ARM221O的基本组成  
    ARM221O以PHILIPS公司ARM7TDMI-S微控制器LPC2210为核心，以支持实时仿真和嵌入式跟踪的嵌入式系统。LPC2210的CPU频率大为60MHz，并且扩展了丰富的外围设备接口，使系统稳定性大大提高，开发也更简单。
    由于该系统包含了RS232转换电路，可通过UART0与上位机PC104进行数据传输，同时还包括东芝公司的点阵式液晶控制器T6963C，扩展了液晶接口，同时提供了LED数码管显示和16个按键输入，因此开发人机界面非常方便。  
    人机界面的硬件设计  
    1 数据传输  
    PC104的串行口可以作为标准PC的COMl通信口或扩展为控制台串行口，用于键盘输入和显示终端输出或计算机之间的串行输入/输出口。  
    ARM2210的UART0具有16字节接收和发送FIFO；寄存器位置符合‘‘550工业标准；接收器FIFO触发点可为1, 4, 8和14字节 ；内置波特率发生器。  
    移动机器人的运动信息通过TI公司DSP控制器TMS320F2812以及超声波传感器等传送至嵌入式微机PC104，再经过PC104作信息融合后，通过串口传给ARM2210并由液晶屏显示。  
    2 液晶显示及菜单选择  
    东芝公司的液晶控制器T6963C具有独特的硬件初始化设置功能，大驱动点阵液晶为单色640X128（单屏），支持图形和文本单独显示和混合显示，并具有字符发生器，能满足对移动机器人人机界面的显示要求。图2为内置T6963C的240X128点阵图形液晶模块原理图。  
    另外， ARM2210系统中配备了I2C器件ZLG7290以及16个按键。ZLG7290提供了I2C串行接口和按键中断信号，方便与处理器连接；并且能驱动8位共阴数码管或64只独立的LED和64个按键，8个功能键可检测任一键的连击次数。  
    本系统选用点像素为240X128点、黄绿显示的STN液晶屏YL240128A作为人机界面显示屏；用ARM2210系统16个按键中的S11、S12西门子触摸屏6AV212-41JC01-0AX0、S13作为输入部分，实现对人机界面的选择操作。  
    人机界面的软件设计  
    移动机器人人机界面的关键是菜单操作，以及图形和数据的实时显示。GUI是用于提高人机交互友好性、易操作性的计算机程序，它是建立在计算机图形学基础上的产物。人们不再需要死记硬背大量的命令，而是通过窗口、菜单方便地进行操作。由于嵌入式系统的资源有限，所以对GUI 的要求是可裁剪的，高速度的。ZLG/GUI 是由周立功公司开发的，占用资源小、使用方便的嵌入式系统简易的图形用户界面软件。ZLG/GUI 提供了基本的画点、线、圆形、圆弧、椭圆形、矩形、正方形、填充等功能，较的接口功能有ASCII 显示、汉字显示、图标显示、窗口、菜单等，支持单色、灰度、伪彩、真彩等图形显示设备。因此，利用ZLG/GUI软件包能够满足对移动机器人人机界面的设计要求。  西门子触摸屏6AV212-41JC01-0AX0
    1 数据传输  
    接收上位机PC104发送的数据时，使能UART0的FIFO进行数据发送/接收，接收采用中断处理方式。其中，UART0的串口模式和数据结构设置为：通信波特率9600，8位数据位，1位停止位,无奇偶校验

触摸屏技术主要就是快速准确地处理随机触摸点坐标的技术,一旦立即解决这一首要问题,剩下的问题就与鼠标作用过程相同.

目前成熟的触摸屏技术有4 种,即红外线式、五线电阻式、表面声波式、电容式,其原理分述如下.

1 红外线式触摸屏

在屏幕前框架的左边( y 轴) 和下边( x 轴) 分别装有红外线发射管,各自的对边又装有对应的接收管(如图1) ,管的排列密度与其分辨率有关. 工作时在屏幕前形成纵横交叉的红外线矩阵,用户的手指触摸点将阻挡经过该点的横竖两方向的红外线,通过接收管,计算机便由此参数计算出触摸点的位置,再执行对计算机的操作目的.

红外触摸屏的矩阵电路及微处理器控制电路都装在屏前的框架内,并通过键盘接口直接与主机通讯,不需独立电源. 其价格低,安装简易,但由于发射、接收管排列有限,分辨率不高,且怕外界红外光的干扰及不防水防尘、框架易碎等缺点, 主要应用于室内站台等简单操作的地方.

西门子触摸屏6AV212-41GC01-0AX0

2 五线电阻触摸屏

它是在四线电阻触摸屏的基础上创造出来的新的技术,克服了四线式寿命短、清晰度不高的缺点.

四线电阻技术是一块与显示屏紧贴的玻璃为基层其外表面涂有一薄层透明氧化铟InO ,作为电阻层,其水平方向加有5V 到0V 的直流工作电压,形成均匀连续的电压分布. 在该导电层上再盖有一层外表面经防刮硬化处理而内表面也涂有相同氧化金属层的保护层,其垂直方向也加有5V 到0V 的直流连续分布电压. 两电阻层之间用约千分之一英寸的许多透明绝缘隔离点隔开(如图2) . 按摸屏幕时,两电阻层在触点位置就有一个接通,经过模拟量电压模数(Afi D) 转换,控制器就能计算出触点的x , y 坐标值. 由于四线电阻触摸屏的外电阻涂层频繁受压,易造成裂损而改变涂层电压分布不均致使触点位置计算不准而报废的缺点,又创造了五线电阻技术.

五线电阻触摸屏的新特点是把外层电阻层只用作导体层,作为五线中其中一线,即使有裂损,只要不断裂开,对侦测计算不受影响,这无疑大大增强了使用寿命.而在内层电阻涂层中则把四线电阻技术中纵横电压分布场技术创造性巧妙的应用在同一涂层中,其结构分布如图3. 在由金属氧化物构成的细密条的x 轴上形成正向电压差,经过中值点又形成反向电压差,构成同面四线模式. 内外涂层仍用绝缘透明隔离点隔开. 当按压时内外涂层间有一触点接通,致使左侧向下电压的上端某处有不同阻值的分压产生, 据此控制器计算出该触点的水平坐标值. 内涂层上每一触点都有不同对应的x 轴坐标值. 触点y 轴方向的坐标则是由控制器测定从内涂层经触点流入外涂层(五线之一) 的电流值确定出的. 五线电阻触摸屏除使用寿命大大超过四线式35 倍,达3500 万次外,其透光率和清晰度也很高,由于工作在与外界封闭隔离状态,不怕污染,环境适应性好.它的另一个突出特点是分辨率很高,能分辨很尖细触针的触动,但怕锐器的硬戳.

3 表面声波技术触摸屏

该技术为美国技术, 它是利用机械超声波矩阵波面的动态传播在显示屏上进行触点定位的.

在显示屏左上角和右下角分别固定有垂直向下发射和水平向左发射的超声波换能发射器(如图4) .其各自同方向的屏边及对边都刻有45°用于反射波导向的由疏到密间隔非常精密的反射条纹(其参数与波长有关) . 沿着对边传导波的末端--—即显示屏的右上角又分别对应安装着超声波x 轴y 轴接收换能器. 工作时,由表面声波屏的控制器产生5. 53MHz 的高频电信号送经换能发射器分别发出相互垂直的超声波,形成动态超声波矩阵波面,当这一工作面上有触点时将吸收通过该点的声能,换能器接收到这一改变后通知控制器确定出该触点的坐标值[2 ] .目前,表面声波触摸屏少有的突出特点是,它能感知第三轴( z 轴) 坐标. 由于其分辨率、精度和稳定性非常高,能对手指触点的压力大小产生的信号衰减量分辨清晰,故可轻松得到数据. 这一自由度值可用于特殊控制,如医用三维立体断层扫描仪中对连续深层图象的浏览和选择等