[發明專利]一種基于CAN總線的模塊化機器人控制系統

無效

• 申請號: 200710011168.2
• 申請日: 2007-04-29
• 公開（公告）號: CN101053954A
• 公開（公告）日: 2007-10-17
• 發明（設計）人: 韓清凱;蘇立娟;侯碩
• 申請（專利權）人: 東北大學
• 主分類號: B25J9/16
• 分類號: B25J9/16;B25J13/00;G05B19/418
• 代理公司: 沈陽東大專利代理有限公司
• 代理人: 梁焱

1、一種基于CAN總線的模塊化關節型機器人控制系統，該系統包括上位主控計算機、雙路智能CAN接口卡、多個獨立控制關節的控制模塊，以及連接這些模塊和雙路智能CAN接口卡的CAN總線組成；本系統中的雙路智能CAN接口卡，它一端通過USB接口與上位機連接，另一端通過CAN總線接口連接到CAN總線上，控制模塊連接到CAN總線上，其特征在于所述控制模塊以ATmega64單片機為核心，它與CAN控制器SJA1000、CAN總線驅動器PCA82C250構成CAN總線的通信接口電路，通過CANBUS接口連接到CAN總線上；CAN總線驅動器PCA82C250，是CAN控制器與CAN總線的接口器件，對CAN總線差分方式發送，PCA82C250的RS引腳接地選擇高速工作方式，接電阻R6減少干擾；PCA82C250的引腳CANH、CANL通過電阻R2、R7與CANBUS的一組雙絞線相連，PCA82C250的發、收端引腳1、4通過匹配電阻R1、R5與CAN控制器SJA1000的引腳13輸出端TX0、引腳19輸入端RX0相連實現通信，R3、R8為CAN總線的終端匹配電阻；CAN控制器SJA1000的I/O口直接與單片機ATmega64的I/O口相連，片選信號由ATmega64的9引腳控制，SJA1000的讀寫端與ATmega64的讀寫端相連；采用ATmega64內部集成的8通道、逐次逼近型10位A/D轉換器實現對所采集的模擬信號進行A/D轉換，ATmega64的引腳61、60、59、58、57、56、55、54分別與接線端子1、3、5、7、9、11、13、15引腳相連，采集的模擬信號分別與接線端子相連，接線端子再與電位計、溫度計相連，同時ATmega64的引腳64通過一個電感L1與+5V電源相連，ATmega64的引腳64與地之間接一個電容C1；通過ATmega64的SDA、SCL、WP引腳以標準I²C總線接口方式連接鐵電存儲器FM24C256，用來存儲臨時數據和設置的參數；

在每個控制模塊中，ATmega64負責SJA1000的初始化，通過控制SJA1000實現數據的接收和發送通信任務；

ATmega64通過引腳PD2、PD3、PD4分別提供步進電機驅動器電機釋放信號、步進脈沖信號和方向控制信號來控制步進電機的運轉。

2、根據權利要求1所述的基于CAN總線的模塊化關節型機器人控制系統，其特征在于所述的SJA1000的初始化按以下步驟執行：

(1)、設置控制寄存器進入復位模式；

(2)、然后判斷是否進入復位模式，如果否，返回步驟(1)；

(3)、設置時鐘分頻寄存器，設置驗收代碼寄存器、驗收屏蔽寄存器，設置總線定時寄存器；

(4)、設置控制寄存器回到操作模式；

(5)、判斷是否進入操作模式；如果否，返回步驟(4)；

(6)、結束。

3、根據權利要求1所述的基于CAN總線的模塊化關節型機器人控制系統，其特征在于所述的數據接收是按以下步驟進行的：

(1)、讀狀態寄存器；

(2)、判斷接收緩存器狀態位是否置位，如果否，返回步驟(1)；

(3)、讀取接收緩存器數據，釋放接收緩存器，判斷是否結束，如果否，返回步驟(1)；

(4)、結束。

4、根據權利要求1所述的基于CAN總線的模塊化關節型機器人控制系統，其特征在于所述的數據發送是按以下步驟進行的：

(1)、讀狀態寄存器；

(2)、判斷發送緩存器狀態位是否置位，如果否，返回步驟(1)；

(3)、將數據寫入發送緩存器，發送請求位置位，然后判斷是否結束，如果否，返回步驟(1)；

(4)、結束。

5、根據權利要求1所述的基于CAN總線的模塊化關節型機器人控制系統，其特征在于所述的控制模塊中的ATmega64對所采集的模擬信號進行A/D轉換，按以下步驟進行的：

(1)、讀取采集參數，初始化定時器，設置采集頻率；

(2)、啟動定時器；

(3)、等待定時器中斷，判斷是否進入中斷，如果否，返回步驟(3)；

(4)、啟動A/D轉換；

(5)、等待轉換，判斷是否轉換結束，如果否，返回步驟(5)；

(6)、數據存儲，判斷是否結束，如果否，返回步驟(2)；

(7)結束。