基于PC104的能移動(dòng)機(jī)器人人機(jī)界面設(shè)計(jì)

人機(jī)界面主要是通過圖標(biāo)菜單實(shí)現(xiàn)移動(dòng)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)參數(shù)的顯示，以及運(yùn)動(dòng)軌跡的相關(guān)操作，如打開、暫停、關(guān)閉等。因此，首先定義一個(gè)窗口的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),并設(shè)置窗口的起始坐標(biāo)、大小、標(biāo)題等相關(guān)參數(shù)；然后調(diào)用GUI_WindowsDraw()輸出顯示窗口

/* 設(shè)置主窗口并顯示輸出 */
mainwindows.x = 0;
mainwindows.y = 0;
mainwindows.with = 240;
mainwindows.hight = 128;
mainwindows.title = (uint8 *) Mobile Robot Interface;
mainwindows.state = NULL;
GUI_WindowsDraw(mainwindows); // 繪制主窗口

圖標(biāo)菜單也需要定義相關(guān)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，其中圖標(biāo)數(shù)據(jù)和文字顯示可以通過字模軟件轉(zhuǎn)化為數(shù)據(jù)。如對應(yīng)打開圖標(biāo)轉(zhuǎn)化為數(shù)據(jù)：

uint8 const menuico1[]={
0x00,0x70,0x00,0x1C,0x00,0x12,0x1C,0x1A,
0x17,0x0A,0x21,0xF1,0x20,0x1A,0x4F,0xFE,
0x58,0x02,0x50,0x02,0x60,0x06,0x60,0x04,
0x60,0x04,0x40,0x08,0x7F,0xF8,0x00,0x00,
}; /*；圖標(biāo)打開；寬×高(像素) : 16×16*/

然后，將每一個(gè)圖標(biāo)菜單項(xiàng)的顯示坐標(biāo)地址、圖標(biāo)的數(shù)據(jù)指針、對應(yīng)的服務(wù)函數(shù)等進(jìn)行設(shè)置后，即可調(diào)用GUI_MenuIcoDraw()實(shí)現(xiàn)顯示輸出。

mainmenu[0].icodat = (uint8 *) menuico1;
mainmenu[0].title = (uint8 *) open;
mainmenu[0].Function = (void(*)())Runopen;

另外，主程序需要先調(diào)用GUI_SetColor(1，0)函數(shù)來設(shè)置前景色及背景色。1表示點(diǎn)顯示，0表示點(diǎn)滅。

圖標(biāo)菜單選擇

界面中還需實(shí)現(xiàn)對圖標(biāo)菜單的選擇操作。I2C器件ZLG7290提供了I2C接口功能和鍵盤中斷信號。I2C總線是Philips推出的芯片間串行傳輸總線，它以2根連線實(shí)現(xiàn)了完善的全雙工同步數(shù)據(jù)傳送，可以方便的構(gòu)成多機(jī)系統(tǒng)和外圍器件擴(kuò)展系統(tǒng)。I2C總線采用了器件地址的硬件設(shè)置方法，通過軟件尋址完全避免了器件的片選線尋址方法，從而使硬件系統(tǒng)具有最簡單而靈活的擴(kuò)展方法。I2C操作模式分為主模式I2C和從模式I2C，分別對應(yīng)LPC2210作為主機(jī)和從機(jī)。

本文采用主模式I2C發(fā)送接收數(shù)據(jù)，從而控制三個(gè)按鍵S11、S12、S13的掃描并檢測其連擊次數(shù)。程序中先設(shè)置好默認(rèn)菜單，再調(diào)用函數(shù)ZLG7290_GetKey()讀取被按下的鍵值。ZLG7290_GetKey()函數(shù)通過調(diào)用IRcvStr (ZLG7290,1,rece,1)，直接讀取器件ZLG7290上的按鍵值。若S11被按下，表示指向上一個(gè)圖標(biāo)菜單；若S12被按下，表示選擇當(dāng)前的圖標(biāo)功能；若S13被按下，表示指向下一個(gè)圖標(biāo)菜單。

key = ZLG7290_GetKey();
if(key==KEY_OK) break; // 點(diǎn)擊OK 鍵選擇
if(key==KEY_NEXT)
{ mainmenu[select].state = 0; // 取消上一選擇
GUI_MenuIcoDraw(mainmenu [select]);
select++; // 指向下一菜單
if(select>2) select=0;
mainmenu[select].state = 1;
GUI_MenuIcoDraw(mainmenu [select]);
}
if(key==KEY_BACK)
{ mainmenu[select].state = 0; // 取消上一選擇
GUI_MenuIcoDraw(mainmenu [select]);
if(select==0) select=2;
else select--; // 指向下一菜單
mainmenu[select].state = 1;
GUI_MenuIcoDraw(mainmenu [select]);

移動(dòng)機(jī)器人行使軌跡及相關(guān)參數(shù)顯示

為了能實(shí)時(shí)更新顯示數(shù)據(jù)及行使軌跡，PC104將移動(dòng)機(jī)器人的速度，行駛方向，轉(zhuǎn)角等信息轉(zhuǎn)化為液晶屏上的坐標(biāo)信息，并調(diào)用基本繪圖函數(shù)GUI_Line(uint32 x0, uint32 y0, uint32 x1, uint32 y1, TCOLOR color)，畫出當(dāng)前行駛軌跡；同時(shí)，將新的速度值及與前方障礙物的距離值更新到相應(yīng)位置。

人機(jī)界面顯示效果

圖3為人機(jī)界面實(shí)現(xiàn)效果圖，整個(gè)顯示窗口大小為240*128；圖標(biāo)菜單大小為16*16，共有六個(gè)圖標(biāo)；用戶可以根據(jù)自己需要添加圖標(biāo)及對應(yīng)功能。移動(dòng)機(jī)器人行駛軌跡顯示窗口大小為160*100；其他運(yùn)動(dòng)參數(shù)顯示窗口大小為80*100，可以顯示當(dāng)前的速度、障礙物的距離和機(jī)器人旋轉(zhuǎn)角度。圖中小車位置表示軌跡的起點(diǎn)，左下角有坐標(biāo)顯示和比例尺1:500。

結(jié)語

隨著嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用的飛速發(fā)展，人機(jī)交互系統(tǒng)的開發(fā)將更加廣泛。本文闡述的基于ARM2210嵌入式系統(tǒng)的移動(dòng)機(jī)器人人機(jī)界面的設(shè)計(jì)方法，這種方法設(shè)計(jì)簡單，成本低，使操作者與機(jī)器人的交互更加友好。