蒙器M&H-08控制器
M&H-08控制器
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目 录
第一章 M&H-08控制器简介
第二章 快速入门
2.1 所需设备
2.2 安装软件
2.3 安装USB驱动
2.4 下载程序
第三章 M&H-08控制器详细说明
3．1 运行和复位按钮
3．2 电源接口
3．3 信号输入接口
3．4 电机输出接口
3．5 DO信号输出接口
3．6 USB接口
3．7 串行接口
第四章：M&H-08控制器的软件编程指南
4．2屏显函数
4．3电机函数
4．4模拟口函数
4．5DO函数
4．6 指南针函数
附录1：库函数定义及说明
附录2：技术参数
第一章 M&H-08控制器简介
M&H-08控制器为新型32位ARM7主板，如下图所示：
特点：运算速度快，程序容量大，接口齐全，稳定可靠。
软件环境：MiniRobot软件（一种标准C语言，支持指针和结构等）进行程序开发。
下载方式：兼容USB口和串口下载。
1.1 ARM7内核
M&H-08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。
M&H-08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。
M&H-08控制器使用了一个被称为Thumb 的独特结构化策略， Thumb是一种“超精简指令集”。其指令集约为标准代码两倍的密度，却仍然保持性能上的优势，这些优势是传统16 位处理器所不具备的。因此使用Thumb程序大小仅为标准代码的3/4，但其性能却相当于16 位处理器系统的性能的160%。
M&H-08控制器使用128MHz的主频， AVR处理器系统的4倍，因此，更适合高速的处理应用。
1.2 数据存储器
M&H-08控制器含有256K字节的Flash 存储器系统。该存储器可用作代码和数据的存储。存储器至少可擦除/编程100,000 次，保存数据的时间长达20年。该存储器至少可以存储约1万行的C代码。其容量约为AVR处理器系统的10倍。另外加上32K字节的数据存储器，因此非常适合实现更复杂，更庞大的应用。
1.3 信号输入通道
M&H-08控制器集成了14路高速信号采集通道，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。14路数据通道均为高速数据采集通道，每秒可以采集40万次输入信号。
1.4 DO输出通道
M&H-08控制器包含了6路最大电流为0.5A的数字信号输出通道，可直接驱动蜂鸣器，继电器以及其他的输出设备。
1.5 电机输出通道
M&H-08控制器集成了两路大功率电机驱动输出，最大电压约为40V，最大瞬间电流约为40A。并且使用独立的电源供电，避免了大功率电机对主板的电磁干扰。
1.6 串行接口
M&H-08控制器具有标准串行通信接口，进行数据采集和程序下载。并且可以连接摄像头、指南针等高级模块。
1.7 USB接口
M&H-08控制器具有的USB接口，可以非常方便的下载程序和进行数据采集，适合大多数没有串口的笔记本电脑使用。
第二章 快速入门
2.1.所需设备
所需设备如下表所示：
M&H-08控制器
USB线或串口线
7.2V锂电池
使用手册
工具
电脑
2.2.安装软件
安装前，请在光盘中按顺序安装如下软件：
.NET Framework 2.0
M&H-08MiniRobot
这些软件可以运行在Windows 98，Me，2000，XP等系统上，不能在Windows 95、Mac OS或linux上安装。
2.3.安装USB驱动
使用USB端口下载程序前请按以下步骤安装：
A: 打开控制器主板电源
主板电源插槽
主板电源开关
B：用USB线连接电脑和控制器。
USB接口
C：打开控制器主板电源，您会见到电脑右下角弹出一个找到新硬件的提示框，如下图所示：
D：弹出找到新硬件向导后，请选择红色框中的选项。然后点击下一步。
在随后的对话框中，请选择“列表或指定位置安装”，然后点击下一步。
在随后的对话框中，请选择“请选择您的搜索和安装路径选项”中的“在这些位置上搜索最佳驱动程序”选项，再选择“在搜索中包括这个位置”选项。最后点击浏览按钮，输入USB驱动程序路径，您可以在光盘上或者M&H-08 MiniRobot安装目录下找到这个驱动程序。设置完成后,请点击下一步。
弹出如下对话框，表示USB驱动安装完成。您可以开始进行模块编辑了。
2.4. 启动程序
请双击 这个图标，启动M&H MiniRobot软件。在弹出的启动对话框中选择“EasyC代码编辑器for M&H-08控制器”，点击确定。
如下图将显示编写代码。
2.5.下载程序
使用USB下载或串口下载程序，我们建议您使用USB，这样既方便又快速。请打开控制器主板电源，然后，点击“菜单”---“下载”或者工具条上的“下载”按钮，启动下载。在下载过程中，请不要拔去USB线，以防意外的程序下载终止。下载完成时，请拔去USB连接线，然后按控制器主板上的运行按钮，就能看到在屏幕上显示“M&H”字样。
第三章 M&H-08控制器详细说明
M&H-08控制器可直接安装各类传感器，无需叠加任何扩展卡。
M&H-08控制器常用设备，如图所示 ：
{指示灯，运行和复位按钮，主板电源和大功率电源接口，信号输入接口（模拟口和数字口输入接口），电机输出接口，DO信号输出接口，USB接口，串行接口。}
显示屏
指示灯
6个信号输入口和6个数字输出口
复位按钮
运行按钮
大功率电源开关
8个信号输入口
大功率电源插槽
主板电源开关
串口下载口
指南针接口
USB下载口
主板电源插槽
复位按钮
大功率电源插槽
电机2插槽
电机1插槽
3.1.运行和复位按钮
主板上有两个按钮，其中一个是运行按钮，一个是复位按钮。
运行程序使用运行按钮，中断程序使用复位按钮。
当用串口下载程序时，先按住运行按钮，然后按一下复位按钮，最后放掉运行按钮即可。
3.2 电源接口
M&H-08控制器的主板电源和大功率电机驱动卡的电源是分别供电的。主板电源接口有防反接保护，即使反接也不会烧坏主板。但是大功率电源没有防反接保护，在使用时需要特别小心。
3.3 信号输入接口
M&H-08控制器集成了14路信号采集通道，可以兼容数字信号和模拟信号，每路精度为10位， 连接电路请参考以下电路：其中S标记为信号输入。
3.4 电机输出接口
大功率电机输出接口共有两路，每路允许最大电压达到40V，最大电流达到40A。
使用M&H-08 MiniRobot（一种标准C语言），只需调用库函数SetMoto(char Channel, signed char Speed)即可设置电机速度和方向。
3.5 DO信号输出接口
输出电压大于4V,电流不大于0.5A。
当驱动继电器时，直接连接继电器将导致主板损坏，您可参考以下电路来改装普通的继电器，仅仅是在继电器的线圈出并联了一个二极管，并且请注意二极管的正负极（反接可能导致主板损坏）。
您还可以使用M&H-08 MiniRobot（一种标准C语言），调用库函数SetDO(char Channel, char State)即可设置数字输出。
3.6 USB接口
当您编写完程序后，请按照以下步骤下载程序：
第一：确保您的控制器与电脑间通过附件中的USB线正确连接。
第二：打开控制器主板电源
第三：点击“下载”按钮或菜单栏上的“编译”—“下载”即可。
注意：在此过程中请勿按动运行和复位按钮，或中断电源，否则USB下载将意外终止,这可能导致USB固件损坏，在此情况下，您还是可以通过串行端口进行修复操作，方法是点击菜单“编译”—“下载固件”然后选择合适的串行端口和波特率，并且可以修复字库丢失等错误，注意此过程将持续约4分钟左右。
3.7 串行接口
除了USB接口，您也可以使用串行端口下载程序。方法是点击菜单“编译”—“设置”。如图：如果使用串行端口，波特率推荐选用38400。如果使用USB，则无需设置波特率
设置完成后。请按照以下步骤下载程序：
第一：确保您的控制器与电脑间通过附件中的串口线正确连接。
第二：打开控制器电源
第三：点击“下载”按钮或菜单栏上的“编译”—“下载”。
第四：按住运行按钮不放，然后按一次复位按钮，最后放掉运行按钮。
串口下载可能需要30秒左右，这取决于您的程序大小和波特率的快慢。
第四章 M&H-08控制器软件编程指南
4.1 屏幕显示函数
printf函数的定义：int printf(const char *fmt,…);
如果要在屏幕上显示“M&H”，参考程序如下：
/*主函数，每个c语言必须有一个主函数*/
void main()
{
/*在屏幕上显示“M&H”字样*/
printf("M&H ");
}
“ ”空格代表清屏，
如果要在屏幕上显示一个动态的数字，例如一个变量或者一个传感器的读数，参考程序如下：
/*主函数，每个c语言必须有一个主函数*/
void main()
{
/*定义一个变量，名称为i,整型变量（即是整数的，没有小数点的数字）*/
int i=0;
/*不断的循环，重复执行{}之间的程序代码*/
while(1)
{
/*变量i加1，然后再保存到变量i中*/
i=i+1;
/*将变量i显示到屏幕上，其中空格是清屏*/
printf("value=%d ",i);
}
}
最终，您将会看到屏幕上动态的显示一个不断累加的数字。您是否发现了一个奇怪的问题，“%d”为何没有被显示出来， “%d”表示在这个位置需要显示一个十进制的整数，这个整数就是逗号后面的变量i。如果您要显示两个变量，参考程序如下：
void main()
{
/*定义两个变量，名称为i，j,整型变量（即是整数的，没有小数点的数字）*/
int i=0;
int j=0;
/*不断的循环，重复执行{}之间的程序代码*/
while(1)
{
/*变量i加1，然后再保存到变量i中*/
i=i+1;
/*变量j加2，然后再保存到变量j中*/
j=j+2;
/*将变量i,j显示到屏幕上，空格的作用是清屏*/
printf("valuei=%d, valuej=%d ",i,j);
}
}
注意事项：由于在屏幕上显示文字和图象所需时间大概为几十毫秒，因此在您需要高速处理数据的时候，请尽量避免使用屏幕显示程序。
4.2设置电机函数
M&H-08控制器提供了3种函数来控制电机，如下表所示：
/*启动电机，左右轮运行函数，iVL为直线速度，iVR为旋转速度*/
void Drive(signed char iVL, signed char iVR);
/*停止电机运行*/
void Stop(void);
/*启动电机，Channel为电机编号,MF MOS电机驱动器使用1或2， Speed为电机速度，-90到90之间*/
void SetMoto(char Channel,singed char Speed)
建议使用SetMoto这个函数，因为其功能最强， Drive和Stop都可以用此函数代替，这样，您只需记住一个函数的用法即可。
驱动电机，参考程序如下：
void main()
{
While(1)
{
/*机器人正转一秒然后反转一秒*/
SetMoto(1,90);
SetMoto(2,90);
wait(1.0);
SetMoto(1,-90);
SetMoto(2,-90);
wait(1.0);
}
}
SetMoto 函数中，“1”和“2”分别表示M&H-08控制器两个电机输出通道，分别表示左电机和右电机，来控制电机的功率和旋转方向。
注意事项：.屏幕显示会影响到电机输出的方向信号，所以请尽量避免同时使用电机和屏幕。
4.3 模拟口函数
M&H-08控制器通过传感器将各种物理化学信号转化为电信号，输入到控制器的模拟输入口。使用模拟口的传感器如下：电子复眼、光电开关、红外测距、红外测障、地面灰度、声音传感器和碰撞开关等。
读取模拟口的函数定义：
/*读取模拟输入口的读数，iCh为通道，返回0-1023*/
int AI(unsigned char iCh);
参考程序如下：
/*主函数，每个c语言必须有一个主函数*/
void main()
{
/*定义变量*/
int i=0;
/*循环14次，每隔一秒钟显示一个通道的值*/
for (i=0 ; i<14 ; i++)
{
/*清屏，并显示AI(读取的通道) = 读取值*/
printf("AI(%d) = %d ",i,AI(i));
/*延时1秒*/
wait(1.0);
}
}
传感器连接模块需要在程序开头处放置一些全局变量，数量的多少取决于您所接传感器数量。
如果要读取端口1上的地面灰度传感器，参考程序如下：
int GROUND;
GROUND = AI(1);
如果要实现一个简易的数字万用表的功能，即将得到模拟口数据转换为电压并显示到屏幕上，参考程序如下：
void main()
{
float voltage=0.0;
while(1)
{
/*电压转换*/
voltage=AI(0)*3.3/1023;
/*清屏，显示转换的电压值*/
printf("voltage=%fV ",voltage);
}
}
注意事项：为了保证M&H-08控制器的输入口的可靠稳定，硬件上加上了模拟口电压保护，即超过5V电压加到模拟口上短时间内不会损坏控制器。
4.5 设置DO函数
如果要在DO口的安装一个发光二极管（注意：发光二极管需要串联一个470-2K欧姆的电阻以防止烧坏），参考程序如下：
/*全局变量,发光二极管所接的DO端口*/
int DOPORT = 1;
void main()
{
while (1)
{
/*点亮发光二极管*/
SetDO(DOPORT,1);
/*延时0.5秒*/
wait(0.5);
/*熄灭发光二极管*/
SetDO(DOPORT,0);
/*延时0.5秒*/
wait(0.5);
}
}
您可以编写程序，实现连续可调亮度的台灯等功能。让发光二极管以特定频率不断闪烁，频率高到人眼无法发觉它的闪烁，然后，控制每一次闪烁时点亮和熄灭的时间比例，就能控制它的亮度。实际上，这种控制方式还用在电机驱动上，这就是通常说的PWM控制原理。如果您要控制发光二极管的亮度，参考程序如下：
/*全局变量,发光二极管所接的DO端口*/
int DOPORT = 1;
void main()
{
int i;
int LightOn= 0;
int FecTime=10000;
int DPWM = 10;
int inv=0;
while (1)
{
SetDO(DOPORT,1);/*点亮发光二极管*/
for(i = 0;i<LightOn;i++){}/*延时等待,时间间隔为LightOn*/
SetDO(DOPORT,0);/*熄灭发光二极管*/
for(i = 0;i<(FecTime-LightOn);i++){}/*延时等待,时间间隔为FecTime-LightOn*/
if( inv == 0)
{
LightOn=LightOn+DPWM; /*增加点亮的时间*/
}
else
{
LightOn=LightOn-DPWM; /*减少点亮的时间*/
}
if(LightOn>FecTime)
{
inv=1; /*如果点亮时间到达最大,则需要减少点亮时间*/
}
else if(LightOn<0)
{
inv=0; /*如果点亮时间到达最小,则需要增加点亮时间*/
}
}
}
4.5 读取指南针函数
M&H-08控制器通过串口读入指南针的数据。
读取指南针的函数：Compass_Degree（），其显示数值范围是0—360度。应用指南针时，程序开头处必须先要初始化串行端口波特率为9600，参考程序如下：
void main()
{
int sci_1;
/*初始化串口,使用指南针前必须调用该函数*/
SCI_Set(0,9600,0,8,1 );
while(1)
{
/*读取指南针的数据*/
sci_1=Compass_Degree();
/*显示出来*/
printf("compass=%d ",sci_1);
}
}
附录1 库函数定义及说明
//启动电机,左右轮运动函数,iVL为直线速度，iVR为旋转速度
void Drive(signed char iVL, signed char iVR);
//电机停止运行
void Stop(void);
//设置电机,Channel为电机编号（或）。speed为电机速度，范围为-100到100之间
void SetMoto(char Channel, signed char Speed);
//在屏幕上输出文字。例如：printf("value=%d ",val);
int printf(const char *fmt, ...);
//读取模拟口通道的输入。iCh为通道号0-13。返回0-1023
int AI(unsigned char iCh);
//设置DO数字输出，DO为通道号(0-5)，state为状态，为高电平，为低电平
void SetDO(char DO,char State);
//串口设置函数。请使用如下设置：SCI_Set(0,9600,0,8,1)
void SCI_Set(char iPort,unsigned int iBaud,char iCHK, char iData, char iStop);
//使用串口发送单个字节数据。iPort为接收端口号，设为0。data为单个字节的数据0-255
void SCI_Send(char iPort, unsigned char data);
//串口接收函数,从串口读取一个数据。iPort为接收端口号，设为0
int SCI_Receive(char iPort);
//延时等待毫秒，del为等待时间，单位为毫秒
void DelayMs(unsigned long del);
//延时等待，fTime为等待时间，单位为秒
void wait(float fTime);
//红外线测障传感器函数。DO_out为红外发射头接上的数字输出口，AI_in为红外接收头接上的模拟输入通道号
int ir_detector(int DO_out,int AI_in);
//读取麦克风的监测结果，ch为麦克风接上的模拟输入通道号(0-23)
int microphone(char ch);
//清屏。number为1表示用黑色清屏，0表示用白色清屏
void CLRVLCD(unsigned char number);
//绘制Buf缓冲区中的数据到屏幕上
int PrintfVLCD(unsigned char *Buf);
//在屏幕上绘制一个像素点，x，y为坐标点，color为1表示绘制黑色点，color为0表示绘制白色点
void PutPixelVLCD(unsigned char X, unsigned char Y, char Color);
//将内存的缓冲区复制到屏幕缓冲区上
void CpyVLCDToLCD(void);
//绘图函数,画直线,color： 1指定黑,0指定白
void DrawLine(int x1,int y1,int x2,int y2,int color);
//绘制矩形.(top,left)表示矩形顶点的坐标,width表示矩形的宽度,height表示矩形的高度,color 1指定黑,0指定白
void DrawRect(int top,int left,int width,int height,int color);
//画圆弧.x,y表示圆心坐标,r表示圆半径,startAngle表示启示角度,sweepAngle表示终止角度,color 1指定黑,0指定白
void DrawArc(int x,int y,int r,int startAngle,int sweepAngle,int color);
//读取指南针,返回0-358。该函数使用前需要调用初始化串口函数
int Compass_Degree();
//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：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π/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π/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π/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。
double asin(double 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π/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π/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π/180 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和小数部分。例如：x = 123.456;frc_part = modf (x, &int_part);结果为frc_part=123，int_part=0.456
double modf(double val, double *n);
//数学函数：The fmod function calculates the floating-point remainder f of x / y such that x = i * y + f, where i is an integer, f has the same sign as x, and the absolute value of f is less than the absolute value of y.
double fmod(double x, double y);
//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);
附录2 技术参数
内核 CPU ARM7，32位
程序存储器 256k字节，其中128k字库，32KUSB固件，用户可用96k
数据存储器 32k用户全部可用
流水线 3级流水线
时钟 128MHz
指令 Thumb是一种“超精简指令集”
接口 数据输入通道 14路高速，2.5us每通道每次，兼容数字和模拟信号
DO信号输出 6路，0.5A每路
大功率电机通道 2路，瞬间电流<40A每路，耐压<40V
指南针 串口读入 每秒27次
下载口 USB口/串口下载 兼容