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随着电子技术、控制技术及计算机技术的发展,机器人技术正朝着高速、高精度、智能化、网络化、多功能化的方向发展,这对机器人运动控制系统也提出了更高的要求。机器人运动控制器要实现对机器人更高速、更高精度的速度及位置控制,要实现更为复杂的控制算法,就必须具有更高性能的微处理器及相关处理模块。
本论文研究开发了一款基于TI公司的32位定点数字信号处理器TMS320F2812和Altera公司的EPM7128SQC100 CPLD的机器人运动控制器。本论文的主要工作及成果如下:
(1)设计了运动控制器的总体结构,并对TMS320F2812及EPM7128SQC100的功能及工作原理进行了详细介绍。
(2)对机器人运动控制器的硬件电路部分进行了设计,主要完成了电源模块、DSP模块及其相关外围电路、CPLD模块及其相关外围电路、电机驱动电路及反馈信号处理电路等的设计。
(3)在完成整个运动控制器的硬件设计的基础上,完成了DSP相关模块处理程序的编写,主要包括DSP的初始化、与上位机及外围设备的通信、PWM控制信号的产生、AD采样程序等,此外还完成了CPLD模块的程序编写与具体实现,包括部分接口程序、PWM逻辑处理程序、测速信号处理程序等。
(4)在TI的集成开发环境CCS2.2(C2000)下完成了DSP部分硬件的调试及程序的仿真工作,在Quartus II环境下完成了对CPLD硬件及程序的调试与仿真工作,达到了预期的效果。