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基于ARM的爬行机器人视觉伺服控制系统的设计

张学松  
【摘要】:近些年来,随着计算机技术和数字控制技术的快速发展,很多工厂想要降低劳动成本和提高工作效率,所以产生了各种各样的运动控制系统,人们把系统的开发朝着功能多样化、智能化的方向发展,尤其是计算机的成本大幅度地降低,所以现在很多运动控制系统都是基于PC机和运动控制卡的形式开发的,而且随着各种项目需求的不同,运动控制卡的种类也有很多,这种系统能够实现复杂的运动控制,而且能够提供诸如图像采集、友好的人机交互界面等功能,但是这种系统不得不面对着体积大,成本高的弊端。随着各种低功耗、高效能微处理器的发展,有很多运动控制系统是基于微处理器和专用定时计数器或其他运动控制芯片开发的,凭借其体积小、价格低廉、性能价格比高的优势,这种设计方式展现出了顽强的生命力,而且其有着非常广阔的市场前景。在某种程度上,这种运动控制系统的性能并不逊色于以PC机。现在的各种嵌入式控制器都提供了极其丰富的功能,如液晶屏显示接口、TTL或者RS232通讯接口、AD接口、CAN接口、USB接口等等。本系统便是以一种微处理器作为核心控制器的嵌入式视觉伺服运动控制系统。 本系统以S3C2440芯片作为运动控制系统的主控芯片,它的主频可以达到400MHZ。选用82C54芯片作为运动控制芯片,该芯片可以允许输入频率高达10MHZ的基准脉冲,并且能够提供16位的分频及计数功能,而且计数完成后能够输出中断信号,满足我们的设计要求。为了方便操作人员的操作,我们还设计了无线遥控器。基本的硬件平台确定以后,我们还要在嵌入式操作系统下进行软件的开发,由于我们的系统开发是基于嵌入式操作系统的开发,所以我们需要搭建嵌入式开发平台,其中包括BootLoader的移植,Linux操作系统的移植,根文件系统的制作。我们通过在PC机上安装虚拟机软件来虚拟出一个Linux操作系统作为我们的开发环境。硬件部分主要分为运动控制模块和姿态采集模块,软件部分主要分为应用程序和驱动程序。为了保证无线遥控的可靠性,我们还要对遥控器进行相应的硬件和软件设计,硬件主要分为按键模块、显示模块、无线发射模块,软件主要分为HD7279的软件设计和12832的软件设计。设计出一款低成本、低功耗、小型化的切割机器人是本系统的目标,本系统在曲面板剖口切割应用中具有较高的实用价值。


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