Pluto是一架具有機(jī)器視覺(jué)的輪式移動(dòng)機(jī)器人，當(dāng)然，他還可以說(shuō)話(huà)并且在他的液晶屏上展現(xiàn)表情。
Pluto的硬件規(guī)格:
一個(gè)由ARM9組成的數(shù)字圖象處理系統(tǒng)
一個(gè)由ARM7組成的任務(wù)控制系統(tǒng)
30萬(wàn)象素?cái)?shù)字?jǐn)z像頭
4096色，130*130象素液晶顯示
支持MP3,WAV,WMV等音頻文件播放
SD卡(4G Max)及FAT32格式支持
光線(xiàn)和溫度傳感
L298N模塊驅(qū)動(dòng)的4個(gè)減速電機(jī)
Pluto軟件功能:機(jī)器視覺(jué):物體追蹤
機(jī)器視覺(jué):條形碼識(shí)別
語(yǔ)音功能支持
液晶表情顯示
環(huán)境溫度感知
環(huán)境光線(xiàn)感知
我設(shè)計(jì)并且制造了除ARM9(AT91RM9200)以外的所有電路板，“制造”的意思是用感光板來(lái)制作電路板。因?yàn)槲覠o(wú)法承擔(dān)PCB工廠(chǎng)昂貴的制板費(fèi)用。實(shí)際上我甚至嘗試了兩次使用雙層的感光板來(lái)制作ARM9電路，但是因?yàn)榫€(xiàn)寬無(wú)法滿(mǎn)足布線(xiàn)要求而失敗。
所有的軟件，包括底層驅(qū)動(dòng)部分和上層應(yīng)用部分，全部由我自己編寫(xiě)調(diào)試。從底層開(kāi)始編寫(xiě)軟件能夠使我有一切都在掌握之中的感覺(jué)。不管怎樣，我從中學(xué)到了很多并且得到了許多樂(lè)趣。
視頻:
http://www.tudou.com/programs/view/myF66Z6YrXw/硬件部分
任務(wù)控制系統(tǒng):
PCB:
電路原理圖:
任務(wù)控制系統(tǒng)的主板由ARM7（AT91SAM7S64）為核心，板載接口有
液晶顯示接口
VS1003B音頻解碼模塊接口
SD卡槽
一個(gè)串行通信接口
兩組PWM電機(jī)控制接口
光敏電阻和溫度傳感器接口
JTAG調(diào)試接口
預(yù)留的兩組紅外線(xiàn)控制接口
任務(wù)控制系統(tǒng)進(jìn)行整個(gè)系統(tǒng)的任務(wù)調(diào)度，同時(shí)也負(fù)責(zé)液晶的顯示，SD卡的讀取和VS1003B模塊的控制等任務(wù)。
任務(wù)控制系統(tǒng)的任務(wù)聽(tīng)起來(lái)是不是太重了?實(shí)際也是這樣。所以我編寫(xiě)了一個(gè)程序，在計(jì)算機(jī)上將Pluto系統(tǒng)需要顯示的圖象文件處理并且轉(zhuǎn)換為后綴名.plt的圖象文件。plt格式針對(duì)4096色的液晶屏對(duì)圖象數(shù)據(jù)進(jìn)行了重新排列,使得ARM7圖象文件時(shí)不需要進(jìn)行任何轉(zhuǎn)換計(jì)算并且在FAT32格式下讀取數(shù)據(jù)時(shí)不需要進(jìn)行邊界對(duì)齊計(jì)算。轉(zhuǎn)換的順序?yàn)?
JPEG圖象 ----> pbm圖象文件(P6) ----> plt圖象文件
因?yàn)?096色的液晶一次數(shù)據(jù)傳送更新兩個(gè)象素的數(shù)據(jù)共3個(gè)字節(jié),所以plt文件中數(shù)據(jù)排列的方式是:
R1R1R1R1G1G1G1G1 B1B1B1B1R2R2R2R2 G2G2G2G2B2B2B2B2
這樣的數(shù)據(jù)排列使得ARM7不需要進(jìn)行數(shù)據(jù)的移位換算。
液晶顯示接口可以支持任何SPI總線(xiàn)的液晶顯示器。并且預(yù)留了一個(gè)PWM接口來(lái)進(jìn)行背光的控制。SD卡槽只支持SD卡，不支持MMC。因?yàn)槲乙粡圡MC卡也沒(méi)有。串行通信接口用于控制ARM9圖象處理板。
網(wǎng)絡(luò)上流傳最多的SD卡時(shí)序圖實(shí)際上是針對(duì)MMC卡的，如果仔細(xì)考量的話(huà)，reset命令前的CS線(xiàn)可以不為高電平，也只有這樣才是完全符合硬件SPI接口的規(guī)范：
更為重要的一點(diǎn)是，SD卡在識(shí)別以前不需要將SPI總線(xiàn)的頻率降到400khz以下。如果你和我一樣只有SD卡可以用的話(huà)，在初始階段就將總線(xiàn)的頻率加到25Mhz是一個(gè)更好的主意。
VS1003B模塊接口是為我自己的VS1003B模塊定制的，實(shí)際上提供了兩組SPI通道以及電源和相應(yīng)的控制線(xiàn)。一組SPI用于VS1003B的控制，另外一組用于音頻數(shù)據(jù)的傳送。數(shù)據(jù)SPI總線(xiàn)工作在9.95328Mhz的頻率上，所以VS1003B可以輕松的解碼320Kbps的MP3文件。
所有的音頻文件和plt圖象文件都存儲(chǔ)在SD卡的FAT32格式上。我編寫(xiě)了SD卡上的FAT32驅(qū)動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)ARM7對(duì)文件的讀取。FAT32驅(qū)動(dòng)在運(yùn)行時(shí)只需要占用1K的RAM。
語(yǔ)音模塊VS1003B:
不得不說(shuō)VS1003B是個(gè)好東西。在正確的進(jìn)行設(shè)置以后，只要將任何它支持的音頻數(shù)據(jù)從數(shù)據(jù)總線(xiàn)上給它就可以。并且音質(zhì)也是很不錯(cuò)。Pluto的語(yǔ)音功能實(shí)際就相當(dāng)于一個(gè)MP3播放器。可以很容易的計(jì)算出播放320kbps需要的最小SPI數(shù)據(jù)總線(xiàn)頻率:
320kbps的數(shù)據(jù)流量 ＝ 320 * 1024 * 8 bits/s = 2621440 bits/s 所以SPI數(shù)據(jù)總線(xiàn)需要的最小頻率為 2.62144Mhz
計(jì)算公式可以寫(xiě)為 f ＝ x * 0.008192 其中 f 為SPI數(shù)據(jù)總線(xiàn)的需要的最小頻率，單位為Mhz，x為需要解碼的MP3的碼率，單位是kbps（千字節(jié)每秒）。
圖象采集系統(tǒng):
我的OV7640攝像頭模塊電機(jī)控制系統(tǒng):
L298N電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊軟件部分
光線(xiàn)追蹤:待續(xù)
條形碼識(shí)別:待續(xù)
環(huán)境溫度的探測(cè)以及語(yǔ)音播報(bào):待續(xù)
環(huán)境光線(xiàn)變換的探測(cè):待續(xù)
關(guān)于C語(yǔ)言的嵌套調(diào)用:待續(xù)
函數(shù)參數(shù)傳遞中寄存器的使用:待續(xù)
