人机界面是人与计算机之间传递、交换信息的媒介和对话接口，在工业自动化系统中不可缺少。随着人机界面市场的不断壮大，人机界面的功能和性能也不断得到改善。本文设计了一种基于Cortex-M3的字符型工业人机界面产品，该产品已得到市场的认可。本文分析了人机界面的系统体系结构，包括其整体框架、功能需求和技术指标，在此基础上以模块化的思想设计了硬件平台，分析了平台中的主要硬件模块，包括电源模块、MCU模块、串口收发模块、人机交互模块的硬件设计方法，并给出了相应的电路设计图。利用硬件环境，根据人机界面的功能需求，对人机界面的运行环境框架进行分析，明确运行环境的总体框架、任务管理、数据结构和软件架构，在此基础上按照功能划分模块，分别设计了组态配置下载模块、与设备通信模块和人机交互模块的底层驱动、接口和应用程序，并编程进行了实现。对人机界面的关键技术之一通信协议可重构进行详细阐述，说明了协议可重构的必要性以及如何实现的。最后对字符型人机界面进行系统地测试，给出了测试结果和分析。通过结果可知，人机界面系统的硬件设计良好可靠、软件设计实时稳定，满足所需功能，同时系统性能满足工业现场要求。本文在最后对全文的工作进行了总结，展望了字符型人机界面在工业自动化领域的发展和应用前景。