係統基於Android開放配件協議

，通過操作Android手機界麵控製PWM 信號的周期和占空比。首先介紹了係統構成，然後給出了Android終端軟件的具體實現
，最後以驅動舵機為例進行係統測試。係統實現了Android手機產生參數可控的PWM信號。

PWM(Pulse width Modulation，脈衝寬度調製)是一種調壓技術也是一種變頻技術，由於其具有經濟、節約空間、抗噪性能強等優點 
，已廣泛應用於測量
、通信、功率控製與變換等領域中。目前，嵌入式PWM 控製應用廣泛采用單片機
，如簡單應用可選用PIC
、AVR等係列單片機

，比較複雜的應用可選用DSP，要求更高的可以選用ARM等。但是
，PWM 控製應用中選用Android智能手機還未見相關實例。

Android是一種全新的開源手機操作係統，具有強大的應用層API和傳感器功能，廣泛應用於手機
、平板電腦等移動設備中。Android智能手機具有優越的用戶交互性
、接口資源開放性
、移動性以及便攜性等特點，隨著其處理速度、存儲容量、穩定性、網絡訪問能力等性能的逐漸提高
，Android智能終端與工業應用的結合將會得到很大發展。2011年Google推出Android開放配件協議(Android Open Accessory Protocol，AOA
，Protoco1)及配件開發工具包(Accessory Development Kit，ADK)，提供了Android設備與Android配件通過USB或藍牙進行通信的API，進一步拓寬了Android終端的應用範圍。基於以上條件
，本文介紹了一種基於AOA協議，通過Android手機USB控製Android配件生成PWM信號的係統。

1 AOA協議

AOA協議用於Android配件通過USB或藍牙與Android終端進行通信。基於AOA協議實現Android終端USB通信方式稱為配件模式。此模式下，與Android終端通信的另一端設備稱為Android配件，兩者都必須支持AOA協議。在USB通信過程中
，Android終端充當USB從機，Android配件充當USB 主機並為總線供電。Android配件需具有USB主控製器功能並移植有AOA 協議。ADK開發板是常見的Android配件。采用ADK 開發板的Android配件模式示意如圖1所示.


AOA協議基於USB協議
，它規定了配件如何檢測
、枚舉Android設備，並與設備建立通信的方法。AOA協議的工作流程如圖2所示。

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2 係統設計與實現

2．1 係統設計

係統以Android手機控製Android配件(ADK 開發板)產生等脈寬PWM，並控製一舵機為例，采用的Android配件為英國飛特蒂亞公司(FTDI)公司生產的Android平台USB主控模塊UMFT311EV。在該模塊的核心芯片內集成了USB協議和AOA協議，並支持4路PWM。係統框圖如圖3所示。

2．2 軟件開發

本係統采用的UMFT311EV 開發板由於集成了AOA 協議，因此無需開發Android配件端的程序。此外，FTDI公司針對UMFT311EV 為Android終端程序開發提供了底層API。基於UMFT311EV 的Android手機端PWM 控製程序結構如圖4所示。

在圖4所示的結構中
，PWM 驅動層為FTDI公司提供的與UMFT311EV開發板通信的方法集合，PWM 驅動層通過如表1所列的兩個類與開發板進行USB通信。

PWM 用yong戶hu層ceng具ju體ti實shi現xian控kong製zhi邏luo輯ji，由you用yong戶hu編bian寫xie程cheng序xu實shi現xian。該gai層ceng調tiao用yong驅qu動dong層ceng的de方fang法fa，從cong而er間jian接jie實shi現xian與yu開kai發fa板ban的de通tong信xin。在zai本ben係xi統tong中zhong，用yong到dao的de驅qu動dong層ceng的de方fang法fa如ru表biao2所列。

在編寫程序前
，需要為Android工程做以下設置工作：

① 配置Android Mainfest文件
，設置Android USB配件模式。設定 元素及android．hardware．usb．accessory屬性值，聲明使用USB配件API；設置最小SDK版本為12(Android從該版本後支持USB配件模式)；增加元素，並指定android．hardware.Usb.action.USB_ACCESSORY_ATTACHED意圖，用於當USB配件連接後向用戶發出提示。增加元素並使其指向一個外部的XML資源文件accessory_filter.xml，該文件用於聲明希望Android設備檢測的USB配件的描述信息。

② 配置accessory_filter.xml文件。增加元素，並指定manufacturer、model
、version三個屬性。在Android配件的固件程序中

，同樣包含以上三個屬性值。根據AOA協議

，當Android配件連接到Android設備上時，配件會發送該屬性值到Android設備。Android程序將唯一響應與其accessory_filter.xml中指定的屬性值匹配的Android配件。

本係統的accessory_filter．xml的配置如下：

< usb—accessory model=”FTDIPWMDemo”
Manufacturer=”FTDI”
version= ”1.0”/>

Android手機端程序流程如圖5所示。

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3 係統測試及結果

本係統的測試場景如圖6所示。

將ADK開發板通過USB數據線連接至Android手機上
，此時，手機界麵將彈出授權對話框
，提示打開係統軟件。軟件界麵如圖7所示。

點擊“輸出”按鈕
，輸出PWM 信號。在輸出信號的過程中，可以通過滑動條動態調整PWM 信號的周期和占空比。經過測試，本係統能夠實現Android手機通過USB接口控製產生PWM 信號。由於實驗設備(Android手機和ADK開發板)的性能限製，本係統能夠實現PWM 信號的參數調節範圍如表3所列。

經過在小米2手機上的反複測試
，通過手機能夠產生的PWM信號周期範圍為1～250 ms
，占空比範圍為5%～95%
，係統總體延遲小於5 ms。係統實現了通過Android手機USB控製Android配件生成參數可控PWM信號的功能，並且可以通過操作Android手機界麵實現動態調節PWM信號。項目組正開發多種PWM信號的控製係統，並在深入研究和探討本係統與工業應用的結合。

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