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基于A(yíng)RM 和Qt/E的車(chē)載HMI終端設計
作者：
時(shí)間：2012-06-18
來(lái)源：網(wǎng)絡(luò )
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圖2 車(chē)載HMI終端
4 車(chē)載HMI終端的軟件設計
4.1 CAN/RS232網(wǎng)關(guān)軟件設計
主程序中首先要完成初始化操作，包括單片機、SJA1000、RS232通信以及中斷源的初始化。其中SJA1000的初始化是整個(gè)設計最重要的部分，也是保證CAN 通信的前提?？紤]車(chē)輛內部網(wǎng)絡(luò )的兼容性，SJA1000配置為Peli模式，支持CAN2.0A和B規范，實(shí)現標準幀和擴展幀兩種報文傳輸。SJA1000初始化寄存器配置流程如圖3所示。
圖3 SJA1000初始化寄存器配置流程
為保證數據實(shí)時(shí)傳輸，采用中斷方式進(jìn)行數據收發(fā)。
當CAN總線(xiàn)有數據接收時(shí)SJA1000會(huì )跳入接收中斷函數將數據接收并存儲到接收緩存，根據數據幀頭來(lái)判別數據類(lèi)型和所帶數據長(cháng)度，最后提取CAN 數據拆分為單字節通過(guò)串口發(fā)送，并在HMI終端顯示；當HMI終端有控制字發(fā)送，串口接收中斷函數將所發(fā)送的控制字依次接收存入接收緩存，并根據首字節來(lái)判別所發(fā)數據類(lèi)型和長(cháng)度，組裝成CAN數據幀格式發(fā)送到網(wǎng)絡(luò )中去，以此實(shí)現各節點(diǎn)的控制。具體流程如圖4所示。
圖4 數據接收與發(fā)送流程圖
4.2 車(chē)載HMI界面的設計
HMI界面采用Qt Creator2.0來(lái)設計，因為HMI終端是通過(guò)UART接口接入CAN網(wǎng)絡(luò )中，所以通信時(shí)需接上面所介紹的CAN/RS232協(xié)議轉換器來(lái)實(shí)現。同時(shí)，還需在Linux下編寫(xiě)Qt串口通信程序。
首先，在Linux下利用open函數打開(kāi)串口設備，用tcsetattr函數來(lái)設置串口屬性。打開(kāi)驅動(dòng)設備UART0進(jìn)行讀寫(xiě)操作：const char*devName= " /dev/ttySAC0";fd = ::
open （devName,O_RDWR|O_NONBLOCK）；設置波特率等參數：
serialAttr.c_cflag= B115200| HUPCL| CS8|CREAD|CLOCAL;serialAttr.c_cc[VMIN]=1;其中串口設備可使用Linux下I/O函數進(jìn)行Read和Write操作。但是，在數據接收時(shí)當數據量過(guò)大會(huì )導致界面被阻塞（造成界面假死），于是創(chuàng )建了一個(gè)線(xiàn)程通過(guò)事件驅動(dòng)實(shí)現數據接收。
Qt中可采用QSocketNotifier類(lèi)來(lái)實(shí)現設備事件驅動(dòng)的設計要求。QSocketNotifier類(lèi)關(guān)聯(lián)Signal/Slot機制，當有數據可讀時(shí)會(huì )觸發(fā)Ativated信號，LCD Number控件Slot會(huì )被調用來(lái)連接到該信號并顯示，從而實(shí)現數據采集與顯示功能。在數據發(fā)送時(shí)，可通過(guò)Button控件Signal/Slot調用QObject對象的connect（）函數來(lái)實(shí)現[3].當按鍵被按下時(shí)觸發(fā)Signal信號，Slot會(huì )調用pressed （）函數將定義好的數據通過(guò)串口Write函數發(fā)送到總線(xiàn)上。函數實(shí)現如下：
void Glass::on_lu_pressed（）{char msg[]= {160,34,16,0};//定義所發(fā)送數據myserial->myCom->write（msg,4）；//寫(xiě)發(fā)送數據}
通過(guò)QPainter類(lèi)進(jìn)行對窗體界面和按鍵圖像界面進(jìn)行設計，達到美觀(guān)的人機界面。最后將設計好的程序通過(guò)交叉編譯，生產(chǎn)二進(jìn)制文件移植到ARM 中，然后在文件系統中調用執行，最終在LCD觸摸屏上顯示，如圖2所示。
5 系統集成與測試
首先將設計好的HMI終端通過(guò)交叉串口線(xiàn)與PC機連接，進(jìn)行相互通信，測試是否能夠進(jìn)行數據收發(fā)，測試成功后通過(guò)CAN/RS232網(wǎng)關(guān)接入Polo車(chē)CAN試驗臺進(jìn)行綜合測試。試驗臺設備節點(diǎn)可通過(guò)觸摸方式控制，同時(shí)可實(shí)時(shí)采集與顯示運行狀態(tài)信息，經(jīng)過(guò)多次實(shí)驗測試，運行穩定可靠，達到了設計要求。
6 結束語(yǔ)
本文所設計的車(chē)載HMI終端集車(chē)身控制、儀表顯示、導航、多媒體和無(wú)線(xiàn)上網(wǎng)為一體，簡(jiǎn)化了車(chē)載中控平臺，降低了車(chē)輛控制系統操作的復雜性。經(jīng)實(shí)驗測試實(shí)現了車(chē)身設備的觸摸控制，能夠對各設備運行狀態(tài)信息進(jìn)行采集與顯示。為車(chē)載HMI開(kāi)發(fā)提供了一種可行的設計思路與性?xún)r(jià)比更合理的解決方案。
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