基于ARM+Linux的三轴伺服控制系统人机界面设计-毕设.doc资源-CSDN文库

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洛阳理工学院毕业设计（论文）

基于 ARM+Linux 的三轴伺服控制系统人机界面设计

摘要

现代计算机技术的产业革命，将世界经济从资本经济带入到知识经济时代。

在电子世界领域，从 20 世纪中的无线电时代也进入到 21 世纪以计算机技术为中

心的智能化现代电子系统时代。而机械手控制系统则逐步发展为与计算机互联，

使机械手控制系统更加智能化，操作更加简单方便。

本次课题主要是基于 ARM 机械手控制系统的设计，并且还涉及到基于

ARM——Linux 嵌入式系统的开发和应用以及 QT 人机界面的设计，进而更进一步

了解 ARM 嵌入式 Linux 和 QT 及如何使用它们，同时也初步了解机械手控制系

统原理及进行设计所需各种语言。

1.准备阶段：搭建开发环境，完成软件、硬件环境测试。

2.完成嵌入式 Linux 操作系统的裁剪和移植。

3.使用 QT 进行人际界面开发。

4.进行串行通信协议开发，并进行联机调试。

针对用于注塑机的三轴伺服机械手，设计其控制系统人机界面。实现对机械手运

行参数的设定、运行指令的下发和运行状态的监视。系统采用 ARM 作为核心处理

器，使用嵌入式 Linux 操作系统，用 Qt 进行软件发开。该人机界面使用触摸屏作

为输入设备，使用串行通信与下位机进行数据交换。

Based on ARM + Linux three axis servo control system the man-machine

interface design

The modern computer technology industrial revolution, will be the world

economy from capital economy into to the age of the knowledge economy. In

the electronic world field, from 20 centuries as the radio times also into

the 21 st century, using computer technology as the center of modern

electronic intelligence system era. Robot control system and the gradual

洛阳理工学院毕业设计（论文）

III

目　录

前　言 ..............................................................................................1

第 1 章 ARM 的认识 ......................................................................2

1.1 什么是 ARM .......................................................................2

1.1.1ARM 公司....................................................................2

1.1.2ARM 应用领域 ............................................................2

第 2 章 ARM 的体系结构 .................................................................4

2.1 ARM 的结构和特性 ...............................................................4

2.1.1 ARM 处理器共同特点..................................................4

2.1.2 ARM 处理器系列 ..........................................................4

2.2 ARM 处理器的结构....................................................................5

2.2.1 RISC 体系结构 ...........................................................5

2.2.2 ARM 微处理器的寄存器结构…………………………………11

2.2.3 系统的工作频率…………………………………12

2.2.4 芯片内存储器的容量…………………………

第 3 章 ×××××× ...............................................................................6

3.1 ×××××× ................................................................................6

3.1.1 ××××××.......................................................................6

3.1.2 ××××××.......................................................................6

3.2 ×××××× ................................................................................6

第 4 章 ×××××× ...............................................................................7

4.1 ×××××× ................................................................................7

4.1.1 ××××××.......................................................................7

4.1.2 ××××××.......................................................................7

4.2 ×××××× ................................................................................7

第 5 章 ×××××× ...............................................................................8

5.1 ×××××× ................................................................................8

5.1.1 ××××××.......................................................................8

5.1.2 ××××××.......................................................................8

洛阳理工学院毕业设计（论文）

前　言

机械手控制系统是伴随着机械手（机器人）的发展而进步的。机械手

是在早期出现的古代机器人基础上发展起来的，机械手研究始于 20 世纪

中期，随着计算机和自动化技术的发展，特别是 1946 年第一台数字电子

计算机问世以来，计算机取得了惊人的进步，向高速度、大容量、低价格

的方向发展。同时，大批量生产的迫切需求推动了自动化技术的进展，又

为机器人和机械手控制系统的开发奠定了基础。另一方面，核能技术的研

究要求某些操作机械代替人处理放射性物质。在这一需求背景下，美国于

1947 年开发了遥控机械手控制系统和遥控机械手， 1948 年又开发了机械

式的主从机械手控制系统和机械手。

　　机械手控制系统首先是从美国开始研制的。1954 年美国戴沃尔

最早提出了工业机器人的概念，并申请了专利。该专利的要点是借助伺服

技术控制机器人的关节，利用人手对机器人进行动作示教，机器人能实现

动作的记录和再现。这就是所谓的示教再现机器人控制系统。现有的机器

人控制系统差不多都采用这种控制方式。1958 年美国联合控制公司研制

出第一台机械手铆接机器人控制系统。作为机器人产品最早的实用机型

（示教再现）是 1962 年美国 AMF 公司推出的 “VERSTRAN”和 UNIMATION

公司推出的“UNIMATE”。这些工业机器人和相关控制系统主要由类似人

的手和臂组成它可代替人的繁重劳动以实现生产的机械化和自动化，能在

有害环境下操作以保护人身安全，因而广泛应用于机械制造、冶金、电子、

轻工和原子能等部门。

机械手控制系统经历了以下几个阶段：机械手完成放射源转运年代、

化工产品垛机械手年代、工业用机械手兴起和发展年代。

设计目的及要求

1、掌握了解 ARM 的体系结构，清楚 ARM 的指令，硬件结构和软

件

2、了解基于 ARM——Linux 嵌入式系统的开发和应用

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