基于ARM單片機的裝載機障礙物監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)設(shè)計

　　距離值通過PIC16C57的10腳進(jìn)行串行輸出，經(jīng)MAX232芯片后與ARM的串口相連。芯片MAX232是為RS232標(biāo)準(zhǔn)串口設(shè)計的接口電路，它完成TTL電平和RS232電平的轉(zhuǎn)換[8]。

2.2 聲光報警電路設(shè)計

　　本系統(tǒng)要求根據(jù)影響裝載機穩(wěn)定性的障礙物距離的臨界值對危險狀況進(jìn)行三級報警。當(dāng)處于低危險狀況時，只有指示燈綠燈被點亮，提醒駕駛者注意；當(dāng)危險級別增高時，指示燈黃燈點亮，同時伴隨有舒緩的蜂鳴聲，提醒駕駛者采取措施；當(dāng)達(dá)到最高危險級別時，指示燈紅燈被點亮，同時蜂鳴聲由舒緩轉(zhuǎn)為急促，提醒駕駛者趕緊制動。
設(shè)計中，分別采用了LPC2290的P2.20（GPIOA4）驅(qū)動綠色LED，P2.21（GPIOA5）驅(qū)動黃色LED, P2.22（GPIOA6）驅(qū)動紅色LED，P2.23（GPIOA7）驅(qū)動蜂鳴器。所設(shè)計的報警電路如圖3所示。

圖3 報警電路圖

3 系統(tǒng)軟件設(shè)計

　　常用的嵌入式操作系統(tǒng)有VxWorks、Windows CE、嵌入式Linux和μC/OS-Ⅱ等，由于μC/OS-Ⅱ嵌入式系統(tǒng)具有公開源代碼，具有實時多任務(wù)內(nèi)核來進(jìn)行多任務(wù)調(diào)度等優(yōu)點[9]，所以本系統(tǒng)選用μC/OS-Ⅱ嵌入式操作系統(tǒng)。

　　由于采用模塊化編程，所以μC/OS-II下系統(tǒng)任務(wù)的劃分也是基于不同的功能模塊，每一個模塊被分解成一個或者多個任務(wù)，每個任務(wù)被安排一個優(yōu)先級。這樣，一旦這些任務(wù)被建立起來，它們之間的調(diào)度情況就完全由μC/OS-II來完成。結(jié)合本系統(tǒng)的設(shè)計需求，程序中創(chuàng)建串口通信任務(wù)、報警任務(wù)、LCD顯示任務(wù)。其軟件流程框圖如圖4所示。

圖4 軟件流程框圖

　　上電后，首先進(jìn)行硬件的初始化，然后對μC/OS-II操作系統(tǒng)進(jìn)行初始化，建立任務(wù)，進(jìn)行多任務(wù)調(diào)度。μC /OS - II的任務(wù)調(diào)度是搶占式的，所以在設(shè)置任務(wù)優(yōu)先級的時候應(yīng)該盡量考慮任務(wù)對實時性的要求。即使兩個任務(wù)的重要性是相同的，它們也必須有優(yōu)先級上的差異，這也就意味著高優(yōu)先級的任務(wù)在處理完成后必須進(jìn)入等待或掛起狀態(tài)，否則低優(yōu)先級的任務(wù)永遠(yuǎn)也不可能執(zhí)行。本系統(tǒng)中設(shè)置串口通信任務(wù)的優(yōu)先級高于液晶顯示任務(wù)，液晶顯示任務(wù)的優(yōu)先級又高于報警任務(wù)。

　　1.串口通信任務(wù)完成超聲波測距部分與ARM處理器之間的數(shù)據(jù)傳輸。串口通信部分主要包括兩部分內(nèi)容：用戶接口函數(shù)和任務(wù)函數(shù)。串口共有5個用戶接口函數(shù)，分別為deopen()、dclose()、dread()、dwrite（）和diocontrol()。

　　超聲波測距裝置和LPC2290進(jìn)行通信的部分程序代碼如下：
diocontrol(Uart0_Handles,UART0_SET_MODE, (void *)Mode0)； // 設(shè)置UART 模式
diocontrol(Uart0_Handles,UART0_SET_TIMEROUT,(void *)5)； // 設(shè)置接收超時因子, 參數(shù) =0 則關(guān)閉超時
diocontrol(Uart0_Handles, UART0_CLR_FIFO, (void *)0)； // 清空接收軟FIFO
while (1)
{Rece_Count=dread(Uart0_Handles, UART_Rece
_Buff,1)； //讀取超聲波發(fā)送過來的第一個起始字節(jié)，放入緩沖區(qū)
if((Rece_Count>0)(UART_Rece_Buff[0]== ’@’)) //如果讀取成功且第一個字節(jié)為‘@’
{dread（Uart0_Handles,UART_Rece_Buff[1],3）； //接收后三位字節(jié)，分別為百位數(shù)、十位數(shù)、個位數(shù)
for(i=1；i4；i++)
UART_Rece_Buff[i]=UART_Rece_Buff[i]+48； //將十六進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為ASCII碼值
for(i=0；i3；i++)
sbuff[i]=UART_Rece_Buff[i+1]； //接收的數(shù)據(jù)緩存到數(shù)組中，供LCD顯示部分調(diào)用
}
}