基于ARM9嵌入式系統(tǒng)智能滅火機(jī)器人控制器設(shè)計(jì)
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3．1 控制器系統(tǒng)設(shè)計(jì)
由于嵌入式微處理器對(duì)實(shí)時(shí)任務(wù)具有很強(qiáng)的支持能力，可以完成多任務(wù)并且具有較短的中斷響應(yīng)。因此在設(shè)計(jì)過程中，采用嵌入式ARM9為核心的控制器(ST公司的STR9llFAM44)，實(shí)現(xiàn)了以極少的周邊芯片獲得齊全的功能。ARM9處理器具有體積小，功耗低，性能高的特點(diǎn)。它集成了28路模擬信號(hào)采集通道，可以兼容數(shù)字信號(hào)和模擬信號(hào)，每路精度為10位，因此可以分辨3 mV特的輸入電壓變化。8路高速數(shù)據(jù)采集通道每秒可采集50萬(wàn)次信號(hào)。該處理器內(nèi)部采用哈佛結(jié)構(gòu)，每秒可執(zhí)行1．1億條機(jī)器指令，這樣的強(qiáng)大功能可以實(shí)現(xiàn)機(jī)器人高速精確地按照規(guī)定路徑行走，并且機(jī)器人的CPU能夠?qū)崟r(shí)迅速地讀取多個(gè)傳感器端口數(shù)值，在較短的時(shí)間內(nèi)完成對(duì)各端口數(shù)值的存儲(chǔ)、運(yùn)算和輸出等多種任務(wù)。在主控制器核心CPU的基礎(chǔ)上，將各種功能模塊、執(zhí)行機(jī)構(gòu)等連接到CPU的引腳上。控制器總共有28路模擬采樣接口。ARM9控制器的系統(tǒng)圖如圖3所示。本文引用地址：http://m.butianyuan.cn/article/151731.htm
在此選用Atmel公司生產(chǎn)的AVR ATmega 8微處理器作為輔助單片機(jī)。ATmega 8是基于增強(qiáng)的AVR RISC結(jié)構(gòu)的低功耗8位CMOS微控制器。由
于它先進(jìn)的指令集以及單時(shí)鐘周期指令執(zhí)行時(shí)間，ATmega 8的數(shù)據(jù)吞吐率高達(dá)l MIPS／MHz，從而可以緩減系統(tǒng)在功耗和處理速度之間的矛盾。AVR內(nèi)核具有豐富的指令集和32個(gè)通用工作寄存器。同時(shí)ATmega 8具有一整套的編程與系統(tǒng)開發(fā)工具，包括：C語(yǔ)言編譯器、宏匯編、程序調(diào)試器／軟件仿真器、仿真器及評(píng)估板。這樣就大大方便了在硬件基礎(chǔ)上進(jìn)行軟件設(shè)計(jì)。
ARM9處理器含有20路標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)采集通道通過Atmega816-PC輔助單片機(jī)連接到主芯片上，用以讀取遠(yuǎn)紅外傳感器組及檢測(cè)端口的數(shù)值，每秒可采集1 000次。這種設(shè)計(jì)提高了端口數(shù)值讀取速度，使機(jī)器人能對(duì)周圍環(huán)境信息做出迅速判斷。ARM9微處理器與輔助單片機(jī)如圖4所示。
為了保證滅火機(jī)器人靈活行走和低功耗，需要一個(gè)體積小，超薄輕巧，功耗低的顯示器。Uniohm公司生產(chǎn)的LCD滿足設(shè)計(jì)要求，通過與單片機(jī)連接、編程、下載、完成顯示功能。
評(píng)論