【摘要】： 隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,人類(lèi)現(xiàn)在已經(jīng)進(jìn)入了開(kāi)發(fā)和利用海洋的時(shí)代,而各種各樣的海洋技術(shù)中,能完成多種作業(yè)的水下機(jī)器人使海洋開(kāi)發(fā)進(jìn)入了新時(shí)代,其中遙控式水下機(jī)器人(ROV)在海洋開(kāi)發(fā)的許多領(lǐng)域都得到了廣泛的應(yīng)用,水池實(shí)驗(yàn)裝置就是ROV的一種。本文以水池實(shí)驗(yàn)裝置為對(duì)象開(kāi)發(fā)了基于ARM9處理器AT91RM9200的嵌入式控制系統(tǒng)。 首先,介紹了水池實(shí)驗(yàn)裝置的組成、功能和意義,ARM體系結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)和應(yīng)用前景。其次,開(kāi)發(fā)了水池實(shí)驗(yàn)裝置嵌入式控制器的硬件部分,包括檢測(cè)電路接口,通信接口和控制電路接口。其中檢測(cè)部分包括一個(gè)深度傳感器,一個(gè)高頻信標(biāo)機(jī),一個(gè)低頻信標(biāo)機(jī)和一個(gè)姿態(tài)傳感器,開(kāi)發(fā)出I2C總線(xiàn)擴(kuò)展出AD7992用來(lái)采集深度傳感器的模擬量信號(hào),開(kāi)發(fā)出SPI總線(xiàn)連接GM8142擴(kuò)展出多串口用來(lái)接收信標(biāo)記與姿態(tài)傳感器的信號(hào);通信部分是串口通信和網(wǎng)絡(luò)通信,開(kāi)發(fā)了DM9161擴(kuò)展出以太網(wǎng)接口;控制部分包括一個(gè)主推進(jìn)器、四個(gè)側(cè)推進(jìn)器、一個(gè)步進(jìn)電機(jī)和四個(gè)電磁閥的控制,開(kāi)發(fā)出SPI總線(xiàn)連接AD5726擴(kuò)展出8通道的模擬量輸出用來(lái)控制推進(jìn)器;另外,還擴(kuò)展出16M的FLASH與64M的SDRAM片外存儲(chǔ)器;第三,開(kāi)發(fā)了嵌入式底層軟件,包括處理器啟動(dòng)代碼、中斷過(guò)程和接口的調(diào)試。第四,為了驗(yàn)證嵌入式系統(tǒng)的功能,為水池試驗(yàn)裝置進(jìn)行數(shù)學(xué)建模,并根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行了相應(yīng)的簡(jiǎn)化,最后,在嵌入式系統(tǒng)上進(jìn)行了仿真實(shí)驗(yàn)。 將ARM嵌入式微處理器作為水池試驗(yàn)裝置的控制核心體積小、功耗低。相對(duì)于單片機(jī),基于ARM9處理器AT91RM9200具有更高的處理速度和豐富的外圍接口,還可以擴(kuò)展鍵盤(pán)、顯示器、攝像頭等硬件,應(yīng)用廣泛,使嵌入式系統(tǒng)成為通用的控制平臺(tái)。
【圖文】：

模擬電路中的月SV電壓由MAX743提供。MAX743是一種雙輸出DC一DC變換集成電路，輸入為+SV，輸出為士12V或者士15V，允許誤差為士4%，負(fù)載電流為125mA，效率為82%左右。它具有外圍元件少，工作頻率高(ZOOkHz)、噪聲低等特點(diǎn)。內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖如圖2.7所示:

Isp(In一 systemProgrammable在線(xiàn)編程)功能，如對(duì)FLASH器件進(jìn)行編程等。通過(guò)JrLAG接口，可對(duì)芯片內(nèi)部的所有部件進(jìn)行訪(fǎng)問(wèn)，因而是開(kāi)發(fā)調(diào)試嵌入式系統(tǒng)的一種簡(jiǎn)潔而高效的手段。原理圖如圖2.20。告工娜， TTTIIN0TIOI」 TTTTTTTTTTT勸 勸uTI星擬 lll88888 TTTZ】N丁101， 11111111111雙 雙(口丁2和卜 222 CCCl+CZ+++ CCCl、C冬 冬 呢 呢門(mén)門(mén) 的 的 的 VVV中卜認(rèn) 認(rèn) 22222222222222222222222222222222222222222222222丁丁〔 TTT口口口口{’亨獷一一雙 雙 雙 444嘆」」 66666666666666666666666666666666666666666666666TTT從 555口口 翔翔 翔 日 日漢 漢 lllllllllllllllllllllllllllllllllllllllOOOOOOOOO丁丁C二 二 二 二 11222嘆 嘆 3333333333333333333333333333333333333331444444444匕 匕一一城蘭一一之 之 之萬(wàn)1巧 巧吮 吮 7777777leeeeeeeee， ， ，，，扣 扣 扣一 一 一一目目卜 卜 卜卜 卜尸 尸 尸尸 尸卜 卜 卜卜 ---丁.JT為弓一氣」圖2.20調(diào)試單元電路圖中左側(cè)為DEBUG單元，DTXD、DRXD引腳通過(guò)MAX3232轉(zhuǎn)換電平后連接計(jì)算機(jī)串口;DTXD又是啟動(dòng)選擇引腳，處理器上電時(shí)，DTXD引腳的采樣值決定處理器的啟動(dòng)方式
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工程大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2009
【分類(lèi)號(hào)】：TP368.12

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本文編號(hào)：2596082