人机接口回路原理

时、分、秒 星期。处理闰月、闰年，可将当前时
间实时存贮，以便人机对话CPU随时读取。
该接口电源正常时，由装置5V电源供
电，当直流电源消失时，自动由电池供电。 以保证硬件时钟继续运行。 1、正常运行方式下
接口CPU复位重新开始执行程序初始
化工作完成后，从硬件时钟取时间值通过
CPU串行口送到保护CPU插件内部时钟存
3 74LS 2 138 1 4 5 6 1
15 14 13 12
Y0 Y1 Y2 Y3
至74LS245G端 6264RAM片选
8256片选
1G
A12
A11 5V
74LS 1B 3 139 1A 2
7 1Y3
2Y0 MC146818片选（硬件时钟） 12 74LS 2B 13 139 A10 10 2Y2 驱动打印机74LS373－11号管脚 2G 15 2A 14
选择端A、B、C由8256P1口的P1.5~P1.7
控制，决定哪一个D端与Y端（输出端）接
通。〔74LS151的D0~D3与CPU1~CPU4的
TXD(串行口数据发送端）连接。〕输出端Y接至
人机对话插件上8031的RXD端（串行口数据接
收端)。当P1.5~P1.7＝000时，D0与Y接通。当
P1.5~P1.7＝100时，D1端与Y端接通，其余类推。
8256
发外部复位信号
多机通信及外部复位电路
去
串行口的作用：
（1）在调试方式下，将键盘命令传送 到各CPU插件，CPU插件的执行结果，再 由串行口传送到人机对话插件并通过打 印机输出。 （2）在正常运行方式下，人机对话插 件轮流对投入运行的CPU（人机对话插件 上该CPU的巡检“投入/退出”开关投入） 发出巡检命令。对CPU插件进行巡检。
时间内收不到巡检命令就驱动巡检中断
继电器告警。
（二）人机接口与系统机的通信电路 图1－34示
五、硬件时钟电路 为保护提供准确的当前运行时间。
硬件时钟电路由MC146818实时日历时钟芯片
及辅助元件组成。 图1－35
MC146818芯片是智能式硬件时钟，其内部由
电子时钟和存贮器两部分组成，可计年、月、日、
5V 8031 TXD（P3.0) RXD（P3.1） P1.5 P1.6 RXD CPU1 TXD RXD CPU2 TXD RXD CPU3 TXD RXD CPU4 TXD Y A B C P1.7 P2.0 P2.1 P2.2 P2.3 CPU1 / CPU4
74LS151
D 3 2 1 0
若接口插件发出巡检命令后，某 CPU插件不能发出回答信号（表示CPU插 件正常运行的编码），则由人机对话插件 上8256的P2口的P2.0~P2.3的某一位对 CPU插件发出外部复位脉冲，在复位脉冲 发出后，继续巡检，若仍不回答则报警。
如果人机对话插件发生故障，不
能执行巡检程序，各保护CPU在规定的
人机接口回路原 理
一、单片机基本系统
单片机基本系统包括：80源自文库1单片机、地
址锁存器 74LS373、程序存贮器27256
（EPROM）、数据存贮器 6264（RAM)和地
址译码电路。
其中单片机、地址锁存器、程序存贮器、 数据存贮器的接线原理及作用与CPU插件完全 一样。地址译码电路与CPU插件不同。
VDD
V14
人机对话插件地址译码电路图
二、键盘输入电路
（一）键输入的接口功能 1、键开关状态的可靠输入 采用软件抖动，即在检测到有键按下时， 执行一个10ms的延时程序再确定该键是否仍 保持闭合状态电平，如仍保持闭合状态电平 则确认为该键已真正按下
2、按键编码 给定键值（对每个键进行编码）软件按键值 执行不同的功能程序。 3、键盘检测功能 是指对是否有键按下的检测方式。通常有中 断方式和查询方式 二、键盘输入电路 键盘输入电路有两种 1、独立式按键电路 图1－31（b） 2、行列式按键电路 图1－31（a）
在正常运行时，需要打印采样报 告，复制采样报告，打印CPU插件的 定值时，也需要通过串行口传送数 据及命令。 （3）在线路故障后，将故障报
告经串行口传送到人机对话插件上，
然后排队打印输出。
5V
D4 D5 D6 D7
6
7
14
8
9
74LS245
(双向数据缓冲器）
13
12
11
S1－S4
（巡检开关）
巡检开关电路
示器 组成。
四、串行通信接口电路
（一）人机接口与保护CPU之间的串行通信 1、串行通信接口电路及其作用 微机保护装置一般是多微机系统。人机对 话微机用于协调和指挥其他微机系统。人机对 话插件与各个保护功能的CPU之间通过串行口 相互通信，通信方式为异步通信。但各保护功
能的CPU插件之间不通信。
74LS151为八选一数据选择器。三个数据
储单元，去校对保护CPU的软件时钟。
此后每隔一定时间，该硬件时钟对保护内部时
钟存储单元同步校正一次，以保证四个保护软
件时钟的正确性，实现对CPU软件时钟的同步
校正。 2、修改时间 运行人员欲修改时间，可在运行方式下 按提示的格式输入准确时间，确认后硬件时钟
按所输入的时间开始运行。
其地址译码电路由一片74LS138和一片
74LS139组成。图3－8示
74LS138是3-8线译码器，它有三个 允许 端和三个数据选择端，八个译码输出端。当 G1=1，G2A=0 G2B=0时，由数据选择端的编 码决定哪一个译码输出端变低电平。
A15 A14 A13 5V
C B A G 2A G 2B G1
三、液晶显示电路
以菜单形式显示各命令键及执行结果，以及
实时工况参数、图表等信息的电路。为使用人员
调试和检修微机保护装置提供方便，使人机联系 更加直观。 1、LCD（液晶显示器）基本结构及工作原理 2、液晶显示基本电路 图1－32（b）
由 多功能接口芯片8256的P2、P1端口、 驱动芯片74LS245及一块4×16字符的LCD液晶 显
2、巡检及巡检中断
正常运行状态下，接口插件不断通过串行口
向各CPU插件发出巡检命令，当各CPU正常时，
分别作出回答。如果某一保护CPU插件自检出硬 件故障，一方面驱动本CPU告警继电器AXJN切断
跳闸出口电源，另一方面在收到巡检命令时，向
接口插件传送故障信息及出错码，接口插件收到 出错码后，驱动总告警并显示或打印出故障信息。