具有網(wǎng)絡(luò)功能的靈巧手嵌入式控制系統(tǒng)設(shè)計(jì).pdf_第1頁(yè)
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文檔簡(jiǎn)介

1、為了提高機(jī)器人的智能化水平和作業(yè)水平，靈巧手成為機(jī)器人領(lǐng)域中一個(gè)重要的研究方向。結(jié)合國(guó)家“863”高技術(shù)資助項(xiàng)目智能機(jī)器人領(lǐng)域的課題“新一代五指仿人靈巧手及其協(xié)調(diào)控制的研究”，本文研制了一種基于FPGA和NIOSII雙核處理器結(jié)構(gòu)的控制系統(tǒng)。本系統(tǒng)中，算法計(jì)算和通信任務(wù)管理分別在兩個(gè)NIOSII軟核中進(jìn)行處理，并實(shí)現(xiàn)了單個(gè)芯片上集成系統(tǒng)控制模塊，多任務(wù)環(huán)境，以太網(wǎng)接口及TCP/IP協(xié)議棧，CAN、高速串行通信等功能。這種系統(tǒng)在結(jié)構(gòu)上更為

2、緊湊的同時(shí)，性能更為完善，并應(yīng)用于新一代仿人靈巧手中，實(shí)現(xiàn)了靈巧手的嵌入式控制。
　　本文首先介紹了靈巧手嵌入式控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，包括中央控制器的設(shè)計(jì)，通信系統(tǒng)的設(shè)計(jì)以及整個(gè)嵌入式控制系統(tǒng)硬件平臺(tái)的功能框架。
　　本文所設(shè)計(jì)的中央控制器采用了雙NIOSII核結(jié)構(gòu)，兩個(gè)處理器核之間采用一個(gè)片上雙口RAM進(jìn)行通信，通過硬件Mutex保護(hù)臨界資源，使得兩個(gè)處理器能夠高效、協(xié)調(diào)的工作在一起。通過SOPC Builder工具完成了各個(gè)功

3、能模塊的綜合，針對(duì)NIOSII軟核處理器移植了靈巧手控制算法。
　　靈巧手嵌入式控制系統(tǒng)與主機(jī)的通信使用了以太網(wǎng)。本文采用SMSC公司的LAN91C111以太網(wǎng)控制芯片，使用FPGA作為主控制器設(shè)計(jì)了以太網(wǎng)通信的硬件部分；軟件部分引入實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)MicroC/OS II和NicheStack TCP/IP協(xié)議棧，并且完成了網(wǎng)絡(luò)初始化程序和數(shù)據(jù)傳輸任務(wù)程序的編寫。另外，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了本系統(tǒng)與主機(jī)的CAN通信系統(tǒng)，以及手指模塊與本系統(tǒng)的

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