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基于COMX和STM32的機(jī)器人伺服控制器電路設(shè)計(jì)

發(fā)布時(shí)間:2014-10-19 責(zé)任編輯:sherryyu

【導(dǎo)讀】本文介紹的是基于COMX和STM32的機(jī)器人伺服控制器電路設(shè)計(jì)解決方案,先為大家介紹COMX模塊的功能及結(jié)構(gòu),然后講解基于FSMC的接口電路來控制COMX的設(shè)計(jì)。
 
設(shè)計(jì)了基于COMX和STM32的機(jī)器人伺服控制器解決方案。首先介紹了COMX模塊的功能及結(jié)構(gòu),然后設(shè)計(jì)了基于FSMC的接口電路來控制COMX。系統(tǒng)采用實(shí)時(shí)工業(yè)以太網(wǎng)EtherCAT協(xié)議作為機(jī)器人伺服系統(tǒng)的底層協(xié)議,同時(shí)構(gòu)建伺服從站控制器。實(shí)時(shí)以太網(wǎng)技術(shù)簡化了一般總線的互操作性和實(shí)時(shí)性等方面的問題,能滿足控制網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)膶?shí)時(shí)性要求,EtherCAT工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)以其網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)性高、速度快、拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)靈活等優(yōu)點(diǎn)得到廣泛關(guān)注。本控制器采用德國赫優(yōu)訊公司開發(fā)的嵌入式實(shí)時(shí)以太網(wǎng)模塊COMX來完成EtherCAT通信的功能,采用STM32為主控制器,由STM32來控制電機(jī)和COMX的工作流程。
  
硬件電路模塊
  
本伺服控制器主要用于機(jī)器人伺服節(jié)點(diǎn)通訊、關(guān)節(jié)電機(jī)的控制、I/O控制以及傳感信息的采集。主要硬件由COMX和STM32來組成,其中COMX負(fù)責(zé)EtherCAT通信,STM32采用FSMC機(jī)制來讀寫COMX;STM32是從站的伺服控制器主控芯片,主要進(jìn)行電機(jī)控制和A/D、D/A模塊的控制,以及負(fù)責(zé)管理COMX模塊的運(yùn)行流程。其中伺服通信功能是基于EtherCAT協(xié)議進(jìn)行組網(wǎng)來達(dá)到各模塊互聯(lián)和數(shù)據(jù)交換的目的,這樣便于伺服節(jié)點(diǎn)的擴(kuò)展和硬件結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì);在電機(jī)控制上采用RS485接口控制SR518數(shù)字舵機(jī);其中I/O口用于基本的輸入輸出功能;A/D通道可以連接傳感設(shè)備用于機(jī)器人的感知,D/A通道用于對(duì)語音、電流等模擬量的輸出;RS232是開發(fā)過程中的調(diào)試接口。
硬件電路圖
圖1.硬件電路圖
  
STM32采用FSMC機(jī)制控制COMX,將COMX映射到STM32的內(nèi)存空間中,對(duì)COMX的讀寫方式和讀寫SRAM相同。 FSMC是集成在STM32F系列芯片上的外部存儲(chǔ)器控制接口,F(xiàn)SMC能控制兩種存儲(chǔ)器: NOR Flash/SRAM控制器、 NAND Flash/PC卡控制器。嵌入式模塊COMX通過一個(gè)50PIN插槽來連接主控芯片,插槽包含了與主機(jī)通信必備的控制線總線、16位數(shù)據(jù)總線和14位地址總線等;COMX與STM32的硬件電路圖如圖3所示,由電路圖可知COMX內(nèi)存映射到FSMC的第一個(gè)存儲(chǔ)塊的第四個(gè)分區(qū)中,起始地址為 0x6C000000,并且采用8位數(shù)據(jù)寬度來讀寫DPM存儲(chǔ)區(qū)。
 
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