基于ARM的双足步行机器人运动控制器设计-控制理论与工程专业论文.docx

国内图书分类号::621工学硕士学位论文基于ARM的双足步行机器人运动控制器设计硕士研究生: 董德吉导 师: 李泽湘教授副 导 师:申请 学位: 工学硕士学科、专业: 控制理论与工程所在单位: 深圳研究生院答辩日期: 2006年06月授予学位单位: 哈尔滨工业大学ClassifiedIndex::621DissertationfortheMasterDegreeofEngineeringDesignofARMBasedBipedWalkingRobotMotionControllerCandidate: DejiDongSupervisor: :AcademicDegreeAppliedfor: MasterofEngineeringSpecialty: ControlTheoryand EngineeringAffiliation: ShenzhenGraduateSchoolDateofDefence: June,2006Degree-Conferring-Institution: HarbinInstituteofTechnology摘要本论文设计了基于ARM内核芯片,S3C2440,的机器人运动控制器。S3C2440芯片是三星电子设计的最新款高性能基于ARM内核的微控制器,最高运行时钟达533MHz。该芯片设计应用于手持应用设备,从另一个观点看它可以看作是更微型的个人计算机,与其它单片机相比它的功能更加强大,具有更多的通用端口和更多的外围片上设备。一直以来,机器人的控制总是与非线性控制,便结构控制,非稳定系统控制等紧密相关。也正因为如此,许多机器人的运动控制器应用DSP或者其他更专业的特殊数字芯片。在我们的机器人运动控制器中,选择了S3C2440作为主控芯片,外接存储器包括:32M*2的SDRAM,2M的NORFlash和64M的NandFlash。根据舵机的控制信号特性,设计使用S3C2440的一个通用引脚控制一个舵机,应用中断来对时间进行描述。在设计硬件的驱动程序上;S3C2440芯片上的UART1被选作与个人电脑通讯的工具并编写了相应得驱动程序,片上Caches和Buffer系统被使用,片上PWMtimer0被设计成对时间进行描述的中断,系统得总线时钟被重新设定。在软件操作系统的设计上,μC/OS-II被选作系统得实时内核。该内核是从一开始就以嵌入式实时应用的实时多任务内核而设计的,由于它的高效性和底硬件资源占用特性,已经在嵌入式应用中被广泛的采用。该内核可以同时管理最多达56个任务,在多数的嵌入式应用中这已经是足够用的了。该论文中移植的μC/OS-II支持文本切换,中断服务中更改人物的优先级,能有效地运行于S3C2440上管理资源。该双足步行机器人的驱动器采用舵机。该驱动元件可以看作是位置侍服系统。控制器最基本的任务就是产生控制舵机所需的控制信号。关键字ARM,机器人,S3C2440,μC/OS-IIABSTRACTThisthesisdesignedarobotcontrollerbasedonARMcorechip,;,thisismainitcanbeseenasmicroPC,thusitispowerful,-linearcontrol,variation-,theARMcorechipS3C2440isselected,theexternalmemoryincludes32M*2SDRAM,-enginescontrolsignal,useonepinofS3C2440tocontrolonesteering-engine,