基于ARM和μC/OS-Ⅱ的嵌入式系统研究及其在焊接机器人中应用

摘要

以嵌入式计算机为技术核心的嵌入式系统是继网络之后，又一个IT领域新的技术发展方向。由于嵌入式系统具有体积小、性能强、功耗低、可靠性高等特点，目前已经广泛的应用在国防、消费电子、信息家电、网络通信、工业控制等领域。其中具有代表意义的是32位的控制器和嵌入式操作系统的应用。 本文是以弧焊机器人的焊缝跟踪系统为例，研究了基于嵌入式实时操作系统μC/OS-Ⅱ和32位ARM微处理器的嵌入式系统的实现。该焊缝跟踪应用系统实例实现的功能是使弧焊机器人能及时检测并自动纠正当前焊接点与焊缝之间出现的偏差，以提高弧焊机器人的智能化水平。 论文首先介绍了32位的ARM控制器工作原理，然后介绍了嵌入式操作系统的工作原理以及焊缝信号的处理原理，在此基础上设计了弧焊机器人焊缝跟踪系统的硬件电路，最后完成了嵌入式操作系统μC/OS-Ⅱ在S3C44BOX上的移植工作，并且编写和调试了控制软件。基本上达到了控制要求。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章绪论

1.1序言

1.2课题背景及意义

1.3嵌入式系统

1.3.1嵌入式系统概述及其应用领域

1.3.2嵌入式系统的研究现状

1.4焊接机器人

1.4.1焊接机器人概述以及在我国的应用状况

1.4.2焊接机器人的研究现状

1.5研究的目标与内容

1.5.1研究的目标

1.5.2研究的内容

第2章嵌入式开发平台硬件基础——微处理器

2.1嵌入式系统的微处理器

2.1.1嵌入式处理器的简介

2.1.2嵌入式处理器的分类

2.1.3嵌入式处理器ARM系列

2.1.4 ARM微处理器的应用选型

2.2核心芯片S3C44B0X的介绍

第3章嵌入式开发平台软件基础——实时操作系统

3.1嵌入式系统的实时操作系统

3.1.1嵌入式实时操作系统简介

3.1.2嵌入式实时操作系统体系结构

3.2嵌入式实时操作系统内核

3.2.1任务管理

3.2.2任务间同步和通信

3.2.3内存管理

3.2.4实时时钟服务

3.2.5中断管理服务

3.3μC/OS-Ⅱ概述

第4章弧焊机器人

4.1弧焊机器人的焊缝纠偏系统

4.1.1焊缝纠偏系统的硬件

4.1.2焊缝纠偏系统的软件

4.2旋转电弧传感信号的检测

4.2.1电弧传感的基本原理

4.2.2旋转电弧传感器的旋转速度控制和旋转位置检测

4.3焊接信号的处理与识别

4.3.1电弧传感信号滤波处理

4.3.2焊缝偏差信息的识别的方法

第5章系统的硬件设计

5.1焊缝纠偏模糊控制系统

5.2硬件电路的设计

5.2.1系统电源电路的设计

5.2.2系统复位电路的设计

5.2.3系统时钟电路的设计

5.2.4存储器的接口设计

5.2.5 LCD控制器的设计

5.2.6 4*4键盘的设计

5.2.7位置及速度信号检测电路的设计

5.2.8机器人的驱动控制电路的设计

第6章系统的软件设计

6.1启动代码分析

6.2嵌入式操作系统系统的移植

6.2.1μC/OS-Ⅱ移植的条件

6.2.2μC/OS-Ⅱ移植过程

6.3应用程序设计

第7章结论与展望

7.1结论

7.2进一步工作的方向

致谢

参考文献

附录

攻读学位期间的研究成果