1
Librería para la creación de interfaces gráficas
para el control de sistemas empotrados y
aplicación a un brazo telemanipuladoGraphical
interfaces library for embedded control systems.
Application to a telemanipulated armPara
acceder al Titulo deINGENIERO DE TELECOMUNICACIÓN
Escuela Técnica Superior de Ingenieros
Industriales y de Telecomunicación UNIVERSIDAD
DE CANTABRIA
Proyecto Fin de Carrera
Autor Ángel Muñoz Cantera
2
Motivación

• Brazo robótico telemanipulado (BTM)
• Inconvenientes del panel
• No reutilizable
• Difícil añadir nuevos controles

3
Objetivos del proyecto

• Objetivo implementar en software el panel de
  mandos de cualquier máquina con
• Botones
• Luces
• Displays numéricos
• Joysticks
• Integrando un dispositivo apuntador

4
Objetivos del proyecto

• Ventajas
• Estandarización
• Menos coste
• Menor tiempo de implementación
• Alta flexibilidad
• Integración en el controlador del robot

5
MaRTE OS

• Sistema Operativo MaRTE OS (Minimal Real-Time
  Operating System for Embedded Applications)
• Sistema de tiempo real mínimo. POSIX.13
• Lenguaje Ada 95, C, ensamblador
• Aplicaciones Ada 95, C, C

6
Elementos utilizados en el desarrollo del proyecto

• Entorno de desarrollo
• Equipo de desarrollo Linux
• Plataforma de ejecución (x86)
• Lenguaje Ada 95
• GNAT GPL Edition
• Compilador GNAT
• IDE GPS 3.0.0
• Buenas características de Ada 95
• MaRTE OS escrito en Ada
• Software del BTM escrito en Ada

7
Partes del proyecto

• Drivers
• Driver de ratón PS/2
• Driver para joystick analógico
• arquitectura software, API
• Biblioteca para la interfaz gráfica
• Aplicación de ejemplo sobre el BTM

8
Índice general de capítulos

• Introducción
• Driver de ratón PS/2
• Driver de joystick analógico
• Biblioteca para la representación de paneles
• Aplicación al BTM
• Conclusiones

9
Motivación del driver PS/2

• Dispositivo apuntador para elementos interactivos
  del panel
• Uso general en MaRTE OS para otras aplicaciones

10
IBM PS/2. Interfaz física

• Interfaz mini-DIN de 6 pines
• Código de colores Microsoft PC97

11
Controlador de teclado 8042

• Comunicación con el teclado/ratón
• Conjunto de registros
• Input Buffer
• Output Buffer
• Registro de Estado
• Registro de Control
• Direcciones de I/O
• Conjunto de Comandos del controlador de teclado

12
Arquitectura software del driver
13
Características del driver PS/2

• Cola de eventos FIFO_Queue
• Cola circular
• Máquina de estados abstracta, genérica y de
  tamaño configurable
• Utiliza parámetros de error

14
Características del driver PS/2

• Formato de evento leído de la cola

15
Características del driver PS/2

• Objeto Mouse

16
Características del driver PS/2

• Uso de los métodos del driver

17
Características del driver PS/2

• Arquitectura de módulos del driver PS/2

18
Índice general de capítulos

• Introducción
• Driver de ratón PS/2
• Driver de joystick analógico
• Biblioteca para la representación de paneles
• Aplicación al BTM
• Conclusiones

19
Introducción el puerto de juegos

• Conector DA15-F
• Registro de 8 bits
• Dirección I/O 201h
• Sin interrupciones
• Medida de ejes
• circuito analógico i?t
• Rpot tiempo
• Medida del tiempo PIT/TSC

20
Características del joystick Genius-F16

• Cuatro Botones
• 3 Ejes (throttle)
• Función Turbo
• Económico

21
Características del driver de joystick analógico

• Basado en el driver v. 1.2.15 de Linux
• Codificado en Ada 95
• Detecta los tipos de joystick
• 2 ejes y 4 botones
• 3 ejes y 4 botones (el F-16)
• 4 ejes y 4 botones

22
Características del driver de joystick analógico
23
Características del driver de joystick analógico

• Cola de eventos
• Cola circular
• Tipo de datos abstracto y protegido, en paquete
  genérico
• Utiliza excepciones

24
Características del driver de joystick analógico

• Formato del evento de joystick

25
Características del driver de joystick analógico

• Uso de los métodos del driver

26
Características del driver de joystick analógico

• Arquitectura de módulos del driver de joystick

27
Índice general de capítulos

• Introducción
• Driver de ratón PS/2
• Driver de joystick analógico
• Biblioteca para la representación de paneles
• Aplicación al BTM
• Conclusiones

28
Introducción jerarquía de clases desarrollada

• Arquitectura de módulos de la librería para
  interfaz gráfica

29
Introducción jerarquía de clases desarrollada
Filosofía OOP
30
Introducción jerarquía de clases desarrollada
31
Elementos del panel Aspecto
Displays
Botones
Luces
32
Tratamiento de la pantalla

• Matriz de pantalla
• Dibujo del puntero

33
Tratamiento de la pantalla
34
Índice general de capítulos

• Introducción
• Driver de ratón PS/2
• Driver de joystick analógico
• Biblioteca para la representación de paneles
• Aplicación al BTM
• Conclusiones

35
Aplicación al software del BTM
36
Aplicación al software del BTM

• Adaptación del paquete Mandos
• Gestión de botones
• Gestión de luces
• Obtención de la posición del joystick
• Demo

37
Índice general de capítulos

• Introducción
• Driver de ratón PS/2
• Driver de joystick analógico
• Biblioteca para la representación de paneles
• Aplicación al BTM
• Conclusiones

38
Resumen de logros

• Versión software para paneles de control
• Estandarización
• Ahorro en tiempo y dinero
• Más flexibilidad
• Driver de ratón PS/2 para uso general
• Driver de joystick analógico para uso general
• Biblioteca de elementos de panel
• Luces
• Botones
• Displays Numéricos