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移動機器人 人機界面 為移動機器人的運動控制提供直觀的路徑圖形、運動速度和角度、障礙物信息等。通過 ARM2210 的串口UART0接收中心處理器PC104的運動信息,利用東芝公司的液晶控制器T6963C驅動STN液晶屏YL240128A,以及ZLG/GUI軟件包提供的基本繪圖和菜單操作函數設計了基于 嵌入式系統 ARM2210開發板的移動機器人人機界面,并利用ARM2210的I2C器件ZLG7290提供的I2C接口功能和鍵盤中斷信號實現菜單選擇,具有很強的實用性。
引言
嵌入式系統 以其高性能、低功耗、低成本的優點,已經在很大程度上改變了人們的生活。如,MP3播放器、智能手機、數碼相機產品等已經滲入人們生活的各個方面。隨著液晶顯示技術的不斷進步,以及圖形用戶界面GUI (Graphical User Interface)技術的廣泛應用,人機界面也越來越友好。它能為移動機器人的運動控制提供直觀的路徑圖形、數據參數等。本文介紹了一種以嵌入式微處理器LPC2210為基礎,應用ZLG/GUI軟件包設計移動機器人人機界面的方法。
我們設計開發的 智能移動機器人 是一個以PC104嵌入式微機為中心處理器,TMS320F2812為運動控制器,超聲波傳感器作為避障的集合環境感知、動態決策與規劃、行為控制與執行等多種功能于一體的綜合系統,主要包括運動系統、電子信息系統和傳感系統。它通過CCD攝像機和圖像采集卡獲得視頻信息,并通過超聲波傳感器組測得前方障礙物距離實現避障。移動機器人的人機界面主要向用戶展示移動機器人的運動信息,如當前的運動速度、與前方障礙物的距離以及行駛的軌跡。
ARM221O的基本組成
ARM221O以PHILIPS公司ARM7TDMI-S微控制器LPC2210為核心,以支持實時仿真和嵌入式跟蹤的嵌入式系統。LPC2210的CPU頻率zui大為60MHz,并且擴展了豐富的外圍設備接口,使系統穩定性大大提高,開發也更簡單。圖1是ARM2210的系統框圖。
圖1 ARM2210的系統框圖
由于該系統包含了RS232轉換電路,可通過UART0與上位機PC104進行數據傳輸,同時還包括東芝公司的點陣式液晶控制器T6963C,擴展了液晶接口,同時提供了LED數碼管顯示和16個按鍵輸入,因此開發人機界面非常方便。
人機界面的硬件設計
3.1 數據傳輸
PC104的串行口可以作為標準PC的COMl通信口或擴展為控制臺串行口,用于鍵盤輸入和顯示終端輸出或計算機之間的串行輸入/輸出口。
ARM2210的UART0具有16字節接收和發送FIFO;寄存器位置符合'550工業標準;接收器FIFO觸發點可為1, 4, 8和14字節 ;內置波特率發生器。
移動機器人的運動信息通過TI公司DSP控制器TMS320F2812以及超聲波傳感器等傳送至嵌入式微機PC104,再經過PC104作信息融合后,通過串口傳給ARM2210并由液晶屏顯示。
3.2 液晶顯示及菜單選擇
東芝公司的液晶控制器T6963C具有*的硬件初始化設置功能,zui大驅動點陣液晶為單色640*128(單屏),支持圖形和文本單獨顯示和混合顯示,并具有字符發生器,能滿足對移動機器人人機界面的顯示要求。圖2為內置T6963C的240*128點陣圖形液晶模塊原理圖。
另外, ARM2210系統中配備了I2C器件ZLG7290以及16個按鍵。ZLG7290提供了I2C串行接口和按鍵中斷信號,方便與處理器連接;并且能驅動8位共陰數碼管或64只獨立的LED和64個按鍵,8個功能鍵可檢測任一鍵的連擊次數。
本系統選用點像素為240*128點、黃綠顯示的STN液晶屏YL240128A作為人機界面顯示屏;用ARM2210系統16個按鍵中的S11、S12、S13作為輸入部分,實現對人機界面的選擇操作。
Centra MCR 100 Honeywell MCR100 Excel500 Excel 50
Siemens 6ES7214-1BC01-0?XB0 simatic 6ES7 214-1BC01-0XB0
Centra Excel 500 Honeywell Excel500
Centra Excel 500 Honeywell Excel500
Vaillant VRC CB Compaktregler VRC-CB Set
Vaillant VRC UB VRCUB
Vaillant VRC UB VRCUB
Vaillant Raumtemperatur Regler calorMATIC 392F VRT392
SAIA PCD6 W300 Version B
SAIA PCD6 N110D4 Version B
Wolf Regelungsplatin?e Leiterplatte Art. 2799139 / 27991
SIEMENS 6ES7 134-7TD00-0AB0 simatic 6ES7134-7TD00-0?AB0
SIEMENS 6ES7 350-1AH03-0AE0 simatic 6ES7350-1AH03-0?AE0
Wolf Regelungsplatin?e Leiterplatte Art. 8602291 für T
Siemens S5 6ES5900-7AD11 Simatic 6ES5 900-7AD11
Wolf KM 2744294 Kaskadenmodul
Siemens S5 6GT2002-0AA00 // 6GT2 002-0AA00
Wolf Regelungsplatin?e Art. 8602290 Regelungsplatin?e TG
Junkers Heizungsregler TA250 TA 250
Junkers TA 270 Witterungsgefüh?rter TA270
Centra VMM20 Honeywell VMM 20 Mischer Motor
Sieger WG 400 Set mit S 59 A Wandaufbaugeh?u?se WG400 N
Vaillant VRC CB Compaktregler VRC-CB Set
Phoenix Contact IB STME 24 DO 32/2 BDO32/2-UF Art.Nr.
Homatic 2-Achser HC010 2-083-02-8141
SIEMENS 6GK7 443-1EX02-0XE0 simatic 6GK7443-1EX02-0?XE0
Landis & Steafa RWI65.02 Heizungsregler RWI 65.02
Centra VMM20 Honeywell VMM 20 Mischer Motor
Heizungsregler Landis&Gyr RVP 45.900 Weishaupt WRD 2.1
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Junkers 87154063880 W?rmetauscher 8 715 406 388 0
Centra VMM20 Honeywell VMM 20 Mischer Motor
Landis&GYR PRU1.32 Heizungsregler PRU1.32
Landis&GYR PRU1.64 Heizungsregler PRU1.64
Centra ZG215VN Centratherme ZG 215 VN
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Sch?fer Interdomo Regelung von Landis & Gyr RVP 76.132
Siemens 6ES5188-3UA22 // 6ES5 188-3UA22
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Centra ZG254 Centratherme ZG 254
Centra MCR 200 - 12 Honeywell MCR 200-12
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Vaillant VRC CB Compaktregler VRC-CB Set
Siemens 6GK1243-0SA00 // 6GK1 243-0SA00
Vaillant VRC UB VRCUB
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Centra MCR 40 Honeywell MCR40
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VAILLANT 13-0819 LEITERPLATTE 130819
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Junkers Heizungsregler TA 120A TA 120 A
Wolf Regelungsplatin?e Art. 2744777 Regelungsplatin?e HPM
Junkers Heizungsregler TA 21A TA 21 A
VAILLANT 13-0484 LEITERPLATTE 130484
Centra Typ B1N Honeywell ML7420A3006
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Junkers Heizungsregler TA 21A TA 21 A
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Pepperl Fuchs VBP-HH1 Handprogramierg?er?t VBPHH1
Vaillant Raumtemperaturr?egler calorMATIC 340F // 340
Raychem HAWAT-ECO 875270000 HAWAT ECO
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Vaillant VRC MC2 Mischermodul VRC MC2
Siemens Slantrieb SKB 60 Slmotor SKB60
Vaillant Raumtemperaturr?egler calorMATIC 340F // 340
Vaillant VRC UB VRCUB
Honeywell Centra Ventilantrieb ML7420A3006
Junkers 87290120740 Bosch 8 729 012 074 0 Gebl?se
Siemens eperm M 6DS1326-8BB // 6DS1 326-8BB E-S
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Junkers Heizungsregler TA 120A TA 120 A
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Honeywell Centra ZG252N /// ZG 252 N /// ZG 252N Heiz
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Vaillant 360 f CalorMATIC 360f
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Vaillant Regler VRC SET CT VRC-VCT VRC - VCT Neu OV
Wolf Regelungsplatin?e Art. 2744779 Regelungsplatin?e HCM
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Vaillant VRC 523s Art 306758
Heizungsregler Siemens RVP 300 RVP300