1、【Word版本下載可任意編輯】 ARM7的遠程機器人控制系統設計 ARM7處理器是英國ARM公司設計的主流嵌入式處理器 ARM7內核是0.9MIPS/MHz的三級流水線和馮諾伊曼構造。 1 總體方案設計 遠程機器人控制系統由機器人智能控制模塊、機器人監視模塊、以及遠程控制模塊等三部分構成。其工作過程為遠端PC機向機器人控制器發送控制命令，處理器接收到來自遠端的命令，發送到控制器，控制器控制機器人運動；機器人監視系統，通過視頻攝像頭抓取現場圖像，傳送到遠端，在遠端PC上顯示現場圖像。 （1） 機器人智能控制模塊：該部分是系統的。采用嵌入式系統設計，能夠自動運行、處理數據，通過RS485總線管理和

2、控制機器人監視模塊。并且控制器通過GPRS模塊，實現機器人智能控制模塊與外部網絡的通訊，使用戶可以通過短信和互聯網等方式實現機器人智能控制模塊的遠程控制，同時，控制器還通過鍵盤和顯示屏為用戶提供人機界面，方便用戶實現本地控制。 （2） 機器人監視模塊：機器人監視模塊通過單片機組成若干小的控制系統控制各驅動單元，并通過統一的控制總線將這些小的控制系統組成網絡，連接到機器人智能控制模塊，受機器人智能控制模塊控制。 2 系統硬件設計 2.1 硬件系統構造 本文選用三星公司S3C4480芯片作為控制器的中心控制模塊，負責和GPRS通信模塊、機器人監視模塊、數據存儲、鍵盤、顯示屏等模塊開展通訊以及系統的

3、數據采集和處理。主要分為兩個部分：即機器人智能控制模塊和機器人監視模塊。 2.2 機器人智能控制模塊的硬件設計 （1）ARM處理器S3C4480的外圍電路模塊：包括電源管理、鍵盤、顯示屏以及SDRAM、Flash等數據及程序存儲設備。 （2）GPRS通信模塊及其外圍電路設計：GPRS模塊用于實現遠程用戶與控制終端的數據傳送，本文選用了西門子公司的MC35I模塊。其外圍電路設計主要完成了MC35模塊的供電部分，數據傳送、模塊啟動和關閉及工作模式指示等部分的電路設計。 （3）串口擴展：GPRS modem撥號上網需要處理器為其提供完整的9線串口，而S3C4480只提供了3線串口。因此本文通過外接雙

4、通道的通用異步收發器STl6C2550擴展了完整的9線串口擴展。 （4）RS485轉換器：通過TI公司的RS485接口芯片75LBC184，實現了S3C4480（單片機）串行口的TTL電平與RS485電平之間的轉換，該芯片的輸入阻抗為RS485標準輸入阻抗的2倍（24k），故可以在總線上連接64個節點。 2.2.1 ARM處理器的外圍電路設計 2.2.1.1 開發板資源的使用 外部存儲器配置：2M Bytes Flash、8M Bytes SDRAM，為系統數據、程序和操作系統內核的存儲和運行提供存儲空間。 擴展網口：10M網口，RTL8019AS，該部分用于從PC機上操作系統內核和應用程序。

5、 LCD接口（帶LCD顯示屏）：320X240，STN，16級灰度，可接640480256色。 鍵盤：鍵盤和LCD接口用于為用戶提供本地控制的人機交互界面。 串口：兩個標準RS232接口。用于和PC機連接，通過超級終端開展系統調試。 JTAG接口：利用JTAG仿真器町以通過JTAG邊界掃描口開展在線仿真。 2.2.1.2 系統存儲器的分配 S3C4480支持數據存儲的大小端選擇（通過外部引腳開展選擇）；具有8個存儲體，每個存儲體可達32MB，總共可達256MB；對所有存儲體的訪問大小均可以改變（8位/16位32位）；8個存儲體中，Bank0Bank5可以支持ROM、SDRAM；Bank6、Ba

6、nk7可支持ROM、SRAM和SDRAM等；7個存儲體的起始地址固定，1個存儲體的起始地址可變。 2.2.2 GPRS模塊MC35及其外圍電路設計 2. 2.2.1 MC35模塊 MC35址Siemens公司推出的新一代無線通信GPRS模塊，主要由GSM基帶處理器、GSM射頻模塊、供電模塊（ASIC）、閃存、ZIF連接器、天線接口六部分組成。 2.2.2.2 MC35外圍電路設計 （1）MC35I 電源電路 模塊要求單一電源供電，提供3.3V到4.87的電壓（標準輸入為4.27），2A的電流。本文選用LM2576ADJ為模塊提電源，該芯片為降壓式開關電壓調整器，電壓的輸入范圍為：1040V，選

7、用12V（通過220V轉12V變壓器得到）輸入，輸出為1.5V。 （2）啟動和關機電路 啟動電路由開漏極三極管和上電復位電路組成。關機電路通過三極管給該腳一個大于3.5s的低電平，可以關閉GPRS模塊。 電氣特性方面MC35模塊的串口采用的是ITUTV.24協議，和RS232電平并不兼容。因此需要開展電平轉換。MC35I還提供了6個SIM卡電路接口。 2.2.3 RS485接口電路 本系統設計的家庭智能控制器，家庭內部網絡布線采用RS485總線。由于ARM處理器4480和單片機（文中選用的Atmel公司的AT89C52）都沒有提供現成的RS485總線接口，因此需要選擇轉換芯片實現接口的轉換。

8、2.3 機器人監視模塊 機器人監視系統集機器人動作控制、視頻攝像頭現場拍攝等多功能于一體。本文在機器人監視模塊實現了機器人驅動單元模塊、其他電機裝置驅動單元模塊，每個模塊都由單片機作為控制器構成，并通過單片機連接RS485總線組成監視網絡，并終受到機器人智能控制器控制。 2.3.1 紅外機器人驅動單元控制模塊 紅外機器人驅動單元控制模塊主要用于控制內含有紅外接收芯片的機器人。紅外發射電路中采用的紅外發射器件是塑封的TSAL6200紅外發射二極管，紅外接收采用tS0038B紅外接收器。 3 系統軟件設計 系統的軟件設計主要的分為三個部分：家庭系統模塊的軟件設計；RS485通訊協議設計及家庭智能控制器與家庭系統通訊的軟件設計；家庭智能控制器的軟