现代数字式智能仪器仪表中，人机对话配置是不可缺少的重要组成部分。一般情况下，人对仪器状态的干预和数据的输入最常用的是键盘，仪器输出运行状态和结果则用数码管、LED或LCD来表示。考虑到工业环境和操作的具体要求，有时候需要用红外遥控来进行输入设定。而LCD由于其显示信息量大、功耗小、寿命长等优点也越来越多地为工程设计所采用。
一、智能电动执行器的特点
电动执行器是工业过程控制中的重要设备，它接收来自调节器的模拟信号（一般是4~20mA电流信号）或上位机的数字信号，并将其转换为电动执行器相应的角位移或直线位移输出，去带动调节阀、挡板等动作，以实现对各种过程参数的自动控制。当前，一些公司开发了嵌入微处理器的智能电动执行器，这类电动执行器具有可靠性高、使用方便、通信功能强、诊断保护功能完善、适应性广泛等优点。可以说，智能化已经成为电动执行器发展的趋势。与上一代普通电动执行器相比，除了以微处理器作为核心外，智能电动执行器的特点还包括：
（1）便利的参数遥控设定功能。电动执行器在投入正常使用前，必须对其内部的一系列参数（如行程、力矩等）进行正确设定。要完成这些工作，对于传统执行器，需要人工一项一项地进行设定。而智能电动执行器，则可以进行参数的遥控设定。
（2）丰富的在线显示功能。普通型执行器在现场只能采用一些机械式的阀门开度指示，不仅精度低，而且由于机械摩擦等原因，经常会导致不能正确指示，甚至出现故障。智能电动执行器采用数字式显示，不但可以准确显示阀门的开、关状态和正常的阀门开度等，而且在异常工作状态下，也能显示出重要的信息。在我们设计的智能电动执行器中，液晶显示器可以显示超最大力矩报警、过热报警、电压异常报警、无电流检测信号报警、无电压检测信号报警、无位置检测信号报警、超位置上限报警、超位置下限报警以及无位置设定值信号报警等9种异常状态并进行相应处理。
可见，人机接口设计在电动执行器的设计中具有极其重要的作用。我们开发的智能电动执行器，以TI公司的dsp芯片TMs320F240作为控制核心，在人机接口的设计上，采用红外遥控来进行设置和控制，采用液晶显示器进行在线显示和故障诊断。
二、智能电动执行器人机接口的主要组成
1、红外遥控与接收
A、红外遥控发射器
红外遥控发射器主要由功能指令矩阵键盘（包括各种遥控操作功能按键），遥控编码电路（本设计选用PT2262芯片），放大电路，红外发射管等组成。键盘上功能按钮设置多少视使用情况而定。在遥控器的顶端，有一块可以通过红外光的滤光片，这是发射器的辐射窗口，里面是红外发光二极管。它利用数字技术、微处理技术和脉幅调制的原理，通过面板上的各遥控功能按键，产生不同的红外光调制信号，来实现遥控功能。
B、红外接收部分
红外接收头接收到发射器发来的信号，经放大后传送至解码芯片PT2272，经过分析与屏错处理，即可知道是发射器上哪一个键按下，并将其对应的键号送入dsp芯片。
2、液晶显示部分
系统采用TRULY 公司生产的128×64点阵液晶，它的所有控制器、扫描电路和显示RAM 集成于液晶屏背面，并带有LED背光，采用单电源供电。该模块由大规模点阵式显示控制器KS 0107、液晶屏阵列驱动电路KS 0108、显示存储器和液晶屏等4部分组成。
三、与主机的硬件连接与软件设计
1、红外遥控与主机的硬件连接
红外接收部分与dsp的连接如图1所示。
由于只有6个功能键，在红外接收部分的输出只需3根数据线即可表示哪个功能键按下。
2、液晶显示器与dsp的硬件连接
液晶显示器与dsp采用直接连接法，如图2所示。液晶显示器的1与3之间接10K电位器，调节字的亮度。19经二极管接至5V电源，提供4.2V背光电源。4与5分别接dsp的A8和A9，区别读写操作和数据指令信号的种类。6脚的E为dsp读写信号的与后取反，为使能信号。15与16控制片选信号qd分别选择左右半屏。7至14接dsp的对应数据线。
3、软件用C语言设计，部分示例程序如下：
主程序中对相应管脚的功能进行设置，并定义了一些全局变量用来进行信息交换。
#include "reg.h"
#include"user.h"
……
unsigned Pos；
main（）
{
asm（"setc INTM"）；/*关中断*/
imr=0x0023；/*写中断屏蔽寄存器*/
temp=*ifr；/*清中断标志寄存器*/
*ifr=temp；
* ckcr1= OxOObb； /*CLKIN （OSC）=10MHz，CPUCLK=20MHz *|
*ckcr0=OxOOc3；/*CLKMD=PLL Enable，SYSCLK=CPUCLK/2 *|
*syscr=Ox40cO；/*CLK0UT=CPUCLK*/
*wdcr=0x0028；/*Enable WD if VCCP=OV （JP5 inpos.1-2），overflow time=0.3ms*/
*nmicr=0x1；
kickdog；
WSGR=4；
*rticr=0x0046；/*RTI period=32ms*/
……
*spict1=OxO000；/*SPI配置为从模块，禁止中断*/
*spipc1=OxO010；/*CLK signal output，SPISTE为输出IO脚*/
*spipc2=0x0000；/*SPICLK，SPISOMI，SPISIMO为输入IO引脚，对应A2，A1，AO*/
…
asm（"clrc INTM"）；/*开总中断*/
… }
以下为红外接收部分传送至主机的信息识别与处理程序；
void GetReceiveData（）
{
/*获得键码*/
unsigned tmpRec=0；
if（*spipcl&OxO008）tmpRee|=0x0004；
if（*spipe2&OxO008）tmpRee|=OxO002；
if（*spipe2&0x0080）tmpRee|=0x0001；
ReceiveData=tmpRec；
switch（ReceiveData）
{
case 5：/*第五键*/
……
break；
case 0s/*第0键*/
……
break；
}
}
利用全局变量Pos将当前开度值送给液晶显示器进行显示。考虑到液晶显示器显示频率及视觉效果，仅在实时中断服务程序中调用显示函数，每32ms从dsp获得当前开度并显示。为实现故障自诊断功能，在实时中断服务子程序中同时对系统的工作状态进行监视，根据故障情况对系统正常工作的重要性进行优先级合理安排。如果发现异常，执行保护措施甚至停止运行，并在屏幕上显示出故障种类，以便进行检修。
四、结论
在实验中发现，利用本设计中的人机接口，在智能电动执行器的参数设定方面，具有相当的优势，不仅操作方便快捷，而且工作安全可靠。在设备运转过程中，人为设置各种异常情况，发现智能电动执行器可以准确及时地显示相应故障状态，而且可以作出相应处理。在异常状态结束后，电动执行器的显示恢复至正常状态，可以继续投入连续运行。
智能电动执行器的红外遥控设定，相对普通键盘而言，实现了无线连接，操作方便可靠。而液晶显示器视觉效果较好，在故障显示与报警方面也较普通数码管可以表示出更多的信息。在实际应用中，智能电动执行器的这种人机接口具有明显的优势，应用范围将会逐渐扩大。
