基于PC104嵌入式微机和TMS320F2812实现机器人人机界面的设计

  嵌入式体例以其高功能、低功耗、低本钱的好处,仍然正在很大水准上变动了人们的生存。如,MP3播放器、智熟手机、数码相机产物等仍然渗透人们生存的各个方面。跟着液晶显示身手的延续进取,以及图形用户界面GUI (Graphical User Interface)身手的广大使用,人机界面也越来越友爱。它能为转移机械人的运动统制供应直观的途径图形、数据参数等。本文先容了一种以嵌入式微管束器LPC2210为基本,使用ZLG/GUI软件包计划转移机械人人机界面的措施。

  咱们计划斥地的智能转移机械人是一个以PC104嵌入式微机为中央管束器, TMS320F2812为运动统制器,超声波传感器行动避障的聚会处境感知、动态决议与计划、作为统制与推广等众种成效于一体的归纳体例,苛重囊括运动体例、电子消息体例和传感体例。它通过CCD摄像机和图像搜罗卡获取视频消息,并通过超声波传感器组测得前哨贫困物间隔达成避障。转移机械人的人机界面苛重向用户涌现转移机械人的运动消息,如今朝的运动速率、与前哨贫困物的间隔以及行驶的轨迹。

  ARM221O以PHILIPS公司ARM7TDMI-S微统制器LPC2210为主旨,以援救及时仿真和嵌入式跟踪的嵌入式体例。LPC2210的CPU频率最大为60MHz,而且扩展了充分的外围装备接口,使体例不乱性大大降低,斥地也更简易。图1是ARM2210的体例框图。

  因为该体例包括了RS232转换电途,可通过UART0与上位机PC104举行数据传输,同时还囊括东芝公司的点阵式液晶统制器T6963C,扩展了液晶接口,同时供应了LED数码管显示和16个按键输入,于是斥地人机界面相当便利。

  PC104的串行口可能行动圭表PC的COMl通讯口或扩展为统制台串行口,用于键盘输入和显示终端输出或预备机之间的串行输入/输出口。

  ARM2210的UART0具有16字节收受和发送FIFO;寄存器职位契合550工业圭表;收受器FIFO触发点可为1, 4, 8和14字节 ;内置波特率产生器 。

  转移机械人的运动消息通过TI公司DSP统制器TMS320F2812以及超声波传感器等传送至嵌入式微机PC104,再颠末PC104作消息统一后,通过串口授给ARM2210并由液晶屏显示。

  东芝公司的液晶统制器T6963C具有奇异的硬件初始化配置成效,最大驱动点阵液晶为单色640*128(单屏),援救图形和文本稀少显示和混淆显示,并具有字符产生器,能餍足对转移机械人人机界面的显示请求。图2为内置T6963C的240*128点阵图形液晶模块道理图。

  此外, ARM2210体例中装备了I2C器件ZLG7290以及16个按键。ZLG7290供应了I2C串行接口和按键中缀信号,便利与管束器衔尾;而且能驱动8位共阴数码管或64只独立的LED和64个按键,8个成效键可检测任一键的连击次数。

  本体例选用点像素为240*128点、黄绿显示的STN液晶屏YL240128A行动人机界面显示屏;用ARM2210体例16个按键中的S11、S12、S13行动输入个别,达成对人机界面的选取操作。

  转移机械人人机界面的症结是菜单操作,以及图形和数据的及时显示。GUI是用于降低人机交互友爱性、易操作性的预备机次序,它是兴办正在预备机图形学基本上的产品。人们不再需求死记硬背大批的号令,而是通过窗口、菜单便利地举行操作。因为嵌入式体例的资源有限,因此对GUI 的请求是可裁剪的,高速率的。ZLG/GUI 是由周筑功公司斥地的,占用资源小、运用便利的嵌入式体例简单的图形用户界面软件。ZLG/GUI 供应了最根基的画点、线、圆形、圆弧、卵形、矩形、正方形、填充等成效,较高级的接口成效有ASCII 显示、汉字显示、图标显示、窗口、菜单等,援救单色、灰度、伪彩、真彩等图形显示装备。于是,使用ZLG/GUI软件包可以餍足对转移机械人人机界面的计划请求。

  收受上位机PC104发送的数据时,使能UART0的FIFO举行数据发送/收受,收受采用中缀管束方法。此中,UART0的串口形式和数据机合配置为:通讯波特率9600,8位数据位,1位放弃位,无奇偶校验。其苛重次序如下:

  人机界面苛重是通过图标菜单达成转移机械人运动参数的显示,以及运动轨迹的合联操作,如翻开、暂停、合上等。于是,开始界说一个窗口的数据机合,并配置窗口的肇始坐标、巨细、题目等合联参数;然后挪用GUI_WindowsDraw()输出显示窗口

  图标菜单也需求界说合联的数据机合,此中图标数据和文字显示可能通过字模软件转化为数据。如对应翻开图标转化为数据:

  然后,将每一个图标菜单项的显示坐标地方、图标的数据指针、对应的供职函数等举行配置后,即可挪用GUI_MenuIcoDraw()达成显示输出。

  此外,主次序需求先挪用GUI_SetColor(1,0)函数来配置前情景及背情景。1外现点显示,0外现点灭。

  界面中还需达成对图标菜单的选取操作。I2C器件ZLG7290供应了I2C接口成效和键盘中缀信号。I2C总线是Philips推出的芯片间串行传输总线根连线达成了美满的全双工同步数据传送,可能便利的组成众机体例和外围器件扩展体例。I2C总线采用了器件地方的硬件配置措施,通过软件寻址十足避免了器件的片选线寻址措施,从而使硬件体例具有最简易而生动的扩展措施。I2C操作形式分为主形式I2C和从形式I2C,分离对应LPC2210行动主机和从机。

  本文采用主形式I2C发送收受数据,从而统制三个按键S11、S12、S13的扫描并检测其连击次数。次序中先配置好默认菜单,再挪用函数ZLG7290_GetKey()读取被按下的键值。ZLG7290_GetKey()函数通过挪用IRcvStr (ZLG7290,1,&rece,1),直接读取器件ZLG7290上的按键值。若S11被按下,外现指向上一个图标菜单;若S12被按下,外现选取今朝的图标成效;若S13被按下,外现指向下一个图标菜单。

  为了能及时更新显示数据及行使轨迹,PC104将转移机械人的速率,行驶倾向,转角等消息转化为液晶屏上的坐标消息,并挪用根基画图函数GUI_Line(uint32 x0, uint32 y0, uint32 x1, uint32 y1, TCOLOR color),画出今朝行驶轨迹;同时,将新的速率值及与前哨贫困物的间隔值更新到相应职位。

  图3为人机界面达成效益图,通盘显示窗口巨细为240*128;图标菜单巨细为16*16,共有六个图标;用户可能依据本人需求增加图标及对应成效。转移机械人行驶轨迹显示窗口巨细为160*100;其他运动参数显示窗口巨细为80*100,可能显示今朝的速率、贫困物的间隔和机械人挽救角度。图中小车职位外现轨迹的出发点,左下角有坐标显示和比例尺1:500。

  跟着嵌入式体例使用的飞速生长,人机交互体例的斥地将愈加广大。本文阐发的基于ARM2210嵌入式体例的转移机械人人机界面的计划措施,这种措施计划简易,本钱低,使操作家与机械人的交互愈加友爱。

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