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智慧工业 | 用Qt打造基于GD32H759的HMI驱动板

Time: 2023-11-07 View: 714 Author: GD32MCU微信公众号


近年来,随着工业生产的自动化程度不断提高,许多工业企业都开始将自动化技术应用于生产和操作中,HMI(Human-Machine Interface,人机界面)作为工业自动化系统的一个重要组成部分,负责实现人与机器之间的信息交互和指令传递,对于提高生产效率和操作便捷性起到了至关重要的作用。


现代工业对工业HMI的需求也随着数字化和智能化的快速发展在不断演进。用户对HMI的期望越来越高,需要开放性、灵活性和可定制性更强的解决方案,还希望能够通过直观、快速的操作方式来高效地操作设备和系统。因此,工业HMI系统需要具备更高的性能、更好的可视化效果和更丰富的用户交互方式。

传统的工业HMI解决方案通常基于专有的硬件平台和软件工具,成本高且灵活性有限。技术限制也使得代码维护困难,开发过程复杂且时间长,而且无法跨平台使用,移植性差。此外,界面上使用简单的文本和图形,操作不直观,用户体验较差,频繁操作时影响工作效率。

基于上述不足,一个能够具有更高效、可维护、可移植性更强、用户体验更好等优势的工业HMI解决方案是非常具有前景的,也符合了现代工业需求的发展趋势。这也为工业的数字化转型和智能化升级提供了有力的支持。

方案介绍

风算WP工业HMI方案基于兆易创新推出的GD32H759系列超高性能MCU,搭载SDRAM、QSPI-FLASH、RGB-LCD接口,集成了LCD板以及系统控制板,是集显示和工业控制为一体的HMI解决方案,应用领域涵盖智能仪表、家电洗衣机,医疗监护仪等实际使用场景。风算的工业HMI解决方案由工业HMI驱动板、LCD显示屏组成,软件则依托于优化Qt for MCUs实现。

■ HMI驱动板:围绕GD32H759系列MCU为核心设计的工业HMI驱动板,充分利用GD32H759强大的核心资源,提供2路CAN,1路I2C,1路以太网,配备了丰富的外围接口。



系统框图


GD32H759系列MCU

核心主控是基于GD32H759系列微控制器,该系列产品具备卓越的处理能效,丰富连接特性及多重安全机制,符合工业级高可靠性和稳定性的要求。GD32H759系列MCU可以广泛用于互联和高级应用,特别是在工业控制、消费和手持设备、嵌入式模块、人机界面、安全报警系统、储能系统、图形显示、音频播放器、汽车导航、无人机、loT等领域。

■ Arm Cortex-M7 600MHz主频
■ Flash:3840KB

■ RAM:1024KB

■ 提供两个14位4 MSPS ADC,一个12位5.3MSPS ADC,一个12位DAC,十二个通用的16位定时器,四个32位普通定时器,四个16位基本定时器,两个16位PWM高级定时器

■标准和高级通信接口: I2Cx4,SPISx6,OSPISx2,USARTx4,UARTx4,I2Sx4,CANx3

■ 供电电压:1.7V~3.6V
■ 工作温度范围:-40~+85°C


Qt for MCUs

Qt for MCUs是一款专为微控制器(MCUs)和入门级MPU处理器设计的嵌入式软件开发框架。它基于流行的开源跨平台GUI框架Qt,并针对资源受限的嵌入式系统进行了优化。Qt for MCUs提供了一套丰富的图形用户界面(GUI)开发工具和库,旨在简化和加速嵌入式设备的GUI应用程序开发。


■ 具有低内存消耗和高性能的特点,可以在资源受限的环境下运行

■ 提供了可视化设计工具和丰富的GUI控件库,使开发者可以轻松创建交互式和现代化的用户界面

■ 提供了强大的图形渲染引擎和事件处理机制,可以实现平滑动画效果和响应式的用户界面

■ 支持多语言和国际化,使开发者能够创建适应不同地区和语言的应用程序


基于GD32H759的Qt实现

使用Qt的设计工具Qt Designer,创建工业HMI的用户界面。添加按钮、文本框、图形元素等,以满足应用程序需求。要与工业设备、传感器或其他系统通信,Qt已经提供了网口、串口等通信库来实现数据的传输和接收,只需要通过与UI元素的交互来实现数据采集、处理和显示等功能。在GD32H759驱动板上进行HMI的编译和调试。确保界面响应迅速,数据准确显示,并确保它能够在工业环境中可靠运行。

主要规格参数
△ HMI驱动板

△ Qt for MCUs效果展示图

△ HMI LCD显示屏



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