[经验]

【大联大世平 NXP i.MX RT1064开发板试用体验】作品：EXC HMI人机交互界面

2020-11-15 18:19:49

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`（一）项目概述
在各类工业设备上，目前应用较多的HMI设备是威纶通、Proface、施耐德等组态屏幕，它们拥有完整的工业应用组件，和各种兼容性强的通讯协议支持以及广泛的生态，组态模式支持下可以令对编程接触不深的机电从业者快速上手。
但其弊端也明显，组态屏幕虽然功能强大，兼容丰富，但同时也意味着不必要的价格付出，对于相对简单的应用环境，如果使用昂贵的组态屏幕未免大材小用。
其次，组态本身对于嵌入式开发者来说并不算灵活；功能实现也不直观；无法对底层进行深度优化、启动速度慢，无法做到实时操作系统甚至裸机设备瞬间启动的效果；无法按需求配置各类分辨率、大小、电容触摸等因素。
以上都提出了一个低成本、灵活的HMI方案的需求。

（二）软件设计方案
(1)-LittleVGL
Littlevgl是目前最主流的开源嵌入式GUI之一，在更新迭代上基本上半个月一个版本，具有强劲的后发力，其协议宽松，可以商用闭源，移植方式简洁明了，被我选作本次项目的GUI框架。
相关的屏幕驱动与 LittleVGL 移植可以看我之前的帖子。
RGB屏幕驱动+SDRAM加速
LittleVGL 显示移植
LittleVGL 触摸移植
SDRAM与图像优化显示

(2)-modbus rtu
走串口的modbus，通过232 DP9接口，连接主机与从机，底层通讯协议为UART。
为了保证modbus传输的实时性，避免界面应用占用资源时导致modbus传输卡顿，采用DMA传输UART接收信息+UART空闲中断处理数据。
UART+DMA：【不知道为什么，我写这部分帖子的时候一直发不出来，写多少吞多少，感觉冥冥中有什么神秘力量在干扰，所以这部分就暂时空缺，后面再补上。】

流程：
1-定时器100ms为周期中断，服务函数内加载发送数据队列。

2-主循环处理发送数据队列->查询队列内是否有需要发送的数据->完成延时计数->通过阻塞UART发送，发送完成后启动UART接收、启动UART空闲中断、启动DMA传输->UART空闲中断服务置位周期传输完成标志位

3-主循环中判断周期传输完成标志位->置位则获取缓冲数据->刷新界面

4-空闲中断接受判断流程：
接收数据格式是否错误？
错误则关闭UART空闲中断、DMA传输、UART接收；没有错误->是否接收完成？
完成则将数据送入缓冲；没有完成->是否溢出？
溢出则关闭UART空闲中断、DMA传输、UART接收；没有溢出->结束，等待下一次空闲中断

代码托管在GITEE上：
https://gitee.com/tinnu/exc_screen_littlevgl_rt1064/tree/master2
有一个用于开发时上位机仿真 LittleVGL 的Qt工程:
https://gitee.com/tinnu/EXC_Sreen_LittelVGL_Simualtion

（三）硬件设计方案
设计一个arduino接口方案的扩展板，支持232、485、ttl各种串口接口。
232、485主控芯片使用国产IC思瑞浦的TP3232、TP8485，40V-9V降压到5V采用国产IC芯龙的XL1508，可以支持工控常见的24V、12V电源为整个系统提供高达2A的电流。

（四）实验方案
上位机使用Qt编写一个modbus从机端，可以任意修改数据，并且对部分写命令有反应，能够模拟起励过程
源码：https://gitee.com/tinnu/qt-modbus-slaver
通过485通讯的演示后面补上，目前程序是支持基于（三）方案设计的硬件扩展版的485通讯。

（五）演示效果：