灭火机器人课程设计.doc

沈 阳 工 程 学 院

课 程 设 计

设计题目： 灭火机器人设计

系 别 自控系 班级 测控本091
学生姓名 庄国庆 学号
指导教师 祝尚臻 职称 讲师
起止日期：2023年 7 月 9日起——至 2023 年 7 月13 日止

沈阳工程学院

课程设计任务书

课程设计题目： 灭火机器人设计

系 别 自动控制工程系 班级 测控本091
学生姓名 庄国庆
学 号
指导教师 祝尚臻 职称 讲师
课程设计进行地点： F430
任 务 下 达 时 间： 2023 年 7 月9日
起止日期：2023 年 7 月9日起——至 2023 年 7 月13日止

教研室主任 年 月 日批准

灭火机器人设计
1 设计重要内容及规定
1.1 设计目的：
1了解机器人技术的基本知识以及有关电工电子学、单片机、机械设计、传感器等相关技术。   
2初步掌握机器人的运动学原理、基于智能机器人的控制理论，并应用于实践。 
3通过学习，具体掌握智能机器人的控制技术，并使机器人能独立执行一定的任务。
1.2 基本规定
1规定设计一个能灭火的机器人（灭火的环境布局参考国际灭火机器人大赛的环境布局）；
2规定设计机器人的行走机构，控制系统、传感器类型的选择及排列布局。
3要有寻找火源的策略（软件流程图）。
1.3 发挥部分
可以增长其它的功能。
2 设计过程及论文的基本规定：
2.1 设计过程的基本规定
1基本部分必须完毕，发挥部分可任选；
2符合设计规定的报告一份，其中涉及总体设计框图、电路原理图各一份；
3设计过程的资料、草稿规定保存并随设计报告一起上交；报告的电子档需全班统一存盘上交。
2.2 课程设计论文的基本规定
1参照毕业设计论文规范打印，涉及附录中的图纸。项目齐全、不许涂改，不少于3000字。图纸为A4，所有插图不允许复印。
2装订顺序：封面、任务书、成绩评审意见表、中文摘要、关键词、目录、正文（设计题目、设计任务、设计思绪、设计框图、各部分电路及相应的具体的功能分析和重要的参数计算、工作过程分析、元器件清单、重要器件介绍）、小结、参考文献、附录（总体设计框图与电路原理图）。
3 时间进度安排
顺序
阶段日期
计 划 完 成 内 容
备注
1
2023.7.9
讲解重要设计内容，学生根据任务书做出原始框图
打分
2
2023.7.10
检查框图及初步原理图完毕情况，讲解及纠正错误
打分
3
2023.7.11
检查逻辑图并指犯错误及纠正；讲解原理图绘制及报告书写
打分
4
2023.7.12
继续修正逻辑图，指导原理图绘制方法，布置答辩
打分
5
2023.7.13
答辩、写报告
打分

2023-7-9
沈 阳 工 程 学 院
机器人技术及其应用 课程设计成绩评估表
系（部）： 自控系 班级： 测控本091班 学生姓名： 庄国庆
指 导 教 师 评 审 意 见
评价
内容
具 体 要 求
权重
评 分
加权分
调研
论证
能独立查阅文献,收集资料；能制定课程设计方案和日程安排。
0.1
5
4
3
2

工作能力
态度
工作态度认真，遵守纪律，出勤情况是否良好，可以独立完毕设计工作，
0.2
5
4
3
2

工作量
按期圆满完毕规定的设计任务，工作量饱满，难度适宜。
0.2
5
4
3
2

说明书的质量
说明书立论对的，论述充足，结论严谨合理，文字通顺，技术用语准确，符号统一，编号齐全，图表完备，书写工整规范。
0.5
5
4
3
2

指导教师评审成绩
（加权分合计乘以12）
分
加权分合计

指 导 教 师 签 名：
年 月 日
评 阅 教 师 评 审 意 见
评价
内容
具 体 要 求
权重
评 分
加权分
查阅
文献
查阅文献有一定广泛性；有综合归纳资料的能力
0.2
5
4
3
2

工作量
工作量饱满，难度适中。
0.5
5
4
3
2

说明书的质量
说明书立论对的，论述充足，结论严谨合理，文字通顺，技术用语准确，符号统一，编号齐全，图表完备，书写工整规范。
0.3
5
4
3
2

评阅教师评审成绩
（加权分合计乘以8）
分
加权分合计

评 阅 教 师 签 名：
年 月 日
课 程 设 计 总 评 成 绩
分

中 文 摘 要
控制器是智能机器人解决和控制信息的主体，它直接决定了机器人的行为和性能。近几年来随着高性能微控制器和嵌入式系统技术的不断进步，为各类实时控制应用提供了解决方案。
嵌入式系统(ES)是计算机技术、通信技术、半导体技术、微电子技术、语音图像数据传输技术，甚至传感器等先进技术和具体应用对象相结合后的系统，其是硬件和软件紧密捆绑在一起的系统。将嵌入式系统应用于灭火机器人的设计中，对机器人的性能智能化、网络化、小型化都有了明显提高。
比赛用灭火机器人需要机器人有智能较高的自动控制性能与可靠的机械控制性能的同时保证，才干在短时间内准确寻找到火源并灭火回家。在此以ARM9解决器为核心，对基于嵌入式系统的智能灭火机器人进行了设计。本文将从硬件和软件方面讲述智能灭火机器人控制器的实现方法，并且给出了机器人灭火的具体实验，验证了方案的可行性，为智能灭火机器人的进一步研究提供了平台。

目 录
中 文 摘 要 V
1设计任务描述 1
1.1 设计题目 1
1.2 设计重要内容及规定 1
1.2.1 设计目的： 1
1.2.2 基本规定 1
1.2.3 发挥部分： 1
2 设计思绪 2
3 软件流程图 3
4 ARM9系统与辅助单片机 4
5 电源的电路设计 5
6 直流电机的驱动设计 6
6.1大功率伺服电机 6
6.2 普通直流电动机 8
6.3 H桥及直流电动机简介： 8
6.3.1 H桥： 8
6.3.2 直流电机： 8
7 传感器设计 10
7.1 红外测距传感器 10
7.2 远红外火焰传感器组 13
7.3 地面灰度传感器 16
8 风扇的控制及语音辨认 17
8.1风扇控制 17
8.2语音辨识电路 17
9 元器件清单 18
10 元器件介绍 19
11小结 22
12 致谢 23
13 参考文献 24
附录 25

1设计任务描述
1.1 设计题目
火灾预警机器人设计。
1.2 设计重要内容及规定
1.2.1 设计目的：
（1）了解机器人技术的基本知识以及有关电工电子学、单片机、机械设计、传感器等相关技术。   
（2）初步掌握机器人的运动学原理、基于智能机器人的控制理论，并应用于所设计的机器人中。 
（3）通过学习，具体掌握机器人的控制技术，并使机器人能独立执行一定的任务。
1.2.2 基本规定
（1）规定设计一个具有火灾预警灭火功能的机器人；
（2）规定设计机器人的行走机构，控制系统、传感器类型的选择及排列布局。
（3）规定机器人具有火灾预警功能，避障功能（不能撞到障碍物上），模拟灭火功能。
1.2.3 发挥部分：
自由发挥。

2 设计思绪
本次设计的题目是灭火机器人，基于ARM9实现机器人在启动后对多个房间进行自主寻找用蜡烛模拟的火源，用伺服电机驱动，到达火源附近后，用风扇将其吹灭，然后停止工作。机器人的整体结构如图2-1所示，重要由控制器、传感输入、驱动输出等模块组成。
麦 克 风
地面灰度传感器
远红外传感器
红外测距传感器

传感器输入模块

锂电池
主板电源

显示模块

AS—FM09控制器
32位ARM内核

程序模块

驱动输出模块

大 功 率 电 机
风 扇 电 动 机

电机电源

图 2-1 机器人整体结构

开始命令
3 软件流程图

机器人初始化

启动声起模块

是否有声音信号？

N

电机启动，离家
Y

启动搜索房间程序

是否检测到白线？

出门
N

启动寻火程序
Y

是否检测到火源？
N

靠近并保持一段距离
Y

启动灭火程序

是否已将火扑灭？

启动回家程序

结束

图3—1 主程序方框图
4 ARM9系统与辅助单片机
为实现机器人高速精确地按照规定的途径行走，规定机器人的CPU可以实现迅速地读取多个传感器端口数值，并在较短的时间内完毕对各端口数值的存储、运算和输出等多种任务。由于嵌入式微解决器对实时任务具有较强的支持能力，可以完毕多任务并具有较短的中断响应，因此在设计过程中选用嵌入式微解决器ARM9为核心的控制器，其内部采用哈佛结构，每秒可执行一亿一千万条的机器指令。
为提高端口数值的读取速度，使机器人可以对周边环境信息做出迅速判断，笨设计在主芯片上设立了ADC0-ADC7（P4.0-P4.7）8路数据输入端口，每秒可实现50万次数据采集；此外又设立20路数据输入端口，通过AT-MEGA816—PC辅助单片机连接到主芯片上，如图4-1,用以读取远红外传感器组及检测端口的数值，每秒可实现1000次数据采集。本设计还设立了4路PWM控制信号输出端口，用以驱动4路大功率直流电动机，实现对转速的精确调节；此外，还设立了7路D0数据输出端口，用以驱动伺服电机、蜂鸣器、继电器、发光二极管等。为了给庞大和复杂的程序提供更多的执行空间，本设计附加设立了100KB的数据存储器（RAM）和512KM的程序存储器（Flash Rom）,用以存储更多的数据和命令。

图4-1 ARM微解决器与辅助单片机
5 电源的电路设计
电源是保证机器人稳定、可靠运营的关键部件，它直接影响着机器人的性能的好坏。由于本机器人的电机驱动和控制器采用两种不同等级电压的电源，为避免2个电源互相干扰，本机器人采用双电源供电系统：
1、 电机电源采用高放电倍率聚合物锂电池，容量为2500MAH，工作电压为24V，可以提供40A的稳定供电电流，是普通电池的10倍。
2、 控制器电源采用8.4V锂电池，并提供电压采样端口，以供电池检测，电路如图5-1所示。
为获得CPU各端口电路所需要的不同等级电压，本设计采用一个LM317T三端稳压器和2个AMS1117低压差线性电压调整器，并通过其附属电路，得到稳定精确的5V、3.3V、1.8V三种电压；采用1个发光二极管LD1和限流电阻R5作为电源指示灯，以显示电源开关的状态；为实时采样电源电压，防止锂电池过放或过充，设计中通过R1和R2分压，引出AD19端口作为电源采样端口。

图5-1 控制器电源

6 直流电机的驱动设计
驱动输出部分重要涉及机器人行走使用的大功率伺服直流电机、灭火风扇用普通直流电机。
电机的驱动流程如图6-1所示。
驱动电机
H桥
光耦
隔离
逻辑信号转换
PWM信号
方向信号
图6-1 电机的驱动流程图
6.1大功率伺服电机
设计中，机器人要在避免碰撞的前提下尽也许提高速度，因此规定具有更大功率的驱动器和更灵敏的控制方式。为此本设计采用的电机驱动电压为16.8V，直流为20V；采用占空比范围为0-95%的4路PWM信号控制直流电机，以实现精确的调速。
由于电机功率较大，并规定能实现双向、可调速运营，本文设计了半桥式电力MOSFET管，成功实现了对电机的控制。如图6-2所示，2路PWM信号通过IR2104半桥驱动器（half-bridge driver）和相应保护电路连接至型号为IFR2807的MOSFET管，控制电源与电机连接线路的通与断，达成控制电机速度的目的。当PWM信号占空比较大时，线路导通时间较长，电机速度大；相反，当PWM占空比较小时，线路导通时间短，电机速度小。4个MOSFET管在不同时刻导通组合，实现控制电机转动方向：当MOSFET管1和4导通时，电机端口1为正、2为负，电机正转；当MOSFET管2和3导通时，电机端口2为正、1为负，电机反转。

图 6-2 伺服电机驱动电路
6.2 普通直流电动机
机器人采用风扇灭火，前后两端各有一个直流电机带动，直流电机由主板上的D0扩展端口驱动。
6.3 H桥及直流电动机简介：
6.3.1 H桥：
所谓 H 桥驱动电路是为了直流电机而设计的一种常见电路，它重要实现直流电机的正反向驱动，其典型电路形式如图6-3所示。
Us

M
K1 K2

K3 K4

图 6-3 H桥驱动电路
开关K1、K4接通，电机为正向转动。
开关K2、K3接通，电机为反向转动。
刹车——将K2、K4开关（或K1、K3）接通，则电机惯性转动产生的电势将被短路，形成阻碍运动的反电势，形成“刹车”作用。
惰行 —— 4个开关所有断开，则电机惯性所产生的电势将无法形成电路，从而也就不会产生阻碍运动的反电势，电机将惯性转动较长时间。
6.3.2 直流电机：
输出或输入为直流电能的旋转电机，称为直流电机，它是能实现直流电能和机械能互相转换的电机。当它作电动机运营时是直流电动机，将电能转换为机械能；作发电机运营时是直流发电机，将机械能转换为电能。

直流电动机的结构如图6-4所示：

图6-4 直流电机结构图
PWM脉冲宽度调制如图6-5所示：

图6-5 PWM脉冲宽度调制
直流电机的机械特性如图6-6所示：

图6-6 直流电机的机械特性
（1）额定功率：是指轴上输出的机械功率，单位为kW。
（2）额定电压：安全工作的最大外加电压或输出电压，单位为V(伏)。
（3）额定电流：允许流过的最大电流，单位为A(安)。
（4）额定转速：额定转速是指电机在额定电压、额定电流和输出额定功率的情况下运营时，电机的旋转速度，单位为rpm(转/分)。
7 传感器设计
7.1 红外测距传感器
红外测距传感器是机器人的视觉器官，通过不断读取其数值并进行判断，才可以拟定机器人所处位置环境，以拟定机器人下一步该执行什么命令不至于碰撞，并按照规定的抱负路线行走。课设中采用SHARP公司的GP2D12PSD传感器（后面简称PSD），其有效测距范围为10CM-80CM。其原理图如7-1图所示。

图7-1 红外测距传感器内部电路图
传感器采用三角测量的原理，由红外发光二极管发出红外光束，当红外光束碰到前方的障碍物时，一部分反射回来，通过透镜聚焦到后面的线性电性耦合器件CCD上，会获得一个偏移量L，在知道了发射角度a,偏移量L，中心距X，以及滤镜的焦距f以后，运用三角关系就可以算出传感器到物体的距离D，如7-2图所示
障碍物

　　中心线　　　发射光　　　　　反射光　 中心线
　　　　　　　　　　　　　　D　　　　　　　　透镜
红外发射管 f
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　CCD
X　　　　　　　Ｌ
图7-2 PSD传感器三角测量原理图
本设计采用6个红外测距传感器，其位置如图7-3所示。该传感器的有效测距范围是10-80CM，故PSD安装在距离机器人外围a为10cm的位置来规避传感器的盲区。6个PSD分别位于机器人的左前、正前、右前、右后、正后及左后位置，其中四角处PSD均可检测机器人2个方位的障碍物情况，左右两侧可不必安装PSD，既经济又可靠，可对机器人周边各方向的障碍物进行测距，以此来调整其前进方向，实现了机器人的全方位避障和导航功能。
ａ　　　　　　　ａ　　　　　　　　　　ａ

　　　　　　　　　前

　　　　　　　　　　　　　　ａ＝１０ｃｍ

　　　　　　　　　后

ａ　　　　　　　　　ａ　　 　 ａ

ＰＳＤ２
ＰＳＤ１
ＰＳＤ０

ＰＳＤ３

ＰＳＤ４
ＰＳＤ５

　　　　　ａ

图7-3 PSD传感器布置方式

沿墙行进规则：
在软件设计上,运用沿墙行进规则，简捷地编辑主程序实现机器人的沿墙壁行进。由于机器人在系统结构设计上满足双向行进，前后两侧均可探测并熄灭火源，故可分解为前方沿左、右墙，以及后方沿左、右墙行进规则。该规则规定机器人可以沿某墙壁快速无碰撞行进，在墙壁转折处或无墙壁时，智能机器人可以自动沿着某墙壁转弯进行。以沿右墙新进为例，如图7-4所示。

1 2

7-4 沿墙走示意图
当PSD1距离小，同时PSD2距离大时，机器人执行右转弯；若PSD1距离小，同时PSD2距离小时，可执行左转弯；若PSD1距离大，同时PSD2距离小时，太靠近右墙，执行左转弯调整；若PSD1距离大，同时PSD2距离也较大时，太靠近左墙，执行右转弯调整。如表1所示，通过不断调整，使机器人始终运营在距离墙10-15cm的位置，沿墙行进，沿左墙行进及反方向沿墙行进同理，于是实现了智能机器人沿墙壁的行进，进而遍历房间和寻找火源。
PSD状态（距离） 机器人位置 执行操作
PSD1小&PSD2大 右墙壁转弯处 右转弯
PSD1小&PSD2小 右墙角处 左转弯
PSD1大&PSD2小 靠近右墙处 修正左转弯
PSD1大&PSD2小 远离右墙处 修正右转弯
表1 沿右墙行进规则
能否高速可靠地沿墙行进，决定着真个灭火设计的用时，基于以上基本原理，在实验中机器人高速行进时，将PSD测距基准值划分为多个，不同区域采用不同电机转速，快速灵敏地控制机器人使之进入既定轨道。高速行进时采用此控制方式，克服了一般控制方式调整引起的剧烈摆动现象，同时对机器人高速行进时的惯性影响祈祷很好的克制作用。
7.2 远红外火焰传感器组
机器人要完毕灭火任务，一方面需判断房间是否有火源存在，假如该房间有火，则进一步拟定灭火的位置，然后根据检测的火源情况快速无碰撞地趋向火源，行进至一定位置，停止机器人行进并灭火，灭火后确认火源是否被完全熄灭。火焰传感器的选配至关重要，为此设计了由多个远红外火焰传感器单元组成的远红外火焰传感器组。
远红外火焰传感单元，电路原理如7-5图所示。

图7-5远红外火焰传感器电路
由28个红外接受管组成的2个远红外火焰传感器组，前后每个方位各有14个红外接受管组成，每2个并联并指向相同方向，2个传感器组共指向14个方向，可以覆盖360度范围。如图7-6所示。此外，本设计还可以通过对14路读取数据进行比较，从而拟定其最大值最小值及相应端口值，方便火源方位的拟定。

图7-6 远红外火焰传感器组

远红外火焰传感器组电路图如7-7：

图7-7 远红外火焰传感器组电路
远红外传感器组火源定位和趋光原理为：
当机器人行至莫一房间，假如任意一单元端口数值大于规定值，即判断该房间有火。此设计克服了运用单个远红外传感器时，由于传感器探头没有对准火源而误判该房间有火的缺陷。同时灭火机器人根据各个通道取值的大小，判断火焰相对于机器人的方位，假如端口最大值位于左侧的端口，则机器人向左寻找火源；假如端口最大值位于右侧的端口，则机器人向右寻找火源；假如正前方端口数值为最大值，则说明火源位于机器人正前方，于是机器人直行至火源旁灭火。一组远红外火焰传感器组有6个端口位于两侧，可根据最大值的不同端口设立不同幅度的转弯，与普通灭火机器人相比，可更精确的调整机器人快速趋向火源。为防止机器人碰撞蜡烛或蜡台，设计设定了假如任意端口的取值大于某个规定值，则说明机器人离火焰很近，机器人必须停止前进，启动灭火程序；假如所有端口值都小于某一规定值，说明火源熄灭。趋光原理如图7-8所示。
用远红外传感器组可避免普通灭火机器人进入房间必须沿墙行至火焰旁边灭火的麻烦，缩短了机器人发现火源至熄灭火源的用时，特别是在房间面积比较大时，大大减少了整个机器人灭火的时间。其中给定值可根据具体情况调试拟定。

图7-8 趋光原理图

7.3 地面灰度传感器
在机器人的起始位置做一个直径为30cm的白色圆，每个房间入口有一条3CM宽的白线，其它地面均为黑色。机器人的启动和停止及进房间的标志都要及进房间的标志都要依靠对地面的灰度判别，因此需使用能对地面反射光线的强弱做出反映的传感器。本机器人使用一对地面灰度传感器，放置在前后两端的底座上。地面颜色越深，其值越大；地面颜色越浅，其值越小。
如图7-10所示，地面灰度传感器通过发光二极管LED地面，地面的反射光线被光敏三极管接受，本地面颜色为黑色时，反射的光线比较弱，则光敏三极管的基极电流越小，集电极的电流也相应的较小，1端口电压值较高，其测量值较大；反之本地面为白色时，反射的光线较强，集电极电流较大，1端口电压值较小，测量值也较小。

图7-9 地面灰度传感器
本设计具有4个创新点：
（1）采用了嵌入式系统内核，大大提高了机器人解决信号的能力；
（2）双电源供电系统引入，使机器人的运营更加稳定可靠；
（3）采用PWM信号控制大功率直流电动机，在速度和精度方面有了很多的进不；
（4）通过合理的选择PSD测距传感器的个数和定位位置，既满足课设规定，又能节约成本；
（5）本设计的远红外火焰传感器组，很好地完毕了对火源的精拟定位任务，提高了灭火可靠性和快速性。
8 风扇的控制及语音辨认
8.1风扇控制
当机器人发现并趋近火源后，由控制器启动风扇灭火。灭火风扇直流电机由控制器的伺服电机输出端口的信号驱动。
灭火风扇的驱动电压为＋5V，为了增强驱动能力，我们用三极管8550做驱动电路以加大驱动电流。灭火风扇驱动电路如图8-1所示：

图8-1 灭火风扇示意图
在Uin处接控制器的IO口，通过IO口输出高低电平可以实现三极管的导通与关断，从而就可以实现对灭火风扇的开关控制
8.2语音辨识电路
我采用的语音播放和语音辨识的电路与单片机的接口电路如图8-2所示：

8-2 语音辨认电路
9 元器件清单

序号
名称
数量
1
ARM9芯片
1
2
AT-MEGA816—PC
辅助单片机
1
3
直流电机
2
4
锂电池
1
5
红外测距传感器
1
6
远红外传感器
1
7
地面灰度传感器
1
8
麦克风
1
9
LED
若干
10
光敏三极管
若干
11
电阻
若干
12
电容
若干

10 元器件介绍
ARM9简介：
新一代的ARM9解决器，通过全新的设计，采用了更多的晶体管，可以达成两倍以上于ARM7解决器的解决能力。这种解决能力的提高是通过增长时钟频率和减少指令执行周期实现的。
1 时钟频率的提高
ARM7解决器采用3级流水线，而ARM9采用5级流水线，如图1、2、3所示。增长的流水线设计提高了时钟频率和并行解决能力。5级流水线可以将每一个指令解决分派到5个时钟周期内，在每一个时钟周期内同时有5个指令在执行。在同样的加工工艺下，ARM9TDMI解决器的时钟频率是ARM7TDMI的1．8～2．2倍。
2 指令周期的改善
指令周期的改善对于解决器性能的提高有很大的帮助。性能提高的幅度依赖于代码执行时指令的重叠，这事实上是程序自身的问题。对于采用最高级的语言，一般来说，性能的提高在30％左右。
*loads 指令矛n stores指令：
指令周期数的改善最明显的是loads指令和stores指令。从ARM7到ARM9这两条指令的执行时间减少了30％。指令周期的减少是由于ARM7和ARM9两种解决器内的两个基本的微解决结构不同所导致的。
(1)ARM9有独立的指令和数据存储器接口，允许解决器同时进行取指和读写数据。这叫作改善型哈佛结构。而ARM7只有数据存储器接口，它同时用来取指令和数据访问。
(2)5级流水线引入了独立的存储器和写回流水线，分别用来访问存储器和将结果写回寄存器。
以上两点实现了一个周期完毕loads指令和stores指令。
*互锁(interlocks)技术：
当指令需要的数据由于以前的指令没有执行完而没有准备好就会产生管道互锁。当管道互锁发生时，硬件会停止这个指令的执行，直到数据准备好为止。虽然这种技术会增长代码执行时间，但是为初期的设计者提供了巨大的方便。编译器以及汇编程序员可以通过重新设计代码的顺序或者其他方法来减少管道互锁的数量。
*分枝指令：
ARM9和ARM7的分枝指令周期是相同的。并且ARM9TDMI和ARM9E-S并没有对分枝指令进行预测解决。
3 ARM9结构及特点
以ARM9E-S为例介绍ARM9解决器的重要结构及其特点。ARM9E-S的结构如图4所示。其重要特点如下：
(1)32bit定点RISC解决器，改善型ARM／Thumb代码交织，增强性乘法器设计。支持实时(real-time)调试；
(2)片内指令和数据SRAM，并且指令和数据的存储器容量可调；
(3)片内指令和数据高速缓冲器(cache)容量从4K字节到1M字节；
(4)设立保护单元(protcction unit)，非常适合嵌入式应用中对存储器进行分段和保护；
(5)采用AMBA AHB总线接口，为外设提供统一的地址和数据总线；
(6)支持外部协解决器，指令和数据总线有简朴的握手信令支持；
(7)支持标准基本逻辑单元扫描测试方法学，并且支持BIST(built-in-self-test)；
(8)支持嵌入式跟踪宏单元，支持实时跟踪指令和数据。
4 ARM9的典型应用
TI公司的OMAP730是最新的无线通信基带信号解决器。该解决器是TI的GPRS Class 12通信模块与专用于应用解决的ARM926通用解决器(GPP)的集成。由于GPP的速度可达200MHz，因此OMAP730具有两倍于上一代OMAP710解决器的应用解决性能。如同所有的OMAP解决器同样，OMAP730可支持领先的移动操作系统，其中涉及Microsoft的智能电话与Pocket PC PhoneEdition、Svmbian OS与Series 60、Palm OS以及Linux。
其中ARM926TEJ解决器的重要特性涉及：(1)最高频率200MHz；(2)16KB指令高速缓存，8KB数据高速缓存；(3)硬件JAVA加速；(4)扩展多媒体指令集结构。
ARM微解决器是一种高性能、低功耗的32位微处器，它被广泛应用于嵌入式系统中。ARM9代表了ARM公司主流的解决器，已经在手持电话、机顶盒、数码像机、GPS、个人数字助理以及因特网设备等方面有了广泛的应用。

图10-1 ARM920T的内部结构图

11小结
机器人是我们的重要专业课之一，记得这学期开学时刚接触机器人这门课的时候，觉得它很有趣，后来在祝老师的带领下我们做了很多实验，等把那些实验都做完了之后，觉得自己对机器人的爱好更加浓烈，通过这次课程设计使我知道了，光光学理论知识是不够的额，一定要理论和实际相结合。
在实验过程中，我碰到了很多问题。像自己设计出的程序，当真让它运营出来时总不能如愿以偿，也许存在理解的错误，有时更是注意不到的小错误。每一个程序的成功都要进过反复修改和调试，才干显示最终满意的结果。在同组同学和老师的帮助下，把这些问题都一一解决。并且在这次实验中我们暴露出来的知识盲点，使我对这些问题更加理解的同时也十分感动，我知道了实践的重要性。
课程设计是对所学知识的综合理解与应用，它不仅规定掌握理论知识，并且还要具有一定的动手实践能力。通过设计灭火机器人，让我懂得发现问题，分析问题，并解决问题，可以提高自己的发现问题，分析问题解决问题的能力。同时通过度析解决问题，加深对所学知识的理解与掌握。平时理论学习中容易忽略的细节问题，也会在课程设计的实验里被发现，
通过这次课程设计我学到了很多书本上永远都学不到得东西，设计实践中的教训也会教育我在以后的理论学习中更加注意知识点学习和加强自己实践动手的能力。总之，这次课程设计让我受益非浅。
本次的课程设计虽然结束了，但是学习的路才刚刚开始。这次的实训为我以后的路奠定了坚实的基础，不会在次犯与这次同样的错误。感谢同学们热情的意见，感谢老师无私的教导。此后我会为之努力学习，拓展自己的专业知识。

12 致谢
通过一周的忙碌，本次设计已经接近尾声，由于经验的缺少，在课程设计过程中难免有许多考虑不周全的地方，假如没有祝老师的督促指导，想要完毕这个设计是难以想象的。
这次设计虽然凝聚着自己的汗水，但却不全是个人努力的结果，假如没有老师的指引和赠予，没有同学们的互相帮助与支持，只凭我自己一个人是没有办法完毕的。当我打完论文的最后一个字符，涌上心头的不仅是完毕设计的欣喜，尚有涌自心底的真挚谢意。
一方面我要感谢祝老师对我的悉心指导。本次设计花了一周时间，在祝老师的提醒下，我有目的地寻找资料，并且在其细心指导下完毕了设计题目,然后到论文完毕部分。祝老师指出电路的关键性地方，让我们在设计中加以重视和注意，对我的设计工作给予了很多的指导和帮助，此外，他对待问题的严谨作风也给我留下了深刻的印象。
也感谢沈阳工程学院图书馆的支持，科技书刊借阅室和多媒体电子阅览室提供本设计规定所需资料！
最后，还要感谢所有的老师，为我奠定了专业知识的基础；同时还要感谢所有的同学们，正是由于有了你们的支持和鼓励，本次设计才干顺利完毕。再次对关心、帮助我的老师和同学表达感谢。

13 参考文献
【1】张小伟。ARM9嵌入式系统设计原理与开发实例.电子工业出版社，2023.
【2】王水平。PWM控制与驱动器使用指南及王水平。PWM控制与驱动器使用指南及应用电路。西安电子科技大学出版社，2023、
【3】曹小松。移动机器人多传感器信息融合测距系统设计。自动化仪表，2023.
【4】徐立鸿。移动机器人多传感器测距系统研究与设计。计算机应用。2023。

附录

整体原理图