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1、第19卷第1期机电产品开发与创新Vol.19,No.12006年1月Development&Innovationofmachinery&electricalproducts·开J发an与.,2创006新·基于PCI的机器人运动控制平台的开发杨磊,孙汉旭,贾庆轩,叶平,史国振(北京邮电大学自动化学院,北京100876)摘要:在实验室自主研发的机器人模块化关节的基础上,进一步就基于PCI总线的机器人运动控制平台设计开发作进一步的研究,完成了以专用总线接口芯片PCI9054为桥接芯片的PCI适配卡设计,以DriverWorks为平台开发了适配卡驱动程序,并在计算机上
2、应用VC++6.0(集成OpenGL)开发一套通用的机器人运动控制仿真系统。关键词:机器人;PCI适配卡;驱动开发;仿真中图分类号:TP242文献标识码:A文章编号:1002-6673(2006)01-009-03总线的适配卡,负责接收计算机的命令和数据,并根据0引言控制命令对数据进行相应的处理,传递给关节模块,同随着科学技术的发展,机器人在各行各业的应用会时接收来自关节模块位置、速度、电流等反馈数据,并越来越广泛,因此如何实现机器人多功能性、灵活性、将它们传给计算机;以DriverWorks为平台开发适配卡重构性、通用性已成为机器人研究热点。以模块化的设驱动
3、程序,以实现资源的申请,适配卡的初始化,通讯计思想构建机器人本体,以工业计算机为基础开发机器程序的加载,与应用程序的通信,以及对其存储空间的人运动控制台可以较好的解决机器人发展所面临的问访问;同时在计算机上以VC++6.0(集成OpenGL开发题,这样实现机器人控制系统有以下优点:①借助计算包)为平台开发通用的机器人运动控制仿真系统,实现机中高速处理器实现快速的处理,缩短机器人的反映执对关节模块的位置速度控制和运动的实时仿真。系统总行时间;②与其它软件协同工作实现便捷的开发与实时体结构如图2所示。的监控;③利用其较强的重构性、通用性,增强系统的移植性,降低系统
4、开发的成本。中央处理机电机(工业计算机)伺服运动控制器1编码器系统的总体结构CAN总线接口卡CAB总线接口本文在实验室自模块关节主研发的模块化关节各关节之间、上下终的基础上,进一步就位机之间通讯信号CAN总线端电基于PCI总线的机器阻人运动控制台设计开图2系统总体结构框图发作进一步的研究,Fig.2Theprinciplediagramofsystem图1控制平台实体并完成了PCI适配卡Fig.1Thecontrolsystemofrobot设计与驱动程序的编2PCI适配卡设计与驱动程序写调试,以计算机为平台开发仿真控制系统。搭建的系统实物照片如图1所示。CA
5、N总线作为一种完备的总线形式,支持多主的工已经设计完成的关节模块以DSP为处理器、CAN作方式和非破坏性的总线仲裁技术,成为机器人控制的总线为通讯接口,本次研发在此基础上设计了基于PCI首选,但计算机上并不集成CAN接口,为了实现对机器人的控制设计了此适配卡,同时为了适应高速传输的需收稿日期:2005-10-25求,与计算机的接口采用PCI总线形式。作者简介:杨磊(1981-),男,在读硕士研究生。主要研究2.1PCI适配卡硬件结构设计方向为检测技术及其自动化装置。9·开发与创新·空间映射,驱动程序中声明一个KIoRange类实例和两个CANIDT70V24接
6、口KMemoryRange类实例,用于访问I/O端口映射和内存DP(4K×16bit)S工CI9PL映射;配置中断引脚寄存器值为0x00000100,使用业0F2扩展C计5440SRAMAINTA中断引脚[2]。N算7A双口RAM控制机总编写INF文件:它包括一个显示给用户的设备描述EPM7128AE线复位和一个设备驱动程序的安装脚本。安装脚本标明驱动逻辑与中断控制电路盘、安装路径、以及在驱动程序安装时必须生成和修改图3PCI适配卡的总体结构图的注册表入口。当新设备被枚举或者检测到,系统查找Fig.3TheblockdiagramofPCIadapter与设备
7、的ID相匹配的INF文件,并把相应的信息写入注册表项中。PCI适配卡的总体电路结构如图3所示,主要包括为了实现自动配置,PCI设备提供了256字节的配PCI接口电路、双口RAM存储扩展电路、高速DSP处置空间结构。KPciConfiguration类可以提供访问PCI设理电路、逻辑控制与中断申请电路。备配置空间的所有操作,首先初始化这个类的实例,之专用PCI接口芯片功能灵活、使用方便、不依赖于具后就可以利用成员函数ReadBaseAddress和WriteBaseAddress体应用,本课题中采用PCI接口芯片PCI9054,它符合读写基地址寄存器,ReadH
8、eader和WriteHeader函数
