在人机交互的工业操控体系中，通讯是必不可少的部分，而安稳牢靠性是通讯的根本目标。这就要求体系在硬件上具有较强的抗搅扰才能，在软件运转上能够有用的防止呈现死机等现象。在传统工控体系中，一般是选用PLC作为操控器，其运用广泛、技能老练，具有很高的牢靠性和抗搅扰才能。可是PLC相对于一般微操控器来说存在本钱高、体积大、完成功用单一等问题。为此，许多规划者选用微型操控器进行自主开发工控体系，可是其在恶劣环境中的牢靠性和抗搅扰方面相对要弱，致使其工控体系整体功用较差。
为此，文中选用S3C44BOX作为操控芯片，结合硬件和软件两方面归纳考虑，介绍一种牢靠的人机交互工控体系的规划方案。
1 体系整体规划
人机交互体系主要是接触屏和主控芯片的通讯，接触屏能够正确发送和接纳显现数据是体系的根本功用。该体系选用日本的proface30 00系列的接触屏作为人机界面，经过S3C44BOX芯片进行数据转化和功用操控。图1为体系结构框图。
2 硬件规划
在硬件方面，影响体系牢靠安全运转的要素有3个方面：1)搅扰源，能够发生搅扰信号的元件、设备或信号，比方雷电、电机等；2)传达途径，从搅扰源传达到灵敏器材的通路或前言，典型的搅扰传达途径是导线的传导和空间的辐射；3)灵敏器材，简略被搅扰的目标，比方A／D、D／A变换器，通讯线路，弱信号放大器等。
因而，要增强体系的抗搅扰才能，就有必要从按捺搅扰源、堵截搅扰信号传达途径、进步灵敏器材的抗搅扰功用这3个方面考虑。以下为该体系的硬件牢靠性规划方法。
2．1 按捺搅扰源
为了给体系供给安稳洁净的电源，电源模块选用安规%&&&&&%按捺差／共模搅扰，并参加磁环按捺高频搅扰信号，进步电源的安稳性。
2．2 堵截传达途径
1)电源模块阻隔。各个功用模块的电源相对独立，也就阻断了一个受搅扰的模块会经过电源去影响另一个模块正常作业的传达途径。由体系框图可知，该体系的内部电源模块和接触屏通讯电源模块分隔独立供电，削减各个模块之间的搅扰。
2)光耦阻隔。为削减外部搅扰信号对操控器的影响，使用光耦对外部信号进行阻隔．并选用SN74HC245DW驱动／缓冲器芯片在光耦的两头，以增强其驱动才能。因为其较强的驱动才能也降低了光耦对其外界搅扰信号的灵敏性，进步了抗搅扰才能。图2为光耦阻隔电路。
3)在该体系中，通讯线运用带屏蔽层的双绞线，并将其屏蔽层牢靠接地。这样能够有用的阻断其外部电磁搅扰信号经过通讯线搅扰体系正常的传达途径。
2．3 进步线路的抗搅扰功用
因为RS-422选用了差模传输方法，传输速率高达10Mb／s，传输间隔长2 000 m，归纳抗搅扰才能比RS-232优胜，已广泛运用于工业操控、仪器、外表、多媒体网络、机电一体化产品等许多范畴。因而，该体系选用MAX488CSA芯片将RS-232通讯电平转化成RS-422通讯电平后再进行传输。图3为RS-422电路。
3 软件规划
为进步体系软件功用，许多软件开发人员选用一些软件来增强体系正常运转的牢靠性，比方运用看门狗、设置软件圈套等，这些方法的选用都具有普适性。针对于人机交互体系来说，频频的点击接触屏，短时刻内发生屡次串行通讯中止，而呼应中止程序履行代码较长，假如超出中止嵌套次数，则体系会面对溃散的风险。为处理此问题，该体系专门规划中止呼应函数，供给支撑屡次发生的串行中止。
3．1 Memory-link协议
体系通讯选用Proface内部集成的Memory-link通讯协议，该协议支撑两种作业方法：ASCII码兼容方法和扩展方法。在兼容方法下，只要写到数据区和读数据区两种指令；而在扩展方法下，除此之外，还能够履行绘图指令。
该体系选用的是ASCII码兼容、主从拜访方法。其所用通讯指令有以下4条。
1)主机(单片机)读指令，如表1所示。
注：读的数据地址占4字节，例如读取地址50，其HEX格局为0x0032；
读的数据长度也占4字节，数据长度是以字为单位的。
2)GP应对指令，如表2所示。
注：每个地址的(WORD)数据，占4字节传送
3)主机(单片机)写指令，如表3所示。
注：每个地址的(WORD)数据，占4字节传送
4)GP中止输出指令：GP自动发送一个字节数据到主机。
3．2 中止呼应和驱动结构
在人机交互体系的运用中，接触屏主要有两大功用：数据显现和数据输入。数据显现功用只需要单片机使用Memory-link协议经过RS4-22将数据写到接触屏的逻辑寄存器，接触屏就会马上显现；数据输入进程比较繁琐，首要接触屏接纳数据输入，然后给单片机发送中止，单片机辨认发送的中止号后履行呼应的驱动程序，将接触屏发送的数据进行读取并保存起来。
为处理短时刻内，接触屏屡次发送输入中止发生的危险，有必要使单片机进入中止后履行的时刻满足短(小于等于人的反应与接触屏中止发送时刻之和)。为此，文中介绍一种中止程序履行满足小的代码履行结构。图4为程序流程图。
接触屏每次发送串行中止之后，单片机进入串行中止，依据接触屏发送来的中止号，设定自定义中止标志位并退出中止等候接纳下一次中止，在无中止时分，程序履行相应自定中止标志位有用的中止函数。
1)中止函数部分程序
上述的代码可见，单片机进入中止后履行的最长有用的指令超越10条，单片机假如用10 M的晶振3倍频后时钟周期为30 M，在依据ARM最大指令周期预算，整个中止履行时刻不超越10μs。远远小于人的正常反应时刻0．1 s，确保了单片机能履行在接触屏中人的接触发来的恣意多个接连的中止。
2)主函数部分程序
在主函数中。经过查询全局变量，进入相应中止程序。不把中止程序放在中止里，削弱了实时性，可是极大的增强了牢靠性。
4 结束语
由上述的理论剖析和具体的软硬件规划能够看出。根据S3C44BOX与Proface通讯体系硬件将结构具有普适性，软件结构明晰简略。硬件选用阻隔、差分传输、增强驱动的方法来阻断传达途径、削弱灵敏元件的灵敏性的方法来进步硬件的抗搅扰才能；软件则选用在中止置标志位的方法完成中止的快速反应才能和在主函数或使命中经过判别标志位的方法来运转中止程序确保了其不会遭到多重中止的搅扰而不能被正常履行。实践证明，在弧焊机等强搅扰源的搅扰下，体系没有呈现数据传输过错或死机等现象。
