基于ARM9的水池实验装置嵌入式系统开发

发布时间：2020-03-23 03:10

【摘要】： 随着科学技术的发展,人类现在已经进入了开发和利用海洋的时代,而各种各样的海洋技术中,能完成多种作业的水下机器人使海洋开发进入了新时代,其中遥控式水下机器人(ROV)在海洋开发的许多领域都得到了广泛的应用,水池实验装置就是ROV的一种。本文以水池实验装置为对象开发了基于ARM9处理器AT91RM9200的嵌入式控制系统。首先,介绍了水池实验装置的组成、功能和意义,ARM体系结构的特点和应用前景。其次,开发了水池实验装置嵌入式控制器的硬件部分,包括检测电路接口,通信接口和控制电路接口。其中检测部分包括一个深度传感器,一个高频信标机,一个低频信标机和一个姿态传感器,开发出I2C总线扩展出AD7992用来采集深度传感器的模拟量信号,开发出SPI总线连接GM8142扩展出多串口用来接收信标记与姿态传感器的信号;通信部分是串口通信和网络通信,开发了DM9161扩展出以太网接口;控制部分包括一个主推进器、四个侧推进器、一个步进电机和四个电磁阀的控制,开发出SPI总线连接AD5726扩展出8通道的模拟量输出用来控制推进器;另外,还扩展出16M的FLASH与64M的SDRAM片外存储器;第三,开发了嵌入式底层软件,包括处理器启动代码、中断过程和接口的调试。第四,为了验证嵌入式系统的功能,为水池试验装置进行数学建模,并根据实际情况进行了相应的简化,最后,在嵌入式系统上进行了仿真实验。将ARM嵌入式微处理器作为水池试验装置的控制核心体积小、功耗低。相对于单片机,基于ARM9处理器AT91RM9200具有更高的处理速度和丰富的外围接口,还可以扩展键盘、显示器、摄像头等硬件,应用广泛,使嵌入式系统成为通用的控制平台。
【图文】：

内部结构,DC变换,允许误差,模拟电路

模拟电路中的月SV电压由MAX743提供。MAX743是一种双输出DC一DC变换集成电路，输入为+SV，输出为士12V或者士15V，允许误差为士4%，负载电流为125mA，效率为82%左右。它具有外围元件少，工作频率高(ZOOkHz)、噪声低等特点。内部结构图如图2.7所示:

原理图,单元电路

Isp(In一 systemProgrammable在线编程)功能，如对FLASH器件进行编程等。通过JrLAG接口，可对芯片内部的所有部件进行访问，因而是开发调试嵌入式系统的一种简洁而高效的手段。原理图如图2.20。告工娜， TTTIIN0TIOI」 TTTTTTTTTTT劝劝uTI星拟 lll88888 TTTZ】N丁101， 11111111111双双(口丁2和卜 222 CCCl+CZ+++ CCCl、C冬冬呢呢门门的的的 VVV中卜认认 22222222222222222222222222222222222222222222222丁丁〔 TTT口口口口{’亨犷一一双双双 444叹」」 66666666666666666666666666666666666666666666666TTT从 555口口翔翔翔日日汉汉 lllllllllllllllllllllllllllllllllllllllOOOOOOOOO丁丁C二二二二 11222叹叹 3333333333333333333333333333333333333331444444444匕匕一一城兰一一之之之万1巧巧吮吮 7777777leeeeeeeee，，，，，扣扣扣一一一一目目卜卜卜卜卜尸尸尸尸尸卜卜卜卜 ---丁.JT为弓一气」图2.20调试单元电路图中左侧为DEBUG单元，DTXD、DRXD引脚通过MAX3232转换电平后连接计算机串口;DTXD又是启动选择引脚，处理器上电时，DTXD引脚的采样值决定处理器的启动方式
【学位授予单位】：哈尔滨工程大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2009
【分类号】：TP368.12

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