《基于ARM+Linux的三轴伺服控制系统人机界面设计-毕设》由会员分享，可在线阅读，更多相关《基于ARM+Linux的三轴伺服控制系统人机界面设计-毕设（44页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、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ARMLinux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：
2、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 designThe m
3、odern 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 inte
4、lligence system era. Robot control system and the gradual development and computer networking for, make more intelligent robot control system, operation more easy and convenient.This topic is mainly based on ARM robot control system design, and also involves based on ARM-Linux development and applic
5、ation of the embedded system and the design of the man-machine interface QT, and further understand ARM embedded Linux and QT and how to use them, and at the same time, preliminary understanding robot control system principle and design in the required all kinds of languages.1. The preparation stage
6、: we build the development environment, complete the software and hardware environment test.2. Embedded Linux operating system to complete the cutting and transplantation.3. Use QT for human interface development.4. For serial communication protocol development, and online adjustment.According to th
7、e three axis for injection molding machines servo manipulator, design the control system of the man-machine interface. Realize the operation parameters of the manipulator, operation instruction of the set issued and operation state surveillance. The ARM as the core processor system, the use of embed
8、ded Linux operating system, with Qt software hair away. The man-machine interface screen as the input device, the use of serial communication and exchange data under a machine.5目录前言1第1章 ARM 的认识21.1什么是ARM 21.1.1ARM公司21.1.2ARM应用领域2第2章ARM的体系结构42.1 ARM的结构和特性42.1.1 ARM处理器共同特点42.1.2 ARM处理器系列42.2 ARM处理器的结构
9、52.2.1 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 63.1 63.1.1 63.1.2 63.2 6第4章 74.1 74.1.1 74.1.2 74.2 7第5章 85.1 85.1.1 85.1.2 85.2 85.2.1 85.2.2 8结论9谢 辞10参考文献11附录13外文资料翻译14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，
10、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
11、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
12、，硬件结构和软件2、 了解基于ARMLinux嵌入式系统的开发和应用3、 学会使用QT设计人机界面4、 了解机械手控制系统设计所牵扯到得所有相关方法及将其与使用方法作对比5、 明白此次设计目的及要求并作出认识机械控制系统实现方法1、 基于arm机械手控制系统 ARM的主要应用领域是在嵌入式系统中（算是电子控制方向吧），当然可以是嵌入式控制系统中，作为一个微型的控制器或者一个数据处理功能（一般情况会用DSP）。主要特点是功耗低，这也是嵌入式系统的一个特点。2、 基于 PLC机械手控制系统 可编程逻辑控制器（Programmable Logic Controller，PLC），它采用一类可编程的存
13、储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程。 可编程逻辑控制器具有以下鲜明的特点。 (1)、系统构成灵活，扩展容易，以开关量控制为其特长；也能进行连续过程的PID回路控制；并能与上位机构成复杂的控制系统，如DDC和DCS等，实现生产过程的综合自动化。 (2)、使用方便，编程简单，采用简明的梯形图、逻辑图或语句表等编程语言，而无需计算机知识，因此系统开发周期短，现场调试容易。另外，可在线修改程序，改变控制方案而不拆动硬件。 (3)、能适应各种恶劣的运行环境，抗干扰能力强，可靠性强，远高于其他各种
14、机型。3、比较ARM用在嵌入式的原因是因为功耗和体积都很小，适合做嵌入式，比如手持检测仪表，机床的控制器等等 第1章ARM的认识1.1什么是ARM ARM（Advanced RISC Machines）是微处理器行业的一家知名企业，设计了大量高性能、廉价、耗能低的RISC处理器、相关技术及软件。技术具有性能高、成本低和能耗省的特点。适用于多种领域，比如嵌入控制、消费/教育类多媒体、DSP和移动式应用等。 ARMAdvanced RISC MachinesARM（Advanced RISC Machines），既可以认为是一个公司的名字，也可以认为是对一类微处理器的通称，还可以认为是一种技术的名
15、字。1991年ARM公司成立于英国剑桥，主要出售芯片设计技术的授权。目前，采用ARM技术知识产权（IP）核的微处理器，即我们通常所说的ARM微处理器，已遍及工业控制、消费类电子产品、通信系统、网络系统、无线系统等各类产品市场，基于ARM技术的微处理器应用约占据了32位RISC微处理器75以上的市场份额，ARM技术正在逐步渗入到我们生活的各个方面。ARM公司是专门从事基于RISC技术芯片设计开发的公司，作为知识产权供应商，本身不直接从事芯片生产，靠转让设计许可由合作公司生产各具特色的芯片，世界各大半导体生产商从ARM公司购买其设计的ARM微处理器核，根据各自不同的应用领域，加入适当的外围电路，从而形成自己的ARM微处理器芯片进入市场。目前，全世界有几十家大的半导体公司都使用ARM公司的授权，因此既使得ARM技术获得更多的第三方工具、制造、软件的支持
