基于ARM 的漿果采摘機械手運動控制研究

　　2 控制系統硬件設計

　　機器人控制系統一般需要滿足以下幾個基本要求。

　　①控制系統的小型化、輕型化和模塊化；

　　②控制系統的實時性；

　　③系統的穩定性和開放性。

　　為此將本控制系統設計成由主控制模塊、驅動模塊和反饋模塊三部分組成，如圖2 所示。

　　2.1 主控制模塊設計

　　為了能夠滿足機器人控制需求，同時兼顧機器人對控制器體積、重量、功耗等敏感特性的要求，主控制模塊采用Samsung 公司基于ARM920T 核（適用于實時環境） 的低功耗、16/32bit、高性能的RISC 微處理器S3C2410，其主頻為266MHz。操作系統則選用源碼公開、專為ARM 設計，可靠性高的實時、多任務內核arm-Linux。

　　要使微處理器能夠正常工作，必須對其外圍進行擴展，圖3 所示為實現整個ARM 主控制模塊的硬件系統原理圖。

　　電源模塊負責為整個模塊提供穩定、干凈的直流電源。JTAG 調試單元用來實現程序的在線調試。串行通信模塊則通過RS232 通訊標準實現主控制模塊與上位機的通訊。為使系統能夠運行較大的程序（如LINUX內核和文件系統），在微處理器外圍擴展了32M 字節的SDRAM 內存芯片。擴展了16M 字節的FLASH 芯片作為程序和數據的存儲設備，以保證掉電時程序和數據不會丟失。

　　2.2 驅動模塊設計

　　本機器人系統采用直流電機控制，電機驅動芯片選用ST 公司的L298。L298 是ST 公司生產的一種高電壓、大電流電機驅動芯片。該芯片的主要特點是工作電壓高，輸出電流大，瞬間峰值電流可達3A，持續工作電流為2A；內含兩個H 橋的高電壓大電流全橋式驅動器，可用來驅動直流電動機、步進電動機、繼電器和線圈等感性負載；采用標準TTL 邏輯電平信號控制；具有兩個使能控制端，在不受輸入信號影響的情況下允許或禁止器件工作；有一個邏輯電源輸入端，使內部邏輯電路部分在低電壓下工作；可外接檢測電阻，將變化量反饋給控制電路。