ASEICONII控制器使用手册.pdf

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1、 AS-EICON II 控制器使用手册控制器使用手册 感谢您使用本产品。 在使用本产品前请您先仔细阅读本手册，并保存本手册供以后参考。 本手册部分画面和代码是研发过程中的，可能与实际产品不符。 AS-EICON II 是新一代基于极高性能的 32 位 ARM7 内核主控制器，拥有极高的运算速度， 程序存储器容量大，接口齐全，稳定可靠，体积小巧，易学易用。可配合 EI 套件的传感器， 输出电机等模块一起使用，是程序课程教学和高级应用开发的优秀硬件平台。 采用 VJC2.0 流程图编程，或者 VJC Studio 2009 进行 C 代码进行程序开发。另外，集成的 USB2.0 接口，程序下载方

2、式更快速更易于使用。 - 1 - 电池使用 注意事项（使用前必需仔细阅读） 电池使用 注意事项（使用前必需仔细阅读） 1. 请谨慎使用电池，并仔细阅读以下事项： 2. 在成人指导下使用电池。 3. 本机可以使用如下电池 A 电池 AAA（7号）镍氢电池，6节 配套充电器 B 电池 AAA（7号）碱性电池，6节 C 充电型锂电池 7.2V 主板电池 8.4V 输出的充电器 4充电型锂电池，正常情况下，两种电池充足电均需要5-7个小时。充电器上红灯变为绿灯 表明电池充电完毕。 如果10小时以上电池还未充足或者充电时间变得很短， 请停止使用电池 和充电器。（过放或过充可能会导致电池寿命缩短） 8.

3、如果发现电池外壳鼓胀，漏液，破损，请勿再继续使用该电池，这是非常危险的。并尽 快回收或者交由专业人士处理。 9如果发现任何异常气味、噪音或烟雾，请立即停止使用机器人。关闭机器人电源，取出 电池，远离易燃易爆物品。 危险 危险 1请勿加热或焚烧电池。 2请勿用金属物品将电池的正负端子连接。 3请勿在容易接触到金属物品（如珠宝、别针、纽扣等）的地方携带或存放电池。 4请勿将电池存放在阳光直射的地方，闷热的汽车里，高温的地方或靠近热源的地方，等 等 5请勿尝试以任何方式分解或改装电池，如焊接等。这样会破坏电池端子或造成电池液体 飞溅，导致潜在的火灾、爆炸、电池漏液、过热或其他损坏 6如果电池液体飞溅

4、入您的眼睛，请不要揉搓。请用清凉的水流冲洗眼睛，并立即就医。 7如果充电电池在规定时间内没有充足电量，请停止充电，并且不可再使用。否则可能导 致火灾、爆炸、燃烧或过热。 8如果电池裂缝或破损，请勿使用。否则可能导致火灾、爆炸、燃烧或过热。 9请勿使电池受到强烈撞击或持续震动。否则可能导致火灾、爆炸、燃烧或过热。 10在操作过程中，如果电池漏液、变色、变形、鼓胀或任何形式的异常，请立即停止使用 机器人和电池。并于广茂达公司联系 - 2 - - 3 - 目录目录 第一章第一章 AS-EICON II 控制器简介控制器简介 . 4 1高性能 32 位 ARM7 处理器.4 29 路模拟信号输入端口.

5、4 36 路 DO 数字输出和伺服电机输出 .4 44 路电机驱动.4 5标准I2C接口.5 6外接电源接口5 72 个按钮控制界面.5 8USB2.0.5 98 字符*2 行液晶显示屏幕5 10完全开放的底层驱动源代码5 第二章第二章 快速开始使用快速开始使用 6 1物件准备6 2安装软件6 3连接 PC 和 AS-EICON II 控制器.7 4运行程序7 5编写“HELLO WORLD”程序8 第三章第三章 深入了解深入了解 AS-EICON II 控制器控制器. 10 1 认识 CPU .10 2. 控制器系统图 .11 第四章第四章 外围接口外围接口 12 1主面板接口12 1MOT

6、OR 接口 13 22 芯模拟输入接口.13 33 芯模拟输入接口.13 4USB13 5I2C 接口.13 6电源，开关，电池检测接口14 附录附录 1：库函数定义及说明：库函数定义及说明. 15 附录附录 2：技术参数：技术参数. 18 - 4 - 第一章第一章 AS-EICON II 控制器简介控制器简介 AS-EICON II 是新一代基于极高性能的 32 位 ARM7 内核主控制器，拥有极高的运算速度， 程序存储器容量大，接口齐全，稳定可靠，体积小巧，易学易用。可配合 EI 套件的传感器， 输出电机等模块一起使用，是程序课程教学和高级应用开发的优秀硬件平台。 采用 VJC2.0 流程

7、图编程，或者 VJC Studio 2009 进行 C 代码进行程序开发。另外，集成的 USB2.0 接口，程序下载方式更快速更易于使用。 1高性能 32 位 ARM7 处理器 AS-EICON II 控制器采用了的 ARM7 内核是通用的 32 位微处理器，它具有高性能和低功耗 的特性。 ARM 结构是基于精简指令集计算机(RISC)原理而设计的。 指令集和相关的译码机制 比复杂指令集计算机(传统 51 单片机)要简单得多。这样使用一个小的、廉价的处理器核就 可实现很高的指令吞吐量和实时的响应各种外部硬件。 AS-EICON II 控制器使用了 3 级流水线技术，处理和存储系统的所有部分都可

8、连续工作。通 常在执行一条指令的同时对下一条指令进行译码， 并将第三条指令从存储器中取出。 因此其 速度大约是普通处理器的 3 倍。 AS-EICON II 控制器使用 60MHz 的主频，约为 AS-EICON 控制器的 8 倍，AVR 处理器系统的 4 倍，因此，更适合高速的处理应用。 29 路模拟信号输入端口 AS-EICON II 控制器集成了 10 路模拟信号采集通道，可以兼容数字信号和模拟信号，每路 精度为 10 位，因此可以分辨 3 毫伏特的输入电压变化。 每路数据采集通道每秒可采集 500 次信号。 可以直接连接 AS-EI 的各种传感器，非常易于使用 另外，还有专门的模拟通道

9、用来检测控制器的电池电压，方便用户对电池的监控。 36 路 DO 数字输出和伺服电机输出 每路可输出 500mA 的电流，您可以使用这些数字信号输出通道直接驱动蜂鸣器，继电器， 发光二极管等输出设备。 同时，其中两路 DO 端口可输出伺服电机驱动信号，可直接连接小型伺服电机。 44 路电机驱动 AS-EICON II 控制器提供 4 路电机控制。可连接 AS-EI 配套电机，实现电机正转，反转，停 止，调速等操作。 - 5 - 5标准I2C接口 采用 4 芯接口（5V，地，SCL，SDA），更直观，接线更方便。可连接各种 I2C 接口的传感器。 例如：MF09 I2C 接口指南针。 6外接电源

10、接口 控制器上有外接电源接口，可连接 8.4V 的充电器电源，为主板电池充电。也可在没有电池 的情况下为主板供电。 72 个按钮控制界面 AS-EICON II 含有 2 个按钮的控制界面，其中一个为复位按钮。另外一个用启动程序运行。 在用户程序中可以被程序任意读取，用来操作参数设定等。非常方便易用。 常按启动运行按钮，还可以启动内置电池检测程序。 8USB2.0 AS-EICON II 的 USB2.0 接口速度非常快，并且无需任何设置，使得下载程序非常方便。 98 字符*2 行液晶显示屏幕 该屏幕可显示图像，文字。 10完全开放的底层驱动源代码 提供完整的底层驱动源代码，您可以更改底层驱动

11、代码，更深入的使用 AS-EICON II 控制 器。 - 6 - 第二章第二章 快速开始使用快速开始使用 学习机器人技术的最好方法是实际建立您的机器人项目。 下面将引导您完成创建一个用于在 机器人液晶屏幕上显示文字“Hello World”的项目过程。本章涉及如何连接机器人和 PC，编 写 VJC 模块，下载程序，运行程序等等。如果您没有立刻明白所有的内容，不用担心，此 处介绍的概念将在手册的其他部分有更详细的介绍。 1物件准备 在开始着手您的项目之前， 我们建议您先准备一些工具， 它们非常有助于您顺利的完成项目。 AS-EICON II主控制器 USB线缆 6节7号电池 光盘 本手册 螺丝

12、刀 尖嘴钳 一台电脑（带USB接口） 操作系统：Windows 2000/XP/Vista 2安装软件 您需要安装在下面的列表中的列出的软件： Setup.exe 软件安装程序 安装过程将持续数分钟至几十分钟不等，视不同电脑配置而定。 您可以在光盘中找到这些软件的安装程序， 并更据软件的安装向导安装它们即可。 这些软件 可以运行在 2000，XP，Vista 等系统上，不能在 Windows 95、98、Mac OS 或 linux 上安装。 通常安装将会顺利进行，不会遇到问题。如果您在安装过程中遇到问题，请联系我们的技术 支持。 注意： 1 AS-EICON II 需要安装 USB 驱动程序

13、，其在 Windows 2000/XP/Vista 系统中将被识别为 一个串行端口。安装程序会自动帮助您安装该驱动。您也可以手动安装该驱动。 3连接 PC 和 AS-EICON II 控制器 在您安装完软件后，请您按照以下的步骤连接控制器和PC： 1 将主控制器后板取下，将附件中的 6 节 7 号电池安装到电池坐内， 然后安装好后盖。 这时您可以打开主板电源开关， 这时您能看 到屏幕显示。 2 。这时， 可通过USB线缆连接您的PC和控 制器。使用我们附带的USB缆（仅能使用这 种线缆），连接控制器的USB接口和PC的 USB接口。 2 检查是否连接成功。您可以到设备管理 器中， 查看如图所示

14、的 “USB210 USB to UART Bridge Controller”的字样，表示 控制器已连接上PC机 3下载程序。您可以点击VJC的下载按钮， 即可开始下载程序。无需任何的设置。非常 方便。 4运行程序 要选择运行程序，请按照如下步骤： - 7 - 1 按动“运行按钮” ，即可开始运行您的 程序。 2常按“运行按钮”2秒钟，可以检测当前 电池电压。当电池低于7V，请更换电池。 5编写“Hello World”程序 如上所述，您试着操作一遍后，我们相信您已经能熟练使用 AS-EICON II 控制器的下载和 运行程序了，我们可以通过使用 VJC2.0 版本流程图或者标准的 C 语言

15、来生成这种文件。 好了，我试着使用流程图和代码两种方式向您介绍如何下载到控制器中运行。 首先，我们介绍流程图： 1打开“VJC2.0 开发板 AS-EICON II” 软件在弹出的启动对话框中选择“流程图 程序”，点击确定。您会看到如右图所示 的界面，您可以开始编辑程序了 2如右图将显示模块拖到主程序下方并 形成流程图。 然后用鼠标左键双击显示模 块，并在显示模块中的输入“Hello World” 字样，单击确定按钮，至此，编成工作已 全部完成。 注 意 是 ： VJC 2.0 AS-EICONII - 8 - 3 下载程序。 首先，完成第二章第三节描述的“连接 PC 和 AS-EICON I

16、I 控制器” ， 使 Windows 识别出 AS-EICON II 控制器。 然后，点击流程图界面中的下载按钮，即 可弹出 AS-EICON II 编译下载界面。 等到 编译完成， 即会开始下载程序到控制器中 就行了。 C 语言方式： 1 打开“VJC Studio 2009”软件，在 弹 出的启动对话框中选择“AS-EI V2 C 代 码编辑器”，点击确定。 2如右图，一个基本的包含头文件和 主函数的C语言基本框架已经自动生 成了，您只需在此基础上增加自己的 代码即可。如果是本次范例的“Hello World”，则无需更改任何代码。 2 下载程序。 首先，完成第二章第三节描述的“连 接 P

17、C 和 AS-EICON II 控制器” ，使 Windows识别出AS-EICON II控制器。 然后，点击界面中的下载按钮，即可 弹出 AS-EICON II 编译下载界面。等 到编译完成，即会开始下载程序到控 制器中就行了。 - 9 - 第三章第三章 深入了解深入了解 AS-EICON II 控制器控制器 AS-EICON II 控制器硬件的设计策略是尽量选择功能齐全、可靠、周边设备集成度高的微 控制器， 价格也需控制， 能让中国的学生以可以承受的价格获得世界上先进的智能机器人计 算平台。NXP（飞利浦）半导体公司生产的 LPC2103，使我们以极少的周边芯片获得了齐 全的功能，这是一款

18、以 ARM7 16/32-Bit 内核，内置大容量 Flash 存储器的处理器。并且带 有 USB, 电机控制, 4 个时钟, ADC, RTC, DMA 等等的高性能机器人控制处理器。 1 认识 CPU 您可以方便的打开控制器外壳， 并且仔细观察控制板， 您能发现引脚最多的一块正方形的芯 片 LPC2103，它采用了一种名为 LQFP48（贴片 48 脚）封装。 它包含了如下众多的特性，以下列举一部分： ? 16/32 位ARM7TDMI-S 处理器，极小型 LQFP48 封装。 ? 8kB 的片内静态RAM， 32kB 的片内Flash 程序存储器，128 位宽的接口/加速器使其实 现了7

19、0MHz 的高速操作。 ? 通过片内Boot-loader 软件实现在系统/在 应用编程（ISP/IAP）。Flash 编程时间：1ms 可编程256 字节， 单个Flash 扇区擦除或整片 擦除只需400ms。 ? 10 位的A/D 转换器含有8 个模拟输入， 每 个通道的转换时间低至2.44s，专用的 结果寄存器使中断开销降到最低。 ? 2 个32 位的定时器/外部事件计数器， 具有 7 路捕获和7 路比较通道。 ? 2 个16 位的定时器/外部事件计数器， 具有 3 路捕获和7 路比较通道。 ? 低功耗实时时钟（RTC），有独立的供电 电源和专门的32kHz 时钟输入。 ? 多个串行接口

20、， 包括2 个UART （16C550） ， 2 个快速I2C 总线（400kbits/s）以及 带缓冲和可变数据长度功能的SPI 和SSP。 ? 多达32 个可承受5V 的通用I/O 口。 ? 通过可编程的片内PLL（可能的输入频率 范围：10MHz25MHz）可实现最大为 70MHz 的CPU 时钟频率，设置时间为 100us。 如果您不是专业人士，可能对上述特性觉得到有些无法理解。但是，在您的任何一台 AS-EICON II 控制器为核心的机器人上，这些部件都尽职的发挥着各自的职能，使您的机器 人比其它的机器人都更聪明，更快速的思考，记忆力更强。因此您也能设计出更完美的机器 人系统。 -

21、 10 - 2. 控制器系统图 有了核心 CPU，我们就可以将各种功能模块、执行机构等连接到 CPU 的引脚上，构成您看 到 MF09 控制器。控制器总共有 9 路模拟采样接口，4 路电机接口，屏幕，按键，6 路数字 数出，USB，电源，I2C 等等。整体框图如下： AS-EICON II 控制器上含有的各种硬件模块，我们都为您提供了相应的流程图和 C 函数可供 调用操作。 您无需了解底层硬件的寄存器设置即可开始使用各模块。 如果您想更深入的理解 控制器和 ARM7 芯片，我们建议您阅读我们提供的函数库源代码，芯片的数据手册和其它的 技术资料。我们为您提供尽可能齐全的底层文档资料，方便您的学习

22、和交流。 - 11 - 第四章第四章 外围接口外围接口 AS-EICON II控制器是在AS-EICON 控制器基础上增强了核心处理速度和加强了易用特性 的升级版本，是一种更方便更易于使用和扩展的控制器。AS-EICON II控制器允许您直接将 各类传感器安装在其上而不需要使用繁杂的扩展卡。与AS-EICON 一样，在您熟悉了 AS-EICON II控制器输入输出接口之后，就会觉得它们非常易于使用。 AS-EICON II控制器具有如下一些常用设备：指示灯，面板按钮，电源接口，信号输入接口， 电机输出接口，DO信号输出接口，USB接口，其他接口（I2C）。 接口编号及作用请参考如下图： 1主面

23、板接口 在控制器正面，您可以看到上面印有文字标记，请参考如下表格： - 12 - - 13 - 1MOTOR 接口 直接连接 EI 的电机模块模块，提供 5V，500mA 的驱动功率。 文字标记 作用 MOTO0 电机输出0。 MOTO1 电机输出1。 MOTO2 电机输出2。 MOTO3 电机输出3。 22 芯模拟输入接口 2 芯模拟端口，其中“-”标记表示传感器的负极。对于无极性的传感器，可以不考虑。 文字标记 作用 AI0 2芯模拟输入接口，兼容EI输入模块 AI1 2芯模拟输入接口，兼容EI输入模块 AI2 2芯模拟输入接口，兼容EI输入模块 AI3 2芯模拟输入接口，兼容EI输入模块

24、 33 芯模拟输入接口 兼容 MF 系列的 3 芯接线传感器，例如地面灰度，PSD（红外测距） 文字标记 作用 + 控制器电源输出。+5V。 - 控制器电源输出。0V。 S 模拟信号输入。 4USB 连接到 PC 机 文字标记 作用 USB 连接PC机 5I2C 接口 可以连接I2C指南针 文字标记 作用 + 提供给外接I2C设备的电源，为5V。 - 提供给外接I2C设备的电源地，为0V。 SCL I2C的时钟接线。 SDA I2C的数据接线。 6电源，开关，电池检测接口 文字标记 作用 + - 14 - 控制器电源输入。正极。 EXT POWER - 控制器电源输入。负极。 ON 控制器开关

25、，拨到此档为电源开。 OFF 控制器开关，拨到此档为电源关。 + 外接电池输入电压正极。电压为7V-9V POWER - 电源地线。为0V。 - 15 - 附录附录 1：库函数定义及说明：库函数定义及说明 /读取主板电池电压 float battery(unsigned char BATT); /初始化AS-EI V2的各种硬件资源 void InitArmRobot(); / Function Description: 启动电机 void SetMoto(int channel,int speed); /在屏幕上绘制文字。例如：printf(“value=%d“,val); int prin

26、tf(const char *fmt, .); /读取模拟口通道的输入。iCh为通道号-9。返回-1023 int AI(int Channel); /设定数字输出端口 void SetDO(int Channel,int State); /得到按钮的状态，返回或 int Get_Button(); /光电编码器清零，使用CAP1.0，CAP1.1 void CntClear(int index); /启动并初始化光电编码器，使用CAP1.0，CAP1.1 void CntStart(int index); /停止光电编码器，使用CAP1.0，CAP1.1 void CntStop(int i

27、ndex); /得到光电编码器计数值，index为编码器编号，返回该编码器的读数 int encoder(int index); /清楚系统时间全局变量 void resettime(void); /返回系统时间全局变量，单位为秒，精度到.001秒 float seconds(void); - 16 - /延时函数 void wait(float time); / Function Description: 蜂鸣器鸣叫 void tone(float dur); / Function Description: 蜂鸣器鸣叫 void beep(); / Function Description:

28、 读取I2C总线上指南针模块的角度读数 int Compass_Degree(void); /数学函数：返回长整型变量的绝对值。 long labs(long val); /数学函数：返回整型变量的绝对值。 int abs(int val); /数学函数：返回浮点型变量的绝对值。 double fabs(double val); /数学函数：返回双精度变量val平方根 double sqrt(double val); /数学函数：返回自然数e的val次方 double exp(double val); /数学函数：返回log(val) double log(double val); /数学函数

29、：返回log10(val) double log10(double val); /数学函数：返回val的正弦值。角度value 必须用弧度表示。乘以/180 将角度转换成弧度。 double sin(double val); /数学函数：返回val的余弦值。角度value 必须用弧度表示。乘以/180 将角度转换成弧度。 double cos(double val); /数学函数：返回val的正切值。角度value 必须用弧度表示。乘以/180 将角度转换成弧度。 double tan(double val); /数学函数：返回val的反正弦值。 - 17 - double asin(doub

30、le val); /数学函数：返回val的反余弦值。 double acos(double val); /数学函数：返回val的反正切值。 double atan(double val); /数学函数：返回val指定角度的双曲正弦值。角度value 必须用弧度表示。乘以/180 将角度转换成弧 度。 double sinh(double val); /数学函数：返回val指定角度的双曲余弦值。角度value 必须用弧度表示。乘以/180 将角度转换成弧 度。 double cosh(double val); /数学函数：返回val指定角度的双曲正切值。角度value 必须用弧度表示。乘以/18

31、0 将角度转换成弧 度。 double tanh(double val); /数学函数：返回正切值为两个指定数字的商的角度。返回值为笛卡尔平面中的角度，该角度由X 轴和起 点为原点(0,0)、终点为(x,y) 的向量构成。 double atan2(double y, double x); /数学函数：返回大于或等于其数字参数的最小整数.例如：ceil(45.998)返回 double ceil(double val); /数学函数：返回小于或等于指定数字的最大整数。例如：Floor(2.10)返回 double floor(double val); /数学函数： 返回val变量分割成整数部分

32、和小数部分。 例如： x = 123.456;frc_part = modf (x, 结果为frc_part=123，int_part=0.456 double modf(double val, double *n); /数学函数：返回指定数字的指定次幂。数字x 的y 次幂 double pow(double x, double y); /数学函数：返回-32767之间的随机数 int rand(void); - 18 - 附录附录 2：技术参数：技术参数 CPU ARM7，32 位 程序存储器 32k 字节 数据存储器 8k 用户全部可用 流水线 3 级流水线 时钟 60MHz 内核 指令 ARM 指令 （32 位指令集） Thumb 指令（超精简指令集） 数据输入通道 9 路模拟信号 DO 信号输出 6 路，500mA 每路 电机信号通道 4 路，5V，500mA 接口 其他接口 1 路 I2C，1 路 USB