基于QT／E的ARM／DSP嵌入式系統的直流電機監控界面的設計與實(shí)現

摘要：以嵌入式微處理器ARMDSP主從控制模式下設計直流電機控制系統，重點(diǎn)介紹基于QT／Embedded設計的直流電機監控系統界面，包括串口通訊和電機控制。搭建基于嵌入式操作系統Linux的開(kāi)發(fā)環(huán)境，采用C++語(yǔ)言進(jìn)行應用程序界面的開(kāi)發(fā)，根據基于串口的應用層協(xié)議，實(shí)現主從控制器間的數據通信。并完成Linux操作系統的移植，通過(guò)觸摸屏實(shí)現人機交互。
關(guān)鍵詞：S3C2440；TMS320F2812：Linux；QT／Embedded；直流電機；圖形化用戶(hù)界面

0 引言
嵌入式技術(shù)在機器人控制領(lǐng)域應用廣泛，它集中了機械工程、自動(dòng)化控制以及人工智能等多門(mén)學(xué)科的最新科研成果，已經(jīng)成為當前科技研究和應用的焦點(diǎn)與重心。而機器人控制系統需要解決的關(guān)鍵問(wèn)題之一就是電機控制技術(shù)。本課題基于嵌入式系統處理器ARMDSP主從控制模式的硬件平臺，利用Linux操作系統，對直流電機的控制進(jìn)行研究，設計了基于QT的應用程序開(kāi)發(fā)，以圖形的方式給用戶(hù)提供操作接口，實(shí)現對電機更加直觀(guān)的狀態(tài)顯示和靈活的控制。

1 控制系統的整體設計
本系統的主控制器由基于32位ARM。
920T的RISC處理器Samsung S3C2440嵌入式開(kāi)發(fā)板構成，內部運行嵌入式Linux操作系統，主要負責系統的控制以及與從控制器DSP的通訊等任務(wù)，主控制器通過(guò)串行通信接口(UART)實(shí)現與從控制器的數據通信，包括發(fā)送特定數據格式的控制指令和接收DSP控制器返回的傳感器數據。利用Linux操作系統搭建平臺并開(kāi)發(fā)基于QT的圖形界面，通過(guò)觸摸屏實(shí)現人機接口，完成對電機和傳感器的控制和傳感器數據的顯示。從控制器采用32位定點(diǎn)控制器TMS320F2812，主要完成對電機的控制，以及反饋給主控制器ARM9當前的運動(dòng)狀態(tài)?？刂葡到y整體結構設計框圖如圖1所示。

2 串行通信設計
本系統中主控制器ARM9與從控制器TMS320F2812之間的通訊采用串行通信接口，即UART口。TMS320F2812的SCI模塊利用中斷進(jìn)行控制，其接收和發(fā)送是雙緩沖的，二者可獨立地工作于全雙工模式。串口通過(guò)兩個(gè)可以復用和具有優(yōu)先級的I／O引腳SCITXD和SCIKXD分別用于發(fā)送和接收數據，RS-232與DSP中的TTL電平之間需要配驅動(dòng)和隔離電路可以組成一個(gè)簡(jiǎn)單的通信接口。在A(yíng)RM9和DSP之間采用了符合RS-232標準的驅動(dòng)芯片MAX3232進(jìn)行串行通信，MAX3232芯片功耗低、集成度高，具有兩個(gè)接收和發(fā)送通道。TMS320F2812串行接口電路如圖2所示。

在TMS320F2812的串行通信接口工作時(shí)，其功能可以通過(guò)軟件可編程實(shí)現，當接收到數據后，通過(guò)事件管理器模塊中的通用定時(shí)器，PWM單元以及捕獲單元對電機的方向和速度進(jìn)行控制。