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专业综实训报告

基于ARM的拟人机器人控制器设计

摘要：本文实现了一种基于ARM嵌入式系统的拟人机器人控制器的设计,相比

单片机控制,封装了底层的硬件驱动,模块化和易用性更好,功能扩展更方便。相比

上位机控制,系统的独立性和自主性得到加强。机器人的设计和研发都是为了更好

的服务人类和忠于人类。智能拟人机器人更是可接受人类指挥，也可以执行预先

编排的程序，也可以根据以人工智能技术制定的原则纲领行动。机器人执行的是

取代或是协助人类工作的工作，例如制造业、建筑业，或是危险的工作。机器人

可以是高级整合控制论、机械电子、计算机、材料和仿生学的产物。目前在工业、

医学甚至军事等领域中均有重要用途。

关键词：ARM拟人机器人控制器

1、引言

机器人技术作为20世纪人类最伟大的发明之一，从60年代初问世以来，经

历四十多年的发展已取得长足的进步。

在制造业中，工业机器人甚至已成为不可少的核心装备，世界上有近百万台

工业机器人正与工人朋友并肩战斗在各条战线上。机器人的出现是社会和经济发

展的必然，它的高速发展提高了社会的生产水平和人类的生活质量。服务机器人

可以为您治病保健、保洁保安；水下机器人可以帮助打捞沉船、铺设电缆；工程

机器人可以上山入地、开洞筑路；农业机器人可以耕耘播种、施肥除虫；军用机

器人可以冲锋陷阵、排雷排弹„„

在现实生活中有些工作会对人体造成伤害，比如喷漆、重物搬运等；有些工

作要求质量很高，人难以长时间胜任，比如汽车焊接、精密装配等；有些工作人

员无法身临其境，比如火山探险、深海探密、空间探索等；有些工作不适合人去

干，比如一些恶劣的环境、一些枯燥单调的重复性劳作等„„

这些人们干不了或干不好的领域变成了机器人大显身手的舞台。电脑智能机

器人是一项通过创意设计、计算机编程来实现特定地模拟任务的竞技项目，在实

践活动中自然地将机械、电气技术、计算机技术等多个方面的现代化科学技术知

识引入到学生的学习生活，它能有效激发广大青少年学习、探索、掌握和运用电

子信息技术的兴趣，增强动手实践能力，培养和提高青少年发现问题、分析问题

和解决问题的能力，以及开拓视野、勇于探索的科技创新精神。

2、系统设计

（1）硬件电路设计

1佳木斯大学信息电子技术学院

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1.1拟人机器人的电路主板

拟人机器人作为一款智能机器人，其主板更是核心，它是整个机器的灵魂。

其工作原理是用控制信号禁区内不的信号调制芯片，获得直流偏置电压，内部还

原一个基准电路。实物图如下：

图1.硬件实物图

1.2拟人机器人控制器硬件设计

控制器平台的处理器选用了三星公司基于ARM9内核的S3C2410嵌入式处

理器。S3C2410被广泛应用于PDA、移动通讯、路由器、工业控制等领域,从可

调试、可重用、可扩展等方面考虑,整个控制系统硬件采用模块化设计,由核心

板和扩展板两个部分构成,系统结构如图2所示。

2佳木斯大学信息电子技术学院

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扩展板

调试用上位

核心板

机

RA

RAM串口

USB摄像头

USBHOST

ARM嵌入式