工業(yè)機(jī)器人通信技術(shù)研究與實(shí)現(xiàn).pdf

1、工業(yè)機(jī)器人是對(duì)人的特長以及機(jī)械的特長進(jìn)行綜合,最后得出的一種擬人的電子機(jī)械裝置。它能對(duì)當(dāng)前環(huán)境狀態(tài)進(jìn)行快速響應(yīng)并同時(shí)具備分析問題的能力,而且工業(yè)機(jī)器的具有可長期工作、準(zhǔn)確度高、耐惡劣環(huán)境的優(yōu)點(diǎn)?，F(xiàn)代社會(huì)在科學(xué)技術(shù)上的發(fā)展,機(jī)器人技術(shù)也有了很大的發(fā)展。工業(yè)機(jī)器人主要是三個(gè)部分組成,分別是操控系統(tǒng)、機(jī)械部分、伺服系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)部分。其中控制系統(tǒng)是機(jī)器人的重要組成部分,主要用于對(duì)操作機(jī)的控制,以完成特定工作任務(wù)。
　　本文以DN18NC單頭液

2、壓彎管機(jī)為研究對(duì)象,因?yàn)樗腜LC控制系統(tǒng)是整個(gè)彎管機(jī)的神經(jīng)系統(tǒng),所以當(dāng)機(jī)器工作時(shí)要求它的控制系統(tǒng)在傳遞命令時(shí),快速、準(zhǔn)確、穩(wěn)定。因此控制系統(tǒng)中的通信方法的高效穩(wěn)定尤為重要。所以本文設(shè)計(jì)了機(jī)器人通信時(shí)通用的串行接口,同時(shí)考慮到工業(yè)機(jī)器人工作時(shí)的溫度、數(shù)據(jù)傳輸?shù)恼_性、人工的誤操作、數(shù)據(jù)通信速率、穩(wěn)定性等多種因素,所以在通信時(shí),要保證高效的采樣數(shù)據(jù)恢復(fù)才能使機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)良好,本文繼續(xù)深入研究了一種高效的采樣方法—高效8倍過采樣方法。本文主要工

3、作有以下幾個(gè)方面:
　　⒈本文設(shè)計(jì)了一種通用的異步串行通信接口,使用是EP1C3T144C6,它是Altera公司的Cyclone系列芯片,該設(shè)計(jì)包括以下幾個(gè)模塊:波特率產(chǎn)生模塊、發(fā)送模塊、接收模塊、接口模塊、緩存FIFO模塊、調(diào)制解調(diào)模塊。
　?、苍賹?duì)異步串行通信接口設(shè)計(jì)中用到的各個(gè)寄存器(例如線性控制寄存器(LCR)、線性狀態(tài)寄存器(LSR)、中斷允許寄存器(IER)、中斷標(biāo)志寄存器(IIR)等)作了詳細(xì)的描述;同時(shí)考慮

4、到工業(yè)機(jī)器人工作時(shí)的溫度、數(shù)據(jù)傳輸?shù)恼_性、人工的誤操作、數(shù)據(jù)通信速率、穩(wěn)定性等多種因素,本文繼續(xù)深入研究了一種高效的采樣方法—高效8倍過采樣方法,并設(shè)計(jì)成可變參數(shù)的過采樣方法。并闡述過采樣的設(shè)計(jì)思想,比較多時(shí)鐘相位過采樣法與應(yīng)用IDELAY資源來實(shí)現(xiàn)用于異步串行比特流的高效8倍過采樣器之間的優(yōu)劣。
　　⒊最后設(shè)計(jì)各個(gè)模塊,并對(duì)其功能以及發(fā)送模塊和接收模塊的狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖進(jìn)行設(shè)計(jì)。對(duì)設(shè)計(jì)的異步串行接口(UART)作了時(shí)序仿真驗(yàn)證,使用

5、Virtex-4和Virtex-5器件中各IOB內(nèi)置的IDELAY資源來實(shí)現(xiàn)用于異步串行比特流的高效8倍過采樣器。詳細(xì)說明了高效8倍過采樣器優(yōu)于多時(shí)鐘相位過采樣器的方面,并且在使用用多個(gè)DCM生成時(shí)鐘相位時(shí),此技術(shù)可提供比多時(shí)鐘相位法更高的采樣精度。所以本設(shè)計(jì)在達(dá)到要求的同時(shí),節(jié)省了至少一半的FPGA資源。
　　以上設(shè)計(jì)均采用硬件語言Verilog編寫,靈活益修改,容易移植,應(yīng)用軟件Quartus∏9.1工具來編程,用其附帶的Mo