RoboCup机器人足球世界杯赛及学术大会(The Robot World Cup Soccer Games andConferences)是国际上级别最高、规模最大、影响最广泛的机器人足球赛事和学术会议,每年举办一次。SSL(Small Size League)小型组是RoboCup中的一个组别。这一组别的机器人体积较小。小型组机器人的设计涉及计算机技术、自动控制、电子技术、无线通讯和精密机械等技术,是一个很好的研究平台。NiosⅡ处理器是Altera公司在2004年推出的32位RISC嵌入式软核处理器,采用32位指令集结构。作为软核处理器,NiosⅡ可根据应用需要来进行裁减。例如,系统可根据功能需求确定使用的通用IO或串口的个数;或是根据系统功能及性能要求的不同选择不同类型的内核;同时,可以根据系统的需要设计用户自己的外围设备。相对基于通用处理器或ASIC实现的系统更具灵活性,具有更高的集成度。基于NiosⅡ软核处理器的机器人控制系统,实现了运动控制、直流无刷电机驱动、无线通信、升压击球等功能。论文的主要内容安排如下:第1章介绍了RoboCup和RoboCup Small Size League的基本信息以及NiosⅡ的基本信息。第2章详细介绍了NiosⅡ处理器内核。第3章对Avalon总线规范做了详细的描述。第4章详细说明了机器人系统中基于Avalon总线的系统外围设备的应用及用户制定外围设备的设计。第5章介绍了基于EP2C8 FPGA的机器人系统的硬件设计,包括:FPGA核心电路板、升压击球控制电路板和电机驱动及主接口电路板。其中详细介绍了FPGA核心电路板的组成、直流无刷电机的原理及系统中所采用的驱动方案。第7章介绍了NiosⅡ软核处理器构成的小型组机器人控制系统的软件流程。