基于S3C2410的轮式移动机器人操作系统平台的构建

操作系统

基于S3C2410的轮式移动机器人操作系统平台的构建

谭玉林,费凌

(西华大学机械工程与自动化学院,四川成都610039)

摘要:文章介绍了基于¥3C2410微处理器在轮式移动机器人中的一个实际应用,介绍了WindowsCE操作系统内核的剪裁和文件系统的改造,对¥3C2410的加载过程以及实时检测界面应用程序的开发过程.并进行实验验证了方案的可行性。关键词:轮式机器人;¥3C2410;智能化;嵌入式;操作系统

中图分类号:TP274

文献标识码:A

文章编号:1009—2374(2010)Ol-0036一03

随着科学技术的发展,机器人的应用越来越广泛,几乎渗透到所有领域。移动机器人是机器人学rl-的一个重要分支。早上个世纪在60年代,就已经开始了关于移动机器人的研究。从移动方式上看,移动机器人可分为轮式、履带式、腿式(单腿式、

双腿式和多腿式)和水下推进式。本文重点放在基于¥3C2410轮

9.41'TWM定时器和一个内部定时器。10.看门狗定时器。11.117个通朋I/O。

12.56个中断源。

13.24个外部中断。

14.电源控制模式:标准、慢速、休眠、掉电。15.8通道10位ADC车[I触摸屏接口。26.带日历功能的实时时钟。

17.芯片内置PLL。

式移动机器人操作系统平台的构建。

一、S3C2410在轮式机器人中的应用背景

随着电子技术的发展,单片机在轮式小车巾的应用也相当

的广泛,而且表现也不错。但在轮式小车上增加机器手臂和探

路的摄像头后,单片机就显得力不从心了。移动机器人要走向

实用,必须拥有能胜任的运动系统,可靠的导航系统,精确的感

18.设计用于手持设备和通用嵌入式系统。

19.16/32位RISC体系结构,使用ARM920TCPU核的强大指令集。

20.带MMU的先进的体系结构支持WinCE。EPOC32、Lin-

UXc

知能力和具有既安全又友好地与人一起工作的能力。移动机器人的智能指标为自主性,适应性和交互性。自主性是指机器人能根据工作任务和周围的环境情况,自己确定工作步骤和工作方式;适应性是指机器人具有适应复杂工作环境的能力(主要通过学习),不但能识别和测量周围的物体,还有理解周围环境和所要执行任务的能力。并做出正确的判断及操作和移动等能力;交互性是智能产生的基础,交互包括机器人与环境,机器人与人及机器人之间三种,主要涉及信息的获取,处理和理解,鉴于此,我们在轮式机器人上使用S3C2410处理器,让它在行走初步智能化以后的升级中还能应付自如。

二、¥3C2410简介

¥3C2410处理器是Samsung公司基Zf:ARM公司的ARM920T处理器核,采用0.18um带lJ造工艺的32位微控制器。¥3C2410,匕~,片集成了大量的功能单元,包括:

1.内部1.8V,存储器3.3V,外部I/03.3V,16KB数据Cache,

16KB指令Cache,MMU。

1.指令缓存(Cache)、数据缓存、写缓存和物理地址TAG

CPU核支持ARM调试的体系结构。

RAM,减小了对主存储器带宽和性能的影响。

22.ARM920T

23.Fl!涪陟础勺1立j空带擗星渊AMBAXAMBA20,AHB/APB)。

¥3C2410处理器最高可运行在203MHz。核心板的尺寸仅相当于名片的2/.3大小,尺寸如此小巧的嵌入式核心板是国内首创。我们将它应用到轮式机器人上,最终使轮式机器人的移动

满足我们的要求。

三、嵌入式操作系统在轮式机器人中的构架

(一)目前构架嵌入式系统软件最常用的方案

目前构架嵌入式系统软件最常用的有三种方案:一种是基于uC/OS—II操作系统。uC/OS—II是一个完整的,可移植,可固化,可剪裁的占先式实时多任务内核。uC/OS—II是用ANSIC语言编写,包含一小部分汇编代码,使之可以供不同构架的微处理器使用。uC/OS—11可以管理64个任务,具有信号量,互斥信号量,事件标志组,消息邮箱,消息队列,任务管理,时间管理和内

Tx

2.内置外部存储器控制器(SDRAM控制和i墨片选择逻辑)。3.LCD控制器,一个LCD专业DMA。4.4个带外部请求线的DMA。

5.3个通用异步串行端口(IrDAl.0,16一Byte

16一ByleRxFIFO),2通道SPI。

FIFOand

存块管理等系统功能。第二种是基于ARMLinux操作系统的。

ARM

Linux是Linux操作系统在ARM上的应用。Linux以它的高

6.一个多主12C总线,一个12S总线控制器。

7.sD主接口版本1.0和多媒体卡协议版本2.11兼容。

8.两个USBHOST,一个USBDEVICE(VERl.1)。

效性和灵活性著称。它能够在PC计算机上实现全部的Unix特性,具有多任务、多用户的能力。Linux是在GNU公共许可权限

下免费获得的,是~个符合POSIX标准的操作系统。Linux之所

以受到广大计算机爱好者的喜爱,一是它属于自由软件,用户

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