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微型爬壁机器人控制系统的原理框图如图2所示，选用LPC2104作为嵌入式控制器。为提高系统效率和降低功耗，功放驱动电路采用基于双极性H-桥型脉宽调整方式PWM的集成电路L293D。L293D采用16引脚DIP封装，其内部集成了双极型H-桥电路，所有的开量都做成n型。这种双极型脉冲调宽方式具有很多优点，如电流连续；电机可四角限运行；电机停止时有微振电流，起到“动力润滑”作用，消除正反向时的静摩擦死区：低速平稳性好等。L293D通过内部逻辑生成使能信号。H-桥电路的输入量可以用来设置马达转动方向，使能信号可以用于脉宽调整（PWM）。另外，L293D将2个H-桥电路集成到1片芯片上，这就意味着用1片芯片可以同时控制2个电机。每1个电机需要3个控制信号EN12、IN1、IN2，其中EN12是使能信号，IN1、IN2为电机转动方向控制信号，IN1、IN2分别为1，0时，电机正转，反之，电机反转。选用一路PWM连接EN12引脚，通过调整PWM的占空比可以调整电机的转速。选择一路I/O口，经反向器74HC14分别接IN1和IN2引脚，控制电机的正反转。为了节省LPC2104的I/O口资源，选用2片74LS138和IN2引脚，控制电机的正反转。为了节省LPC2104的I/O资源，选用2片74LS138译码器对I/O口进行扩展，每片分别选用3路I/O作为输入信号和1路I/O作为片选信号，这样就可以将8路I/O口扩展或16路I/O口。如前所述，因为直注电机采用PWM调速，这样每1个电机至少需要1路PWM，12个电机需要12路PWM，而LPC2104只有6路PWM输出，所以选用2片电平锁存器74LS373使12个电机分成2组共用6路PWM信号。
接触传感器由外层管和内部超弹性线构成，内外两层通过硅管隔开。当内线和外层接触时，开关关闭。通过这种方法，接触传感器向LPC2104发送信号，借此来控制吸盘的方向。
从压力传感器来模拟信号经A/D转换器转换成数字信号，LPC2104通过压力传感器来的信号来判断吸盘是否安全的吸附在墙壁上。
LPC2104还可以通过串口RS232和上位机进行通信。
3 控制系统软件设计
微型爬壁机器人控制系统软件选用嵌入式实时多任务操作系统μC/OS-II。它是一个源代码公开、可移植、可固化、可裁剪、占先式的实时多任务操作系统。其绝大部分源码是用ANSI C写的，移植方便，且运行稳定可靠。目前，它已经在几十种从8位到64位的微处理器、微控制器上实现了成功的移植。下面首先介绍μC/OS-II在LPC2104上的移植过程，然后介绍微型爬壁机器人控制软件的设计。
3．1 μC/OS-II在LPC2104上的移植
移植μC/OS-II，主要包括：设置堆栈的增长方面，声明3个宏（开中断、关中断和任务切换），声明10个与编译器相关的数据类型；用C语言编写6个与操作系统相关的函数（任务堆栈初始化函数和5个钩子函数）；用汇编语言编写4个与处理器相关的函数。
用汇编语言编写的4个与处理器相关的函数如下：
①OSStartHighRdy()用于在调度中使最高优先级的任务处于就绪态并开始执行；
②OSCtxSw()完成任务级的上下文切换；
③OSIntCtxSw()完成中断级任务切换，其过程与OSCtxSw()类似，只是在执行中断服务子程序后可能使更高优先级的任务处于就绪态；
④OSTickISR()是系统节拍中断服务子程序。
μC/OS-II不使用C语言中的short、int、long等数据类型的定义，因为它们与处理器类型有关，隐含着不可移值性，所以代之以移值性强的整数数据类型，这样，既直观又可移值。
在μC/OS-II中，使用OS_ENTER_CRITICAL()和OS_EXIT_CRITICAL()开中断和关中断来保护临界段代码。ARM处理器核的用户模式和执行Thumb代码时，不能改变处理器的开中断位I。为了兼容各种模式，使用软中断指令SWI使处理器进入管理模式和ARM指令状态，即使用SWI 0x02关中断，使用SWI 0x03开中断。
ΜC/OS-II使用结构常量OS_STK_GROWTH指定堆栈的增长方式，0表示堆栈从低地址往高地址增长，1表示堆栈从高地址往低地址增长。虽然ARM处理器核对于两种方式支持，但ADS的C语言编译器仅支持一种方式，即从高地址往低地址增长，并且必须是满递减堆栈，所以OS_STK_GROWTH的值为1。以上内容在文件OS_CPU.h中做如下定义。
Typedef unsigned char BOOLEAN;/*布尔变量*/
Typedef unsigned char INT8U; /*无符号8位整型变量*/
Typedef signed char INT8S;/*有符号8位整型变量*/
Typedef unsigned short INT16U;/*无符号16位整型变量*/
Typedef signed short INT16S;/*有符号16位整型变量*/
Typedef unsigned int INT32U;/*无符号32位整型变量*/
Typedef signed int INT32S;/*有符号32位整型变量*/
Typedef float FP32;/*单精度浮点数（32位长度）*/
Typedef double FP64;/*双精度浮点数（64位长度）*/
Typedef INT32U OS_STK;/*堆栈是32位宽度*/
_swi(0x02) void OS_ENTER_CRITICAL(void);/*关中断*/
_swi(0x03) void OS_EXIT_CRITICAL(void); /*开中断*/
#define OS_STK_GROWTH 1/*堆栈由高地址向低地址增长*/