基于ARM的嵌入式系统在机器人控制系统中应用
嵌入式毕业设计课题
嵌入式毕业设计课题【篇一：嵌入式毕业设计课题】课题一：嵌入式远程视频实时监控实现原理：通过在s3c2440（samsung 的arm9芯片）上植入嵌入式web服务器boa及嵌入式数据库sqlite，搭建一个视频webserver，使得pc或者智能手机可以利用网页方式访问摄像头采集的实时视频，达到远程监控录像等应用！涉及到的知识点：①原理图，pcb，元器件的认识，通过开发板的原理图及cpu的datasheet写程序；② arm架构的理解，arm cpu的工作原理，汇编代码级调试理解；③ 2440 cpu的gpio,uart,i2c,spi,ad,watchdog,rtc，lcd等接口技术原理，c代码级调试理解；④嵌入式linux(linux-2.6.30)系统工作原理，驱动框架结构以及摄像头驱动实现；⑤嵌入式linux(linux-2.6.30)下，webserver的实现，包括，sdl，mjpg-streamer应用软件的移植。
团队组织：实现该项目可以按一下方式组队（考虑到学生可能动手能力有限，每个模块安排两个人，这样有讨论，该分配方法供参考）linux系统部分，三个人：一个人负责硬件部分，也不是设计原理图，此人需要电子专业，要能看懂原理图，负责各个模块能在开发板正常运行；一个人负责软件部分，linux系统编译问题，负责给第一个人完好的镜像文件；第三个人，协调软硬件，需要既懂硬件也懂软件；驱动部分，两个人：同时进行，做相同的事情，目的在于一起讨论，要看image sensor （通俗的说叫摄像头）的数据手册，搞清楚芯片工作原理，成像原理，以及参考驱动进行移植工作，会设计到信号不同，编译问题，协同工作！webserver，两个人：在嵌入式linux系统上搭建webserver，涉及到一些应用软件的整合移植工作，主要是sdl,mjpg-streamer，其中sdl是一个非常有名的开源库，3d就是通过它来实现的，而mjpg-streamer是一个流媒体的开源库，实现视频流在网上的传输，这连个库在企业用得很多。
基于ARM嵌入式系统的设计及其应用
基于ARM嵌入式系统的设计及其应用ARM嵌入式系统是一种基于ARM架构设计的嵌入式计算系统。
ARM架构有着低功耗、高性能和高度可扩展性的特点，所以广泛应用于嵌入式系统。
本文将探讨ARM嵌入式系统的设计原理和其在各个领域的应用。
首先，ARM嵌入式系统的设计需要考虑以下几个方面。
首先是硬件设计，包括选择ARM核心的版本和配置，以及外围设备的选择和接口定义。
其次是软件设计，包括操作系统、驱动程序和应用软件的开发。
最后是系统集成和测试，将硬件和软件进行结合，开展系统级的调试和验证。
ARM嵌入式系统的应用场景非常广泛，下面将介绍几个典型的应用领域。
1.智能手机和平板电脑：ARM嵌入式系统在智能手机和平板电脑上得到了广泛的应用。
其低功耗和高性能的特点使得这些设备具有长久的电池续航时间和流畅的用户体验。
2.物联网：ARM嵌入式系统在物联网领域也有着重要的应用。
它可以用于连接各种智能设备，如智能家居、智能工业设备等，实现设备之间的通信和数据交换。
3.汽车电子：ARM嵌入式系统在汽车电子领域得到了广泛的应用。
它可以用于驱动系统、车载娱乐系统以及车载通信系统等。
ARM嵌入式系统的低功耗和高性能可以提供更好的性能和用户体验。
4.工业控制：ARM嵌入式系统在工业控制领域也有着重要的应用。
它可以用于监控和控制系统，实现自动化生产和设备的远程监控。
5.医疗设备：ARM嵌入式系统在医疗设备领域也得到了广泛的应用。
它可以用于心率监测、血压监测等医疗设备。
ARM嵌入式系统的低功耗和高性能可以提供可靠的性能和长久的使用时间。
总的来说，ARM嵌入式系统在各个领域具有广泛的应用。
其低功耗、高性能和高度可扩展性的特点使得它成为了嵌入式系统设计的首选。
而且，随着技术的不断发展，ARM嵌入式系统将会在更多的领域得到应用，为各行业带来更高效、更智能的解决方案。
基于嵌入式系统的机器人互联应用设计
基于嵌入式系统的机器人互联应用设计近年来，随着嵌入式技术的快速发展，嵌入式系统越来越多地应用于现代智能机器人的设计与制造行业。
基于嵌入式系统的机器人互联应用是一种新的技术趋势，它可以实现多种机器人之间的互联互通、数据共享和智能控制，具有广泛的应用前景。
一、嵌入式系统在机器人中的应用嵌入式系统是一种专门用于嵌入式设备中的现代微处理器系统。
在现代机器人中，嵌入式系统被广泛应用于机器人控制、图像处理、运动控制和算法处理等方面。
基于嵌入式系统的机器人系统可以实现高速运动控制、多路视频和数据采集、分布式数据处理、远程控制和智能决策等功能。
二、嵌入式系统的优势和不足1.优势嵌入式系统具有小巧、节能、高效和可靠等优势。
通过对机器人的设计和优化，可以有效地提高机器人的运行速度和稳定性。
在机器人的控制和管理中，嵌入式系统可以实现实时响应、高速传输、远程控制和省电等功能，有效地提高机器人的工作效率和性能。
2.不足嵌入式系统通常具有较小的存储容量、RAM和处理器速度等限制。
这可能会限制机器人的某些功能和应用场景。
在机器人设计和制造中，需要根据机器人的应用需求和资源限制进行综合考虑，选择最适合的嵌入式系统方案。
三、基于嵌入式系统的机器人互联应用设计基于嵌入式系统的机器人互联应用设计可以实现多个机器人之间的协同工作，提高机器人系统的智能化和自适应性。
具体实现过程包括以下几个方面。
1.多机器人协同在多机器人协同控制中，需要将多台机器人连接在一起，并通过统一的嵌入式系统进行统一控制。
通过实时采集机器人的数据和反馈信息，可以实现机器人之间的协同运动控制和位置调整，提高机器人工作效率和稳定性。
2.远程控制通过网络技术和嵌入式系统，可以将机器人连接至远程服务器并进行远程控制。
这样可以实现远程操作、监控和控制机器人的位置、运动和状态等信息。
远程控制可以为机器人提供更加便利的操作和管理功能，提高机器人的智能化和自适应性。
3.智能决策通过分布式嵌入式系统，可以实现机器人的智能决策和自主控制。
基于ARM的嵌入式移动机器人控制系统的设计
基于ARM的嵌入式移动机器人控制系统的设计嵌入式移动机器人控制系统是基于ARM架构设计的一种智能机器人控制系统，该系统具有灵活性高、性能稳定、功耗低等优点。
本文将从硬件设计和软件开发两个方面来详细介绍基于ARM的嵌入式移动机器人控制系统的设计。
硬件设计方面，嵌入式移动机器人控制系统的核心是基于ARM技术的处理器，可以选择低功耗、高性能的ARM Cortex-A9或Cortex-A53处理器。
处理器上可以集成多个内核，通过多核处理器的并行计算能力，可以提高机器人的实时性和响应速度。
此外，为了实现机器人的移动功能，还需要配备驱动电机的电机控制器和位置传感器，采用PWM控制技术来控制电机的转速和方向。
在软件开发方面，首先需要开发移动机器人的操作系统。
可以选择基于Linux的嵌入式操作系统，如Ubuntu的ARM版本或自主开发的实时操作系统。
操作系统可以负责机器人的任务管理和资源调度，提供良好的多任务处理能力。
其次，还需要设计适配机器人硬件的驱动程序，包括电机驱动、传感器驱动、通信驱动等。
驱动程序负责与硬件设备进行交互，将控制指令转化为相应的电信号或数据信号，并获取传感器的数据反馈。
最后，还需要进行机器人的应用开发，根据机器人的具体应用场景，开发相关的算法和控制逻辑，实现机器人的自主导航、路径规划、避障等功能。
在嵌入式移动机器人控制系统设计过程中，还需要考虑功耗管理、通信接口和外设模块等因素。
功耗管理是嵌入式系统设计中非常重要的一环，可以使用睡眠模式来降低功耗，还可以采用动态电压和频率调节的技术，根据系统负载的大小动态调整处理器的工作频率和电压。
通信接口方面，可以采用以太网、Wi-Fi、蓝牙等无线通信技术，实现机器人与外部设备的数据交换和控制指令的传输。
外设模块可以包括摄像头、激光雷达、超声波传感器等，通过外设模块可以实现机器人的感知和环境理解能力。
总之，基于ARM的嵌入式移动机器人控制系统的设计需要进行硬件设计和软件开发，并考虑功耗管理、通信接口和外设模块等因素。
嵌入式系统课程设计题目
嵌入式系统课程设计题目1.ARM系统在LED显示屏中的应用（利用ARM系统控制彩色LED显示屏）2.ARM－Linux 嵌入式系统在农业大棚中的应用（温度、湿度和二氧化碳浓度是影响棚栽农作物生长的3 大要素。
为了实现农业大棚中这3 种要素数据的远程实时采集,引入了当前嵌入式应用中较为成熟的ARM9 微处理器和Linux 嵌入式操作系统技术, 采用温度传感器PH100TMPA、湿度传感器HM1500 和二氧化碳浓度传感器NAP221A ,设计一种基于TCP/ IP 协议的嵌入式远程实时数据采集系统方案。
从硬件设计和软件实现2方面对该系统进行具体设计。
）3.ARM 嵌入式处理器在智能仪器中的应用（设计一种基于ARM 嵌入式处理器系统的智能仪器的硬件和软件设计方案, 并结合uc/o s2II或者Linux嵌入式实时操作系统, 给出一套完整的任务调度和管理的方法, 最后用实例说明）4.ARM系统在汽车制动性能测试系统中的应用（采用ARM系统构建一个路试法的汽车制动性能测试系统）5.ARM 嵌入式控制器在印染设备监控中的应用（针对拉幅热定型机,设计一种基于485 总线的分布式监控系统。
用ARM 嵌入式控制器实现主、从电机的同步运行和烘房温度的控制;在PC 机上用VB6. 0 设计转速和温度的监控画面;实现ARM、变频器和PC 机之间的数据通信。
）6.基于ARM系统的公交车多功能终端的设计（完成电子收费、报站、GPS定位等功能）7.基于ARM9的双CAN总线通信系统的设计（设计一种基于ARM9内核微处理器的双路CAN总线通信系统。
完成系统的总体结构、部分硬件的设计,系统嵌入式软件的设计,包括启动引导代码U - boot、嵌入式L inux - 操作系统内核、文件系统以及用户应用管理软件四个部分。
）8.基于ARM9 和Linux 的嵌入式打印终端系统（嵌入式平台上的打印终端的外围电路连接设计、嵌入式Linux 的打印机驱动程序开发和应用程序的开发）9.基于ARM 的车载GPS 终端软硬件的研究（重点研究基于ARM 的导航系统的软硬件设计）10.ARM系统在B超系统中的应用（完成系统软件硬件设计，包括外围电路）11.基于ARM 的嵌入式系统在机器人控制系统中应用（提出一种基于ARM、DSP 和arm-linux 的嵌入式机器人控制系统的设计方法, 完成控制系统的功能设计、结构设计、硬件设计、软件设计）12.基于ARM的视频采集系统设计（完成系统软件硬件设计，包括外围电路，采用USB接口的摄像头）13.基于ARM的高空爬壁机器人控制系统（构建一种经济型的爬壁机器人控制平台, 与上位机视觉定位和控制系统结合,使其适用于导航与定位、运动控制策略、多机器人系统体系结构与协作机制等领域。
嵌入式系统在机器人控制中的应用研究
嵌入式系统在机器人控制中的应用研究引言：随着科技的迅速发展和人工智能的逐渐成熟，机器人技术在各个领域中得到了广泛的应用。
而在机器人控制系统中，嵌入式系统的应用起到了至关重要的作用。
本文将介绍嵌入式系统在机器人控制中的应用，并探讨其在提升机器人性能和功能中的优势。
一、嵌入式系统概述嵌入式系统是一种集成电路、计算机技术和软件工程等多学科交叉的技术，其主要特点是小型化、低功耗和实时性强。
嵌入式系统将计算机硬件、软件和相关的固定功能模块融合在一起，使得设备具备处理和控制功能，并能根据外部环境实时作出响应。
二、嵌入式系统在机器人控制中的应用1. 实时控制嵌入式系统具有出色的实时性能，能够实时获取和处理传感器的数据，并迅速作出响应。
在机器人控制中，嵌入式系统可以实时监测和控制机器人的运动、感知和决策等。
例如，在机器人导航中，嵌入式系统可以根据传感器的数据进行实时路径规划和动态避障，确保机器人安全、高效地行走。
2. 硬件集成机器人通常包括多种传感器和执行器，嵌入式系统可以将这些硬件集成在一起，实现机器人的全面控制。
嵌入式系统通过接口和总线连接传感器和执行器，以实现对机器人各种功能的控制。
例如，通过嵌入式系统的集成，机器人可以准确地感知环境中的温度、湿度、光照等信息，并相应地作出调节和控制。
3. 多任务处理嵌入式系统具有较强的多任务处理能力，能够同时处理多个任务并保证各个任务的实时性和稳定性。
在机器人控制中，有许多任务需要同时进行，如传感器数据处理、运动控制、决策和通信等。
嵌入式系统可以通过任务调度和优先级管理，合理分配资源，确保机器人多任务运行的效率和稳定性。
4. 系统可扩展性嵌入式系统具有较高的可扩展性，可以根据机器人的需求进行定制和升级。
例如，如果机器人需要增加新的功能或传感器，可以通过增加相应的硬件和软件模块来实现。
嵌入式系统的可扩展性使得机器人具备了不断适应和发展的能力，提升了其在不同应用场景中的适应性和灵活性。
嵌入式系统在机器人控制中的应用
嵌入式系统在机器人控制中的应用随着科技的不断进步和人类对机器人的需求越来越多元化，机器人逐渐成为了现代生活和工业生产中不可或缺的一部分。
机器人的发展离不开各种各样的技术的支持，嵌入式系统就是其中之一，它可以帮助机器人更加高效、灵活地在人工智能和自动化领域中发挥作用。
嵌入式系统是指在计算机硬件中嵌入微处理器或单片机芯片等微型处理器的系统。
它能够实现较复杂的功能，如数据存储、信号处理、智能控制等。
在机器人控制中，嵌入式系统通过提供实时控制功能，使机器人能够更加高效地执行各种任务。
机器人控制系统是指使用计算机或控制器进行机器人动作控制的硬件和软件系统。
嵌入式系统是机器人控制系统中的一个关键部分，它通过提供实时控制应用程序，支持机器人实时响应环境变化，完成各种复杂操作任务。
1. 嵌入式系统在机器人感知中的应用机器人感知是指机器人通过感知和理解周围环境的空间、时间、物体等信息，实现自主工作和任务执行的能力。
嵌入式系统在机器人感知中通过支持各种传感器实现区域感知、检测、定位等操作，并指导机器人实现自主路径规划和运动控制。
嵌入式系统与传感器相互配合，共同完成机器人智能感知，实现人机协同，提高机器人的工作效率和准确性。
2. 嵌入式系统在机器人运动控制中的应用机器人运动控制是指机器人执行各种动作和运动的能力。
机器人需要通过电机、减速器等机械装置实现运动，而嵌入式系统则可以通过计算、控制器等硬件和软件组件实现机器人的运动控制。
嵌入式系统可以感知和响应机器人动作，根据机器人运动轨迹和目标位置进行运动控制，帮助机器人实现更加复杂的动作和工作。
3. 嵌入式系统在机器人任务规划中的应用机器人任务规划是指机器人根据任务需求和环境信息自主规划任务流程和动作。
嵌入式系统通过支持机器人实时计算和控制，帮助机器人实现自主规划、定位和路径规划等操作，在不同的任务场景下，为机器人提供更加全面、准确的任务规划能力，提高机器人工作效率和生产效益。
stm32的实际应用及工作原理
STM32的实际应用及工作原理1. 简介STM32是一款基于ARM Cortex-M系列内核的32位微控制器系列，由意法半导体（STMicroelectronics）开发。
STM32具有较高的性能和灵活性，广泛应用于各种领域，包括工业自动化、通信、汽车电子、消费电子等。
2. 实际应用以下是STM32在各个领域的实际应用：2.1 工业自动化•PLC：STM32作为工业控制器的核心，实现逻辑控制、数据采集等功能。
•机器人控制：STM32用于机器人的运动控制、传感器数据处理等。
•电源控制：STM32监控电源状态、实现电源管理功能。
2.2 通信•无线通信模块：STM32与无线模块配合使用，实现无线通信，如蓝牙、Wi-Fi、LoRa等。
•通信设备控制：STM32用于控制通信设备，如路由器、交换机等。
2.3 汽车电子•发动机控制单元（ECU）：STM32作为ECU的核心，实现车辆发动机的控制和管理。
•音频系统：STM32用于汽车音频系统的控制和信号处理。
2.4 消费电子•嵌入式设备：STM32用于各种嵌入式设备，如智能家居、智能手表、游戏机等。
•手持设备：STM32用于移动设备的控制和数据处理。
3. 工作原理STM32的工作原理主要是基于ARM Cortex-M系列内核。
以下是STM32的工作原理的详细说明：3.1 ARM Cortex-M系列内核ARM Cortex-M系列内核是一种32位精简指令集（RISC）处理器内核。
它具有低功耗、高性能和可扩展性等特性，适合用于嵌入式系统中。
3.2 STM32系列芯片架构STM32系列芯片采用ARM Cortex-M系列内核，例如Cortex-M0、Cortex-M3、Cortex-M4等。
这些芯片在性能、存储容量和外设等方面有所差异。
3.3 外设和功能模块STM32芯片集成了丰富的外设和功能模块，包括但不限于： - 定时器：用于定时和计时操作。
- 串行通信接口（UART、SPI、I2C）：用于与其他设备进行数据通信。
基于ARM的新型远程脑服务机器人控制系统设计
（ ． ｅａｔ ｅｔ ｆ ｕｏ ａ ｏ ， ｉ ｊ ｎｖｒ ｔ ｏ ｅｈ ｏ ｇ ｎ ｄ ｃｔ ｎ Ｔａｊ ０２ ２ Ｃ ｉａ ２ Ｉｓｔｔ ｏ ｏ １ Ｄ ｐｒ ｎ ｏ ｔ ｔ ｎ Ｔａ ｉ Ｕ ｉ ｓｙ ｆ ｃｎｌ ｙ ｄｅｕ ａｏ ， ｉ ｉ ３ ０ ２ ， ｈ ； ．ｎｔｕｅ ｆ － ｍ Ａ ｍ ｉ ｎｎ ｅ ｉ Ｔ ｏ ａ ｉ ｎｎ ｎ ｉ Ｒ ｂ ｔｓａｄＡ ｔ ａｉ Ｉｆｒ ａ ｏ ｙｔ ｏｃ ｎ ｕｏ ｔ ｎｏｍ ｔ ｎＳｓ ｍ， ａｋ ｉ ｎｖｒｉ ， ｉ ｊ ０ ０ ， ｈｎ ） ｉ ｍ ｃ ｉ ｅ Ｎ ｎ ａ Ｕ ｉｅ ｔ Ｔａ ｉ ３０ ７ Ｃ ｉ ｓｙ ｎｎ １ ａ
中 图分 类 号 ： Ｖ ４ ， Ｔ２２６
文献标识码 ： Ａ
文章 编 号 ： ６ １０ ４ ２０ ）４ ００ －３ １７ －２ Ｘ（０ ６ ０ －０ ８ ０
Ｃｏｎ ｒ ｌｓ ｓｅ ｄ ｓｇ ｆｎｅ ｒ ｍ ｏ ｅ ｂｒ ｉ ｄ ｓ ｒ ｉｅ ｒ ｂ ｔｂａ ｅ ｎ ＡＲＭ ｔ ｏ ｙ ｔ ｍ ｅ ｉ ｎ ｏ ｗ ｅ ｔ － ａ ｎｅ ｅ ｖ ｃ ｏ ｏ ｓ ｄ ｏ
Ａ Ｍ Ｒ ７的嵌 入式 控制 系统 ．
１ 总体 结构
从 人类 脑 的工 作机 理 、 作 过 程 和 认 知 过 程 角度 工 分 析 ， 的行 动是 大 脑 和 小脑 协 调 、 人 配合 的结 果 ， 两者 各 有分 工 、 缺一不 可 ． 机 器人 研究 与实 现 的角度 可 以 从 把 原本 属 于机器人 大脑 的部 分 工 作分 解 开 来 ， 为远 分 程 大脑 和 “ 脑 ” 小 两部 分． 远 程 大脑 的控 制 下 ， “ 在 将 小 脑” 与机 器人 本 体 融合 ， 程 大 脑 和 本 体 中的 “ 远 小脑 ” 两 者既 分工 又协 调配 合 ， 能 实现对 本 体 的有 效 控制 ． 更 这 样 ， 动 机 器 人 就 可 由大 脑 承 担 高 级 决 策 功 能 ， 移 由 “ 小脑 ” 负责 机器 人本 体 的运动 控制 ． 该机 器 人通过 人一
嵌入式系统中的机器人控制技术研究
嵌入式系统中的机器人控制技术研究一、研究背景随着科学技术的不断发展和进步，人工智能技术得到了前所未有的迅速发展，其中机器人技术的发展更是激发了人们对于未来的向往。
嵌入式系统作为机器人技术的核心部分，扮演着非常重要的角色。
在机器人控制技术方面，嵌入式系统的进步是推进机器人技术不断发展的重要动力。
二、嵌入式系统中机器人控制技术的发展现状嵌入式系统是指嵌入在各种智能设备中的微型计算机系统。
在机器人系统中，嵌入式系统不仅是完成信息的处理和控制的设备，同时也是实现智能化与人机交互的媒介。
随着硬件和软件技术的不断进步，嵌入式系统的能力也在不断提升，从单一控制单元，逐渐发展为嵌入式操作系统、分布式控制系统、多线程控制系统等多方面的应用。
机器人控制技术从最初的简单的逻辑控制系统、以及现在的模块化控制系统，再到未来的深度学习、人工智能控制系统，不断演进发展。
现在，嵌入式系统在机器人控制技术中起着至关重要的作用。
在机器人控制技术发展中，嵌入式系统也逐渐成为了关键技术之一。
三、嵌入式系统中的机器人控制技术发展趋势（一）应用范围的扩大随着技术的不断发展和嵌入式系统的应用日益普及，机器人控制技术也进入了一个全新的发展阶段。
从最初的单一应用，逐渐拓展到智能制造、智能交通、医疗、物流、教育等众多领域。
未来，嵌入式系统在机器人控制技术中的应用会不断拓展，越来越多的领域会依靠嵌入式系统技术来推进重要的变革。
（二）控制精度和效率的提升在机器人控制技术发展中，控制精度和效率一直是嵌入式系统要解决的问题之一。
在企业的生产制造过程中，如何提高物料的流量和运行效率，有效提高生产效益也是嵌入式系统所需要解决的问题。
未来的机器人控制技术会注重提升控制精度和效率，这也会促进嵌入式系统技术不断地进化。
（三）智能化和自主化的融合随着人工智能的不断发展，机器人控制技术中也开始注重人工智能技术的整合。
在嵌入式系统中，智能控制算法的不断优化，以及智能学习技术的应用，将成为机器人控制技术不断发展的重要内容。
基于ARM嵌入式系统的拟人机器人控制器的设计
基于ARM嵌入式系统的拟人机器人控制器的设计基于ARM嵌入式系统的拟人机器人控制器的设计近年来，随着科技的发展，机器人技术的应用越来越广泛。
而拟人机器人作为人工智能领域的重要研究方向之一，丰富的机器人表情和人类行为模仿能力使其在社会各个领域得到广泛关注和应用。
然而，拟人机器人的控制技术是其实现人类行为模拟的关键。
本文以基于ARM嵌入式系统的拟人机器人控制器的设计为研究对象，探讨其设计方法与实现。
1. 引言拟人机器人的控制器需要实现多个功能模块的协同工作，包括人脸识别、语音交互、动作控制等。
而ARM嵌入式系统作为一种低功耗、高性能的处理器架构，可以满足拟人机器人实时反馈和智能决策的需求。
因此，基于ARM嵌入式系统的控制器设计具有重要意义。
2. 系统框架设计拟人机器人的控制器主要分为硬件和软件两个方面。
硬件部分包括传感器、执行器和嵌入式开发板等；软件部分则包括操作系统、驱动程序和算法模块。
2.1 硬件设计传感器模块是拟人机器人控制器的重要组成部分，常用的包括人脸识别摄像头、语音识别麦克风和环境感知传感器等。
这些传感器通过与嵌入式开发板的连接，实现对外界信息的采集。
执行器模块则用于控制机器人的动作，包括舵机、电机和喇叭等。
嵌入式开发板作为核心控制器，负责传感器数据和执行器指令的处理和交互。
2.2 软件设计基于ARM嵌入式系统的控制器软件设计需要满足实时性、可移植性和可扩展性的要求。
首先，选择合适的操作系统，例如Linux嵌入式系统，具备较好的实时性和稳定性。
其次，编写驱动程序，实现嵌入式开发板与传感器、执行器的数据交互。
最后，针对不同功能模块设计相应的算法，实现人脸识别、语音交互和动作控制等功能。
3. 功能模块设计3.1 人脸识别模块人脸识别技术是拟人机器人实现人际交互的重要手段。
该模块通过摄像头采集人脸信息，并通过图像处理算法实现人脸检测、特征提取和比对等功能。
在ARM嵌入式系统中，可以利用OpenCV等开源库实现人脸识别算法。
ARM嵌入式系统简介
工业控制中的ARM嵌入式系统
工业控制
ARM嵌入式系统在工业控制领域的应用也非常广泛，如自动化生产线、机器人控制系统 等。通过ARM嵌入式系统，可以实现设备的远程控制、自动化运行和智能化管理等功能 ，提高工业生产的效率和稳定性。
ARM指令集的特点与优势
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ARM指令集具有简单、高效、易于理解和实现的特点，使得ARM处 理器在功耗、面积和性能方面具有优秀的表现。
ARM指令集支持大量的寄存器和寻址模式，使得指令执行更加灵活 和高效。
ARM指令集还支持条件执行和并行执行，能够进一步提高处理器的 性能和效率。
ARM指令集的开放性和可定制性使得ARM处理器广泛应用于各种嵌 入式系统领域，如智能家居、物联网、智能终端等。
AI和机器学习
嵌入式系统将越来越多地用于实现人 工智能和机器学习功能，需要更高效 的算法和硬件实现。
安全性和可靠性
随着嵌入式系统在关键任务中的应用 增加，对安全性和可靠性的需求将更 高，需要更多的研究和投资来确保系 统的安全性和可靠性。
05
ARM嵌入式系统应用案例
智能家居中的ARM嵌入式系统
• 智能家居：ARM嵌入式系统在智能家居领域的应用广泛，如智能照明、智能 安防、智能环境监测等。通过ARM嵌入式系统，可以实现家居设备的远程控 制、自动化控制和智能化管理，提高生活便利性和舒适度。
疗器械等。
02
ARM架构与指令集
ARM架构简介
1
ARM架构是一种基于精简指令集（RISC）的微 处理器架构，具有低功耗、高性能、低成本等优 点。
基于嵌入式系统的智能机器人设计与实现
基于嵌入式系统的智能机器人设计与实现随着科技的不断发展，智能机器人的应用越来越广泛。
与此同时，嵌入式系统也逐渐成为机器人领域中的重要组成部分。
基于嵌入式系统的智能机器人，具有高性能、高精度、高可靠性等特点，已经应用于工业、医疗、教育等多个领域。
本文将介绍一种基于嵌入式系统的智能机器人的设计与实现方案。
我们选择了最常见的轮式机器人作为机器人的底盘，并使用了视觉和语音识别技术，实现了机器人的自主导航、目标搜索和语音控制等功能。
硬件设计硬件设计是机器人设计过程中的重要环节。
我们对机器人进行了部件的选择和嵌入式系统的设计。
1. 机器人底盘的选择机器人的底盘部分是机器人移动的关键，我们选择了常见的两驱轮式底盘。
这种底盘结构简单，易于控制，可以满足智能机器人的基本功能需求。
2. 单片机的选择我们选择了飞思卡尔公司的MK60DN512ZVMD10单片机作为控制器。
该单片机性能强大，同时兼顾了低功耗和高效能的特点，能够满足复杂的实时任务需求。
该单片机的主频为120MHz，内置2MB闪存和256KB的SRAM，可以满足机器人复杂控制算法的需求。
3. 视觉系统视觉系统是实现机器人自主导航和目标搜索的关键。
我们采用了USB摄像头，可以通过单片机的USB接口进行数据传输。
同时，我们还使用了OpenCV图像处理库，对图像进行处理和分析，可以对机器人周围的环境进行实时监测和识别。
4. 语音识别系统我们使用了基于云服务的语音识别系统。
机器人通过WiFi或3G网络连接到云服务平台，将语音数据上传到平台进行处理和识别，返回控制指令后机器人执行相应操作。
软件设计软件设计包括嵌入式系统的驱动程序设计和控制程序设计。
1. 嵌入式系统驱动程序设计我们首先对机器人各个部件进行了驱动程序的编写。
包括底盘驱动、电机控制、USB驱动、WiFi模块驱动等。
驱动程序的编写，对于整个机器人的控制和数据处理有着重要的作用。
2. 机器人控制程序设计机器人控制程序是实现机器人自主导航、目标搜索和语音控制等功能的核心。
ARM-Linux嵌入式系统在轮式移动机器人上的应用
３ 位 嵌 入 式 应 用 领 域 内 ，Ａ Ｍ 获 得 了 巨 大 的成 功 。 ２ Ｒ Ａ Ｍ 微 处 理 器 一 般具 有 体 积 小 、低 功 耗 、低 成 本 、高 Ｒ
性 能 的特 点 。例 如 ，由于 它有 大 量 的使 用 寄存 器 ， 指令
第２ ５卷 第 ２期 ２１ ０ ２年 ３月
机 电 产 品 开崖 与 新
Ｄｅ ｅｏ ｍ ｎ ＆ Ｉｎ ｖ ｔ ｎ ｏ ｃ ｉｅ ｙ＆ Ｅｌｃｒ ａ ｒｄ ｃｓ ｖ ｌｐ ｅ ｔ ｎ ｏ ａｉ ｆ ｏ Ｍａ ｈ ｎ ｒ ｅｔｃｌ ｏ ｕ ｔ ｉ Ｐ
Ｖｏ１ ５， ２ ． Ｎｏ． ２ Ｍａｒ． ． ２０１ ２
随着 移动 机器 人 的智 能化 ，控 制方 法 的发展 ，所 需 计 算 量 增 大 。一 般 的单 片 机 等 处 理 器很 难 完 成 控 制 要 求 。而 基 于 Ａ ＲＭ 的嵌 入式 服 务机 器 人 的控 制 器采 用 分 层 与模块 化 结构 。充 分体 现可 扩展 性 、可移植 性 的设 计 原 则 ，同 时 具 有 低成 本 、低 功 耗 、体 积 小 巧 、可 靠 性 高 、 能化 高 以及 通用 性 等特点圆 智 。 嵌入 式 系统 （ Ｓ 是计 算机 技术 、通 信技 术 、半 导体 Ｅ） 技 术 、微 电子技 术 、语 音 图像 数据 传输 技术 ，甚 至 传感 器 等先 进 技术 和 具 体应 用 对象 相 结合 后 的 系统 ， 是硬 其
Ａ ｂ ｔ ａ ｔ Ｔｈｉ ｐａ ｅ ｒｏｄ ｅ ｈ ｏｔ ｒ ｎ ａｄ ｒ ｅｐａｆｒ ｓｄ ｏｎ ＡＫ Ｍ —Ｌｎｕ ｆｅ ｓｒ ｃ ： ｓ ｐ ｒｉ ｎｔ ｕｃ ｓｔｅ ｓ ｆ ｗａ ｅａ ｄ ｈ ｗａ ｌｔ ｍ ｂａｅ ｒ ｏ ｉ ｘ ｏ ｍｂｅ ｅ ｙｔｍ ，ａ ｈ ｏｒ ｏ ｒｏｌｒｕｓｄ ｄｄ ｄ ｓ ｓｅ ｓｔｅ ｃ ｅｃ ｎｔ ｌ ｅ ｅ
嵌入式毕业设计题目
嵌入式毕业设计题目篇一：嵌入式方向本科毕业论文题目论文题目汇总表2、“题目类别”：设计、论文；3、“题目性质”：结合科研、结合生产、结合实验室建设、结合社会实践、理论研究、其它。
篇二：嵌入式毕业设计课题课题一：嵌入式远程视频实时监控实现原理：通过在s3c2440（samsung 的arm9芯片）上植入嵌入式web服务器boa及嵌入式数据库SQLite，搭建一个视频webserver，使得PC或者智能手机可以利用网页方式访问摄像头采集的实时视频，达到远程监控录像等应用！涉及到的知识点：①原理图，PCB，元器件的认识，通过开发板的原理图及CPU的datasheet写程序；②arm架构的理解，arm cpu的工作原理，汇编代码级调试理解；③2440 cpu的GPIO,UART,I2C,SPI,AD,WATCHDOG,RTC，lcd等接口技术原理，C代码级调试理解；④嵌入式linux(linux-2.6.30)系统工作原理，驱动框架结构以及摄像头驱动实现；⑤嵌入式linux(linux-2.6.30)下，webserver的实现，包括，SDL，mjpg-streamer应用软件的移植。
团队组织：实现该项目可以按一下方式组队（考虑到学生可能动手能力有限，每个模块安排两个人，这样有讨论，该分配方法供参考）Linux系统部分，三个人：一个人负责硬件部分，也不是设计原理图，此人需要电子专业，要能看懂原理图，负责各个模块能在开发板正常运行；一个人负责软件部分，linux系统编译问题，负责给第一个人完好的镜像文件；第三个人，协调软硬件，需要既懂硬件也懂软件；驱动部分，两个人：同时进行，做相同的事情，目的在于一起讨论，要看image sensor（通俗的说叫摄像头）的数据手册，搞清楚芯片工作原理，成像原理，以及参考驱动进行移植工作，会设计到信号不同，编译问题，协同工作！Webserver，两个人：在嵌入式linux系统上搭建webserver，涉及到一些应用软件的整合移植工作，主要是SDL,Mjpg-streamer，其中SDL 是一个非常有名的开源库，3D就是通过它来实现的，而Mjpg-streamer是一个流媒体的开源库，实现视频流在网上的传输，这连个库在企业用得很多。
基于嵌入式系统的自动化机器人控制
基于嵌入式系统的自动化机器人控制近年来，随着科技的飞速发展，嵌入式系统在自动化机器人控制中发挥着越来越重要的作用。
嵌入式系统是一种集成了电子硬件与软件的计算机系统，能够实时、稳定地与外部设备进行通信和控制。
在机器人控制中，嵌入式系统可以提供快速响应、高效运算和稳定控制的特性，大大提升了机器人的自动化程度和智能化水平。
首先，嵌入式系统为机器人提供了快速响应的能力。
在工业生产和日常生活中，机器人需要根据环境的变化和人类的指令来做出相应的动作。
传统的控制方法往往需要通过人工判断和指导，效率较低且易出错。
而嵌入式系统通过与机器人传感器的连接，能够实时获取环境信息，并以超高速的运算能力对数据进行分析和处理，使机器人能够在瞬间做出反应。
例如，在工厂流水线上，机器人需要根据传感器检测到的物体位置和距离来进行自动装配。
嵌入式系统能够快速计算出机器人下一步的动作，并精准地控制机械臂的运动轨迹，保证装配的准确性和效率。
其次，嵌入式系统可以实现高效运算，为机器人提供智能化的决策能力。
嵌入式系统内置了强大的处理器和操作系统，能够完成复杂的算法和任务。
在机器人控制中，嵌入式系统可以根据预设的逻辑和算法，进行数据处理、图像识别和路径规划等复杂的运算。
例如，在无人驾驶领域，嵌入式系统能够通过处理摄像头和雷达传感器获取的数据，识别出道路标线、车辆和行人等障碍物，并根据交通规则和导航系统做出相应的决策。
这种高效运算能力使机器人能够快速、准确地应对各种复杂的环境变化，提高了自动化和智能化程度。
此外，嵌入式系统在机器人控制中的稳定性也不可忽视。
嵌入式系统通常具有专门的硬件设计和实时操作系统，能够提供高度稳定和可靠的运行环境。
在机器人控制中，稳定性是非常重要的因素，因为任何不稳定的运算和控制都可能导致机器人发生意外或失控。
嵌入式系统通过硬件和软件的双重设计，确保了机器人控制的稳定性和可靠性。
例如，在医疗机器人中，嵌入式系统能够实时监测患者的生理参数并进行相应的治疗操作，确保了手术的安全和成功。
基于ARM嵌入式系统的拟人机器人控制器的设计
基于ARM嵌入式系统的拟人机器人控制器的设计拟人机器人是一类具有人类外貌和行为特征的机器人，它们能够与人类进行交互和沟通，具备一定程度的情感和智能。
一个高效可靠的控制系统对于拟人机器人的性能和功能至关重要。
本文将基于ARM嵌入式系统，设计一个拟人机器人控制器，包括硬件设计和软件实现。
一、硬件设计1. 处理器选择拟人机器人的控制系统需要具备强大的处理能力和低功耗的特点，因此选择了基于ARM架构的处理器。
ARM处理器具有高性能、低能耗、多核心并行计算等特点，非常适合嵌入式系统应用。
2. 传感器和执行器拟人机器人需要使用多种传感器采集环境信息，并通过执行器执行各种动作。
传感器包括视觉传感器、声音传感器、触摸传感器等，执行器包括舵机、电机等。
在硬件设计中，需要合理选择和布置传感器和执行器，确保其能够满足机器人各项功能需求。
3. 通信模块拟人机器人需要通过网络进行远程控制和与其他设备进行通信。
因此，在硬件设计中需要考虑添加适当的通信模块，如Wi-Fi模块、蓝牙模块或者以太网模块，以实现机器人的远程控制和与其他设备的数据交换。
二、软件实现1. 实时操作系统（RTOS）拟人机器人的控制系统需要实时响应和处理多种任务，因此需要选择一款适合嵌入式系统的实时操作系统。
RTOS具有任务调度和响应速度快的特点，能够满足实时控制的要求。
2. 控制算法拟人机器人的控制算法是实现其智能行为的核心。
控制算法是一套复杂的规则和逻辑，包括感知、决策和执行等过程。
在软件实现中，需要针对机器人的具体功能和任务，设计和实现相应的控制算法。
3. 用户界面拟人机器人需要与用户进行交互，因此需要设计用户界面。
用户界面可以通过显示屏、触摸屏等方式实现，提供机器人的状态显示、操作控制等功能，使用户可以直观地与机器人进行沟通和控制。
4. 远程控制为了方便用户对拟人机器人进行远程控制，需要设计远程控制的相关功能。
远程控制可以通过手机应用、电脑软件等方式实现，使用户可以随时随地地控制机器人的动作和行为。
基于ARM的嵌入式移动机器人控制系统的设计
张捍 东 张 彬 岑 豫 皖
（ 安徽工业大学电气信息学院， 安徽 马鞍 山 ２ ３ ０ ） ４ ０ ２
摘 要 讨 论 了基 于 Ｓ３ ４１ Ｃ２ ０微 处 理 器 的 移 动机 器人 小车 控 制 系统 的 硬 件 设 计 ， 及 在 嵌入 式 操 作 系统 Ｗ ｉｄｏ 以 ｎ ｗｓ ＣＥ下 的 软
Ａｂｓｒ ｃ ｔａ ｔ
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嵌入式系统设计与实践：STM32开发板原理及应用
嵌入式系统设计与实践：STM32开发板原理及应用随着科技的不断发展和进步，人们的生活方式和工作方式都在发生着不可逆转的变化。
作为技术进步的重要组成部分，嵌入式技术在众多领域都得到了广泛的应用。
而STM32开发板作为一种嵌入式系统的核心，其应用也在不断拓展和深化。
本文将介绍STM32开发板的原理以及其在实际应用中的作用和意义。
一、STM32开发板的原理STM32开发板是一种基于ARM Cortex-M系列微处理器的嵌入式开发平台。
其核心是STM32微控制器，包含了丰富的模拟和数字功能，可以满足众多应用领域的需求。
STM32开发板采用现场可编程门阵列（Field-Programmable Gate Array，FPGA）技术，使其具备较高的灵活性和可扩展性，能够适应不同应用领域的需求。
STM32开发板的核心部分是处理器和外围电路。
处理器是一款超低功耗的Cortex-M系列微处理器，具有高性能和低功耗的特点。
处理器与外围电路通过高速总线互相连接，实现数据的传输和控制指令的执行。
外围电路主要包括存储器、输入输出（I\/O）模块、通信模块、采样模块等。
这些模块可以通过编程实现对系统进行控制和管理，完成各种应用场景的功能。
二、STM32开发板的应用STM32开发板在各个应用领域都得到了广泛的应用。
其中比较典型的应用领域包括智能家居、工业自动化、医疗器械、智能交通等。
下面将分别介绍这几个应用领域中STM32开发板的典型应用案例。
1.智能家居：随着人们对安全、舒适、健康等方面需求的不断提高，智能家居正在逐渐成为未来家庭的重要构成部分。
STM32开发板可以实时采集家庭各种数据，通过云端处理和智能算法，实现家庭设备的互联和智能管理。
例如，STM32开发板可以实现智能门锁、智能窗帘、智能空气净化器、智能照明等功能。
2.工业自动化：随着工业的迅速发展和进步，工业自动化也越来越成熟和普及。
STM32开发板可以实现对各种生产设备的实时监控和调控，提高生产效率和质量，降低成本和风险。
嵌入式系统原理及应用基于arm-cortexm4体系结构
嵌入式系统原理及应用基于arm-cortexm4体系结构1. 引言1.1 概述嵌入式系统是指嵌入到其他设备中的计算机系统，它具有高度集成、可靠性强和功耗低等特点。
随着科技的不断发展和进步，嵌入式系统在各个领域得到了广泛的应用，包括但不限于消费电子产品、医疗设备、交通工具以及智能家居等。
本文将重点介绍基于ARM Cortex-M4体系结构的嵌入式系统原理及应用。
ARM Cortex-M4是一种32位RISC处理器架构，被广泛应用于微控制器（MCU）领域。
通过对ARM Cortex-M4架构的详细介绍，我们可以深入了解其特点和优势，并在后续章节中探讨如何实际开发嵌入式系统。
1.2 文章结构本文分为以下几个部分：第二部分将概述嵌入式系统的定义，并讨论其特点和应用领域。
我们将从整体上了解什么是嵌入式系统以及它们在现实生活中扮演的角色。
第三部分将详细介绍ARM Cortex-M4架构。
我们将对ARM体系结构进行概览，并重点讨论Cortex-M系列的特点和分类。
接着，我们将深入研究Cortex-M4架构以及其独特的特性。
第四部分将介绍嵌入式系统开发流程和工具链。
我们将概述嵌入式开发的一般流程，并讨论如何选择和配置合适的嵌入式开发工具链。
此外，我们还会提供一些关于开发板硬件选择和选型指南的实用信息。
第五部分将通过应用案例分析和实践，展示嵌入式系统在不同领域中的具体应用。
我们将着重介绍实时操作系统（RTOS）在嵌入式开发中的应用、传感器与嵌入式系统集成设计实例以及基于ARM Cortex-M4的音频处理应用案例。
最后，第六部分是本文的结论部分，我们将对全文进行总结并提出进一步研究和应用的展望。
1.3 目的本文旨在深入探讨基于ARM Cortex-M4体系结构的嵌入式系统原理及应用。
通过对该体系结构的详细介绍和相关案例分析，读者能够更好地了解嵌入式系统在各个领域中的实际运用方式，并且为他们在嵌入式系统开发中提供指导和帮助。
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技术创新基于ＡＲＭ的嵌入式系统在机器人控制系统中应用ＴｈｅＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆＥｍｂｅｄｄｅｄＳｙｓｔｅｍＢａｓｅｄｏｎＡＲＭｆｏｒＲｏｂｏｔＣｏｎｔｒｏｌＳｙｓｔｅｍ（北京航空航天大学）周杰陈伟海于守谦ＺＨＯＵＪＩＥＣＨＥＮＷＥＩＨＡＩＹＵＳＨＯＵＱＩＡＮ摘要：依据现代机器人技术的发展特点，提出了一种基于ＡＲＭ（ＡｄｖａｎｃｅｄＲＩＳＣＭｉｃｒｏｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）、ＤＳＰ和ａｒｍ－ｌｉｎｕｘ的嵌入式机器人控制系统的设计方法，介绍了嵌入式系统，给出了功能设计、结构设计、硬件设计、软件设计的控制系统的设计过程，并分别从上述各方面对控制系统的通用性进行了探讨。
层次化的体系结构、模块化的硬件、结构化的软件使得设计出的机器人控制系统经过简单的硬件调整和软件定制，就能适用于多种机器人。
通过七自由度串联机器人抓取工件的实例验证，该机器人控制系统性能稳定、具有一定的通用性。
关键词：嵌入式系统；控制系统；ＡＲＭ；机器人中图分类号：ＴＰ２４２．６文献标识码：ＢＡｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆｐｒｅｓｅｎｔａｎｄｃｏｍｉｎｇｒｏｂｏｔｓｗａｓａｎａｌｙｚｅｄ．Ａｍｅｔｈｏｄｏｆｔｈｅｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒｓｙｓｔｅｍｏｆｒｏｂｏｔｓｂａｓｅｄｏｎａｄ－ｖａｎｃｅｄＲＩＳＣｍｉｃｒｏｐｒｏｃｅｓｓｏｒ（ＡＲＭ），ＤＳＰａｎｄａｒｍ－ｌｉｎｕｘｗａｓｐｕｔｆｏｒｗａｒｄ．Ｅｍｂｅｄｄｅｄｓｙｓｔｅｍｗａｓｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ，ｔｈｅｄｅｓｉｇｎｐｒｏｃｅｓｓｗａｓｐｒｅｓｅｎｔｅｄｆｒｏｍｆｕｎｃｔｉｏｎｄｅｓｉｇｎ，ｓｙｓｔｅｍｓｔｒｕｃｔｕｒｅ，ｈａｒｄｗａｒｅｄｅｓｉｇｎ，ｔｏｓｏｆｔｗａｒｅｄｅｓｉｇｎａｎｄｔｈｅｃｏｎｔｒｏｌｓｙｓｔｅｍｆｏｒａｌｌ－ｐｕｒｐｏｓｅｗａｓｄｉｓｃｕｓｓｅｄｆｒｏｍｅａｃｈａｓｐｅｃｔａｂｏｖｅ．Ｔｈｅｃｏｎｔｒｏｌｓｙｓｔｅｍｏｆｒｏｂｏｔｓａｄｏｐｔｅｄｈｉｂｅｒａｒｃｈｙｓｔｒｕｃｔｕｒｅ，ｍｏｄｕｌａｒｈａｒｄｗａｒｅａｎｄｓｔｒｕｃｔｕｒｅｄｓｏｆｔ－ｗａｒｅ，ｗｈｉｃｈｍａｄｅｉｔｅａｓｙｔｏｍａｎｙｔｙｐｅｓｏｆｒｏｂｏｔｓａｆｔｅｒｓｉｍｐｌｅｈａｒｄｗａｒｅａｄｊｕｓｔｍｅｎｔａｎｄｓｏｆｔｗａｒｅｃｕｓｔｏｍｉｚａｔｉｏｎ，ｆｏｒｅｘａｍｐｌｅ，ａ７－ＤＯＦｓｅｒｉｅｓｒｏｂｏｔａｎｄａ６－ＤＯＦｐａｒａｌｌｅｌｒｏｂｏｔ，ｅｔｃ．Ｔｈｅｃｏｎｔｒｏｌｓｙｓｔｅｍｗａｓｖａｌｉｄａｔｅｔｈａｔｉｔｈａｓｔｈｅａｄｖａｎｔａｇｅｏｆｓｔａｂｉｌｉｚａｔｉｏｎａｎｄｃｕｒ－ｒｅｎｃｙｔｈｒｏｕｇｈｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｅｍｂｅｄｄｅｄｓｙｓｔｅｍｓ，ｃｏｎｔｒｏｌｓｙｓｔｅｍ，ＡＲＭ，ｒｏｂｏｔ，ｇｅｎｅｒａｌｉｚａｔｉｏｎ文章编号：１００８－０５７０（２００７）０１－２－０２７１－０４１前言随着科学技术的发展，机器人将在太空探测、救灾防爆、海洋开发等领域有着广阔的应用前景，因而其发展正在成为国内外研究人员关注的焦点。
分析上述各种用途的机器人，其构成不外乎机构本题和控制系统两大部分。
机构本体在体现机器人特色的同时，也决定了其必然是无人系统，在恶劣的环境下，机器人要具备一定的自主能力。
这就要求机器人有一定的“判断能力”和“想法”，需要复杂的算法，包括运动算法和模式识别算法。
一般的微处理器是无法完成这项任务，而上述各种机器人又无法使用计算机控制作业，３２位微处理器和嵌入式操作系统的出现解决了此问题。
嵌入式系统是指以应用为核心、以计算机技术为基础、软硬件可裁剪，以及适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积和功耗严格要求的专用计算机系统。
作为嵌入式系统的核心，嵌入式微处理器为８位、１６位或３２微处理器。
但由于８位和１６位微处理器的运行速度、寻址能力和功耗等问题，已较难满足相对复杂的嵌入式应用场合。
在３２位嵌入式应用领域内，ＡＲＭ（Ａｄ－ｖａｎｃｅｄＲＩＳＣＭａｃｈｉｎｅ）获得了巨大的成功。
ＡＲＭ微处理器一般具有体积小、低功耗、低成本、高性能的特点；例如，由于它有大量的使用寄存器，指令执行速度更快，于是大多数数据操作都在寄存器中完成；它的寻址方式灵活简单，执行效率高，指令长度固定等。
在ＡＲＭ中，可以嵌入嵌入式操作系统，在此系统上可完成复杂的算法，可以代替ＰＣ机完成各种任务。
本文首先介绍了嵌入式系统的结构，然后介绍如何利用嵌入式操作系统和ＡＲＭ、ＤＳＰ构建机器人控制系统，最后说明使用此控制系统控制７自由度串联机器人。
２嵌入式系统的结构嵌入式系统主要由嵌入式操作系统和承载操作系统的硬件组成。
２．１嵌入式操作系统嵌入式操作系统是嵌入式系统的控制中心，主要用于对系统的信息处理部件和用户交互界面加以控制。
２．１．１嵌入式操作系统的实时性在嵌入式领域中，实时是一个非常重要的概念。
实时系统是指在确定的时间内完成规定功能，并能对外部异步事件作出正确响应的计算机系统。
实时系统的核心是必须在确定的时间内执行完一项预先定义的操作，否则将引起性能下降甚至系统崩溃等严重后果。
需要说明的是，实时系统并不是说系统的响应和处理速度非常快，实时系统的实时性的实现需要软硬件的配合来完成。
首先应该保证硬件的处理速度满足实时性的要求，同时相对软件而言，实时性体现在组成软件系统的各个任务的执行时限。
周杰：硕士研究生基金项目：国家自然基金项目（５０３７５００８）和国家８６３计划资助项目（２００２ＡＡ４２１１６０）共同资助技术创新在嵌入式系统中，评价一个实时系统的性能要从任务调度功能、内存管理功能、最小内存开销、任务切换时间、最大中断禁止时间等方面考虑。
２．１．２嵌入式系统中的软件嵌入式系统的软件部分，具有以下特点：１）嵌入式软件的开发与硬件紧密相关。
由于嵌入式软件的开发式针对具体硬件平台进行的，它往往牵涉硬件驱动方面的一些软硬结合部分。
２）软件代码要求高效率和高可靠性。
嵌入式系统中软件运行空间有限，内存空间非常宝贵，在软件的编程过程中需时刻考虑软件的运行效率。
在实时系统中，处理器必须严格处理异步发生的各种任务。
此外，嵌入式软件系统还应有异常处理、快速复位等特点。
３）软件一般固化在ＦＬＡＳＨ或ＲＯＭ中。
为了提高执行速度和系统的可靠性，同时缩短系统复位时间，一般在嵌入式软件调试完毕后，会下载固化到目标板中的ＦＬＡＳＨ或ＲＯＭ中。
２．１．３嵌入式系统的应用嵌入式系统产品遍布人们的日常生活，从手机、ＰＤＡ到家中的空调、冰箱，从小汽车到波音飞机，甚至武器库中的巡航导弹，都有它的踪迹。
嵌入式产品已经在很多领域得到广泛的使用，如国防、工业控制、通信、办公自动化和消费电子领域等。
２．２嵌入式系统的硬件系统与普通的ＰＣ硬件相比，嵌入式系统的硬件系统具有以下特性：１）体积小，集成效率高。
嵌入式系统去除了冗余，力争用最小的系统完成目标功能。
２）面向特定应用。
３）低功耗，电磁兼容性好，能在恶劣环境下工作，死机时能够快速重启。
嵌入式系统硬件在价格、功能、体积、重量、能耗等方面都有严格的限制。
３系统功能与设计３．１系统功能本着既能满足多种类型机器人的实际需要，又尽量节约资源的原则，控制系统提供的功能如下：１）上位机监控．响应控制台发出的指令．向下位机发送数据和命令；２）通讯总线．现场总线，用于和其他控制器信息交互；３）传感器集成．直接集成姿态、位置、深度、高度、速度、加速度等传感器，或者预留接口；４）脉宽调制．用于调整电机的速度和位置，从而控制机器人的速度和姿态等；５）Ａ／Ｄ采集．监视工作电压、电流、压力等Ａ／Ｄ量，用于系统控制或状态记录；６）Ｉ／Ｏ控制．用于对外围开关量的监控；７）数据记录．用于设定参数的存储、运动路线的定制或相关监控数据的记录；８）通讯协议．便于控制器之间及机器人与上位机之间信息可靠、高效传递；９）信息处理．各种传感器输出数据的提取、处理及多传感器信息融合；１０）控制算法．下位计算法主要是前馈算法和ＰＩＤ算法，上位机算法视具体的机器人而定。
３．２系统设计此系统的设计主要是为了能够满足多种机器人控制需求，同时兼顾机器人对控制器体积、重量、功耗等敏感的特性。
上位机ＣＰＵ选用Ｓａｍｓｕｎｇ公司的基于ＡＲＭ９２０Ｔ［５，６］核（适用于实时环境）的低功耗、１６／３２ｂｉｔ、高性能ＲＩＳＣ微控制器Ｓ３Ｃ２４１０，它的主频为２６６ＭＨｚ；操作系统选用源码公开、专为ＡＲＭ设计的、可靠性高的实时、多任务内核ａｒｍ－Ｌｉｎｕｘ；下位机选用Ｔｉ公司的具有低功耗、灵活指令集、内部操作灵活、高速的运算能力等性能的ＤＳＰ－ＴＭＳ３２０ＬＦ２４０７。
３．２．１体系结构基于ＡＲＭ、ＤＳＰ和ａｒｍ－Ｌｉｎｕｘ的机器人控制系统硬件结构图如图１所示。
图１机器人控制器硬件结构上位机主要解决算法问题，处理各个传感器送回的信号，根据各个信号，向下位机发送控制命令，同时，上位机接收来自下位机的信号，判断下位机的状态，以便发送相应的数据和命令。
下位机主要是对电机的控制，根据上位机发送过来的命令和数据，结合前馈算法和ＰＩＤ算法，对电机进行速度、位置等控制。
不同类型的机器人，其主要区别在于上位机的算法编写，上位机的算法与具体的机器人所要求完成的任务有关。
在一个机器人系统中，只需一个上位机，作为机器人的“大脑”；下位机的个数则根据机器人需要而定。
３．２．２硬件设计硬件设计的原则是：部件模块化，接口标准化，互换性、扩展性好，可靠性高。
硬件可划分为ＣＰＵ模块、外设模块。
两个模块层可叠在一起，机械上可拆分，相互之间有接口相连，便于互换和维护。
１）ＣＰＵ模块：上位机包括Ｓ３Ｃ２４１０、ＳＤＲＡＭ、ＮＡＮＤＦＬＡＳＨ、晶振等系统运行的基本要素；下位机包括ＴＭＳ３２０ＬＦ２４０７、ＳＤＲＡＭ、晶振等系统运行的基本要素。
２）外设模块：上位机包括电源接口、４８５总线接口、Ａ／Ｄ接技术创新口、Ｉ／Ｏ接口、ＰＷＭ接口、下位机通讯接口、ＵＳＢＨＯＳＴ接口、ＵＳＢＳＬＡＶＥ接口、ＬＣＤ接口等，同时它也是传感器模块和ＣＰＵ模块连接的桥梁；下位机包括电源接口、４８５总线接口、Ｉ／Ｏ接口、ＰＷＭ接口、光电编码器接口、上位机通讯接口、Ａ／Ｄ接口，ＦＬＡＳＨ等。
Ｓ３Ｃ２４１０芯片本身集成了一些通用的外围器件，所以像Ａ／Ｄ、ＵＳＢ、Ｉ／Ｏ等通道直接利用其资源。
片内的２个ＵＡＲＴ分别用作４８５总线及与下位机通讯接口，这两个串口属于对外连接口，为了避免引入外界干扰，用高速光隔ＨＣＰＬ２６３０进行隔离。
ＴＭＳ３２０ＬＦ２４０７芯片本身也集成了一些通用的外围器件，可直接利用ＰＷＭ、Ａ／Ｄ、Ｉ／Ｏ、光电编码器接口等资源。
片内ＵＡＲＴ用作与上位机通讯接口，也用了光电隔离。
针对不同的机器人，硬件部分只需做简单的接口调整或传感器增删。