编译、衔接以及生成方针代码，一起运用Atmel公司规划的实时在片仿真器JTAGICE mkⅡ可以完成体系的在线硬件仿真调试功用和方针代码的下载功用。为了便利程序调试和进步可靠性，软件规划选用自顶向下，逐步求精的结构化、模块化规划办法。终端主程序流程图如图5所示，上电后首先进行体系初始化设置，然后查询键盘状况，如果有键按下当即进行按键处理，不然依照设定的作业形式主动进行数据接纳、显现和守时更新。在进行详细程序编写的时分，还需留意以下几个方面：
1）进行体系初始化的时分，需求完成对单片机I／O端口、SPI端口、异步串行端口、CAN端口等的初始化，一起还要制止不运用的单片机功用模块，如JTAG端口、TWI端口等以下降整机功耗。
2）初始化完成后，还要对MAX5437的滑片方位进行设置。
因为其内部没有EEPROM，所以软件中运用单片机的EEPROM来记载滑片的方位信息。考虑到用户可能将液晶对比度调飞，程序中规划了经过键盘操作康复出厂设置的功用。
3）选用中止和查询相结合的办法呼应键盘。因为键盘行线一起衔接单片机中止，程序不用一向查询键盘状况，仅仅中止发生今后才去扫描键盘，然后进步了单片机作业效率。
4 结束语
本文以AT90CAN128为中心，运用其丰厚的片上资源，搭接必要的外围电路，软件规划与硬件电路紧密结合，供应了一种低本钱高可靠性的船载中小型信息监控终端的规划方案。该终端显现明晰、作业安稳，可操控性强，具有较高的性价比和广泛的实用性，以及极好的推广运用价值。
