[發(fā)明專利]一種機(jī)器人運(yùn)動控制卡與上位機(jī)的通信方法及通信裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310045645.2
• 申請日: 2013-02-05
• 公開（公告）號: CN103077140A
• 公開（公告）日: 2013-05-01
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 曹華
• 申請（專利權(quán)）人: 北京配天大富精密機(jī)械有限公司
• 主分類號: G06F13/32
• 分類號: G06F13/32
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及機(jī)器人技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種機(jī)器人運(yùn)動控制卡與上位機(jī)的通信方法及通信裝置。

背景技術(shù)

典型的工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)結(jié)構(gòu)包括顯示、輸入輸出設(shè)備，上位機(jī)，PCI總線，運(yùn)動控制卡，電機(jī)、驅(qū)動器等。

該結(jié)構(gòu)中，運(yùn)動控制卡通過PCI總線與上位機(jī)相連，上位機(jī)通過PCI驅(qū)動程序?qū)崿F(xiàn)對運(yùn)動控制卡的各種操作。上位機(jī)負(fù)責(zé)用戶的輸入輸出，將用戶輸入的指令（包括運(yùn)動控制指令、設(shè)置指令等）發(fā)送給運(yùn)動控制卡，運(yùn)動控制卡對用戶輸入的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理（例如運(yùn)動規(guī)劃等）后最終實現(xiàn)對電機(jī)的控制。同時，電機(jī)、驅(qū)動器會將自己的狀態(tài)（運(yùn)行狀態(tài)、當(dāng)前位置等）報告給運(yùn)動控制卡，運(yùn)動控制卡將這些信息進(jìn)一步發(fā)送給上位機(jī)顯示。

這里涉及到兩個方向的數(shù)據(jù)流，一是由上位機(jī)發(fā)送到運(yùn)動控制卡，二是由運(yùn)動控制卡發(fā)送給上位機(jī)。由上位機(jī)將數(shù)據(jù)發(fā)送到運(yùn)動控制卡的方法比較成熟，首先上位機(jī)通過IO操作將數(shù)據(jù)發(fā)送到PCI驅(qū)動程序，PCI驅(qū)動程序接著將數(shù)據(jù)寫入運(yùn)動控制卡的存儲器中，并通過觸發(fā)運(yùn)動控制卡的中斷來及時的通知運(yùn)動控制卡有新數(shù)據(jù)寫入。而如果運(yùn)動控制卡需要實時的發(fā)送數(shù)據(jù)給上位機(jī)，方法就復(fù)雜的多。這是因為運(yùn)動控制卡是上位機(jī)的一種PCI設(shè)備，上位機(jī)做為主設(shè)備，可以很方便的對運(yùn)動控制卡進(jìn)行數(shù)據(jù)讀寫和觸發(fā)中斷，而PCI設(shè)備是從設(shè)備，只能被動接收指令和數(shù)據(jù)，無法主動給主設(shè)備（上位機(jī)）發(fā)送指令和數(shù)據(jù)，所以PCI驅(qū)動程序無法實時的通知上位機(jī)。如果PCI設(shè)備要主動給上位機(jī)發(fā)送指令或數(shù)據(jù)，只能采用定時器輪詢或者單獨線程輪詢運(yùn)動控制卡的標(biāo)志寄存器來獲知運(yùn)動控制卡是否有數(shù)據(jù)要發(fā)送給上位機(jī):

定時器輪詢的方式是使用定時器來定時，每隔一段時間對運(yùn)動控制卡的標(biāo)志寄存器進(jìn)行掃描;

單獨線程輪詢是指單獨創(chuàng)建一個線程，在線程里用while語句來不停的掃描運(yùn)動控制卡的標(biāo)志寄存器。

在對現(xiàn)有技術(shù)的研究和實踐過程中，本發(fā)明的發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，上述方法中，若使用定時器輪詢的方式，則無法保證通信的實時性，因為在運(yùn)動控制卡的標(biāo)志寄存器更新后，上位機(jī)無法及時的得到通知，必須等下一個定時器觸發(fā)時才會得到通知，如果定時器周期很長，則實時性會很差。若使用單獨線程進(jìn)行循環(huán)檢測，實時性比定時器的方式有所提高，但也會受到CPU速度和運(yùn)動控制卡讀寫速度的限制，而且這種循環(huán)檢測的方式會占用大量的CPU資源。因此，現(xiàn)有的方法存在實時性差和占用過多CPU資源的缺點。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的實時性差和占用過多CPU資源的問題，本發(fā)明提供了一種機(jī)器人運(yùn)動控制卡與上位機(jī)的通信方法及一種機(jī)器人運(yùn)動控制卡與上位機(jī)的通信裝置。

本發(fā)明提供的一種機(jī)器人運(yùn)動控制卡與上位機(jī)的通信方法，所述通信方法包括步驟：

運(yùn)動控制卡觸發(fā)驅(qū)動程序的中斷程序；

驅(qū)動程序根據(jù)運(yùn)動控制卡的中斷信息觸發(fā)上位機(jī)相對應(yīng)的軟中斷信號；

上位機(jī)根據(jù)觸發(fā)的軟中斷信號執(zhí)行相應(yīng)的處理。

本發(fā)明還提供了一種機(jī)器人運(yùn)動控制卡與上位機(jī)的通信裝置，所述通信裝置包括：

運(yùn)動控制卡，包括驅(qū)動程序中斷觸發(fā)模塊，用于觸發(fā)驅(qū)動程序的中斷程序；

驅(qū)動程序，包括軟中斷信號處理函數(shù)，用于驅(qū)動程序在被運(yùn)動控制卡的驅(qū)動程序中斷觸發(fā)模塊觸發(fā)中斷后，根據(jù)運(yùn)動控制卡的中斷信息觸發(fā)上位機(jī)相對應(yīng)的軟中斷信號；

及上位機(jī)，包括中斷處理模塊，用于上位機(jī)根據(jù)軟中斷信號觸發(fā)模塊觸發(fā)的軟中斷信號執(zhí)行相應(yīng)的處理。

本發(fā)明提供的機(jī)器人運(yùn)動控制卡與上位機(jī)的通信方法和通信裝置，運(yùn)動控制卡可以和上位機(jī)軟件實時信息傳輸，兩者之間的數(shù)據(jù)同步，這樣可以減小工業(yè)機(jī)器人的插補(bǔ)周期，從而提高機(jī)器人的精度。當(dāng)運(yùn)動控制卡需要通知上位機(jī)時，它只需要觸發(fā)驅(qū)動程序的中斷程序，上位機(jī)就能立即得到通知，而避免了現(xiàn)有技術(shù)中需等到下一個定時器被觸發(fā)，實現(xiàn)了實時通信；并且，可以避免單獨開線程所帶來的額外CPU開銷。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為實施例一中一種機(jī)器人運(yùn)動控制卡與上位機(jī)的通信方法的流程圖；

圖2為實施例二中一種機(jī)器人運(yùn)動控制卡與上位機(jī)的通信方法的流程圖；

圖3為實施例三中一種機(jī)器人運(yùn)動控制卡與上位機(jī)的通信裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；