【嵌入式系統(tǒng)控制實(shí)驗(yàn)箱】

　　功能/作用介紹

　　簡(jiǎn)介

　　嵌入式系統(tǒng)在很多產(chǎn)業(yè)中得到了廣泛的應(yīng)用并逐步改變著這些產(chǎn)業(yè)，包括工業(yè)自動(dòng)化、國(guó)防、運(yùn)輸和航天領(lǐng)域。為了適應(yīng)新的形勢(shì)發(fā)展，培養(yǎng)出適合社會(huì)需求的人才，我院在機(jī)械電子工程專業(yè)和自動(dòng)化專業(yè)開設(shè)了嵌入式系統(tǒng)控制與應(yīng)用和機(jī)器人嵌入式課程設(shè)計(jì)。

　　嵌入式系統(tǒng)課程是一門實(shí)踐性非常強(qiáng)的綜合性課程，教學(xué)內(nèi)容覆蓋面廣，屬于軟硬件綜合實(shí)踐類課程，學(xué)生只有通過具體的實(shí)踐過程，才能掌握其原理，因此，如果沒有很好的實(shí)踐平臺(tái)，學(xué)生就很難掌握嵌入式的技能。

　　為了讓學(xué)生能夠充分掌握嵌入式系統(tǒng)的軟件編程與硬件控制，我們?cè)O(shè)計(jì)研制了嵌入式系統(tǒng)控制實(shí)驗(yàn)箱。

　　嵌入式系統(tǒng)控制實(shí)驗(yàn)箱是由MINI2440嵌入式開發(fā)板、MultiFLEX控制卡、舵機(jī)、光電傳感器等組成。

　　嵌入式系統(tǒng)控制實(shí)驗(yàn)平臺(tái)主要作用是將學(xué)生的操作能力、分析能力、工程設(shè)計(jì)能力與實(shí)際控制能力結(jié)合起來，引導(dǎo)學(xué)生由淺入深地掌握嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)的理論與技術(shù)。該平臺(tái)主要為嵌入式系統(tǒng)控制與應(yīng)用和機(jī)器人嵌入式課程設(shè)計(jì)服務(wù)。

　　嵌入式系統(tǒng)控制與應(yīng)用課程在該實(shí)驗(yàn)平臺(tái)主要完成如下實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：

　?、佟〈罱ㄇ度胧介_發(fā)環(huán)境，安裝包括嵌入式工具鏈;配置宿主機(jī)相關(guān)信息，以及宿主機(jī)與開發(fā)板之間通信連接的建立等環(huán)節(jié)。

　?、凇∨渲镁幾glinux內(nèi)核，在開發(fā)板上運(yùn)行該內(nèi)核，基于內(nèi)核樹編譯hello world內(nèi)核模塊，并動(dòng)態(tài)加載該模塊。

　?、邸』谝呀?jīng)搭建好了的嵌入式MINIGUI開發(fā)環(huán)境，設(shè)計(jì)主窗口及其控件;主窗口上應(yīng)當(dāng)有2個(gè)static控件、2個(gè)edit控件和2個(gè)button控件，并且在控件標(biāo)題欄上標(biāo)示出“MiniQQ byr v1.0 及開發(fā)者學(xué)號(hào)”

　?、堋』谝呀?jīng)搭建好了的嵌入式MINIGUI開發(fā)環(huán)境，設(shè)計(jì)兩個(gè)模態(tài)對(duì)話框子窗口及其控件;設(shè)計(jì)兩個(gè)子窗口，一個(gè)是登錄成功子窗口，即聊天子窗口上應(yīng)當(dāng)至少有2個(gè)static控件、2個(gè)edit控件和2個(gè)button控件;另一個(gè)子窗口是輸入用戶名、密碼錯(cuò)誤時(shí)彈出的提示子窗口，該子窗口上至少應(yīng)有一個(gè)static控件，一個(gè)button控件。

　　⑤　基于已經(jīng)搭建好了的嵌入式MINIGUI開發(fā)環(huán)境，設(shè)計(jì)帶皮膚的主窗口及其控件;比如當(dāng)button控件未被點(diǎn)擊時(shí)，按鈕控件為藍(lán)色按鈕，當(dāng)該按鈕被點(diǎn)擊時(shí)，按鈕變?yōu)榧t色按鈕。在MiniQQ登錄界面下創(chuàng)建一個(gè)MiniGUI子窗口，當(dāng)我們輸入用戶名密碼不匹配時(shí)，在該子窗口中間顯示出Linux吉祥物小企鵝(使用PC機(jī)上的/usr/local/lib/minig ui/res/bmp目錄下的logo256.bmp文件)

　?、蕖』谝呀?jīng)搭建好了的嵌入式MINIGUI開發(fā)環(huán)境，已經(jīng)設(shè)計(jì)好了的主窗口、子窗口及其控件;為聊天子窗口實(shí)現(xiàn)其網(wǎng)絡(luò)通信功能。本實(shí)驗(yàn)網(wǎng)絡(luò)通信部分，分為客戶端(須自己編程實(shí)現(xiàn))和服務(wù)器端(已設(shè)計(jì)好，詳細(xì)程序?qū)崿F(xiàn)請(qǐng)見本實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書附錄。)，其中服務(wù)器端首先建立起socket，然后調(diào)用本地端口的綁定，接著就開始與客戶端建立聯(lián)系，并接收客戶端發(fā)送的消息。客戶端則在建立socket之后調(diào)用connect函數(shù)來建立連接。

　　學(xué)生通過上述實(shí)驗(yàn)，對(duì)嵌入式的開發(fā)環(huán)境的搭建、控制界面的設(shè)計(jì)、以及網(wǎng)絡(luò)通訊有了深刻的理解，對(duì)今后應(yīng)用嵌入式進(jìn)行控制奠定了基礎(chǔ)。

　　在完成了嵌入式系統(tǒng)控制與應(yīng)用課程實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，機(jī)器人嵌入式課程設(shè)計(jì)的學(xué)習(xí)。

　　機(jī)器人嵌入式課程設(shè)計(jì)在該實(shí)驗(yàn)平臺(tái)主要完成如下實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：

　?、佟〔捎枚鏅C(jī)、電機(jī)、反射式光電傳感器組建出四自由度串聯(lián)機(jī)器人。

　?、凇』贛INI2440嵌入式開發(fā)系統(tǒng)進(jìn)行串口編程，完成串口數(shù)據(jù)的全雙工收發(fā)

　?、邸⊥瓿蒑ultiFLEX控制卡控制信令的編程實(shí)現(xiàn)

　?、堋』贛INIGUI的監(jiān)控界面的開發(fā)

　?、荨⊥瓿苫贛INI2440控制所設(shè)計(jì)的四自由度串聯(lián)機(jī)械臂

　　通過機(jī)器人嵌入式課程設(shè)計(jì)的學(xué)習(xí)，學(xué)生學(xué)會(huì)了通過嵌入式開發(fā)板實(shí)際控制電機(jī)，將理論學(xué)習(xí)和實(shí)際結(jié)合起來，提高了學(xué)生的實(shí)際應(yīng)用能力。

　　作品名稱：嵌入式系統(tǒng)控制實(shí)驗(yàn)箱

　　完成單位：北京郵電大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院