第8卷第3期安顺师范高等专科学校学报Vol18No132006年9月JOURNALOFANSHUNTEACHERSCOLLEGESep12006基于PC控制的智能机械手控制系统卓树峰1黄净晴2(福建信息职业技术学院,福建福州350003)摘要:在现在生产过程中,许多生产环境和工艺都要求机械手应具有无线控制和准确定位的能力以满足生产。为此我们研究和开发了基于单片机为核心的下位机底层控制系统和用VB开发的上位机(PC机)软件,两者之间的数据传送是利用以NRF9E5为核心的传输模块来实现。同时设计了直流电机定位系统以解决机械手的定位问题,提高了机械手的可靠性、智能性和控制精度。关键词:上位机;无线通信;下位机;定位系统;机械手中图分类号:TP27文献标识码:A文章编号:1672-3694(2006)03-0093-04引言通信过程中的底层操作,通过设置、监视Mscomm随着科技的发展,生产技术和生产工艺的不断控件的属性和事件,再结合Timer控件即可完成对发展和改进,在某些方面机械手已经逐渐取代了人串行口的初始化和数据的输入、输出工作。类劳动,它既可以用于实际生产,能够满足装配作Mscomm控件的主要属性如下:业内容改变频繁的重复操作;又可以用于教学实验(1)Commport设置并返回通讯端口号。端口和科学研究,它能够使人直观地了解机器人结构组号可以设置为1～16的任何数。成、动作原理等,所以开发设计和研究机械手具有(2)Setting设置并返回波特率、奇偶校验、比较广泛的实际意义和应用前景。数据位、停止位。一、系统结构(3)Portopen设置并返回通讯端口的状态,也该系统由上位机软件、无线通信模块和下位机可以打开和关闭端口。执行模块构成。系统结构框图如下图1所示:(4)Input从接收缓冲区返回和删除字符。该上位机无线传无线传单片机属性在运行时为只读。^^^^执行模块(PC机)输模块输模块控制系统(5)InputLen设置并返回每次Input属性从接图1系统结构框图收缓冲区中读取的字符数。11上位机软件(6)Output向传送缓冲区写数据。要传送的该机械手操作控制软件是采用高级语言Visual数据可是文本数据或二进制数据。Basic(VB)编写的。主要完成两部分:一部分是(7)CommEvent返回最近的通讯事件或错误。机械手操作界面,通过对该界面的操作可以实现上只要有通讯错误或事件发生错误时就会产生On2位机向无线通信模块传输指令和数据,同时在界面comm事件。CommEvent属性中存有该错误或事件上还制作了二维坐标,用来显示机械手的平面运动的数值代码。位置,方便工作人员在控制室里对机械手进行操21无线通信模块控;另一部分是数据串行通信,利用VB的串行控本系统采用了以NRF9E5为核心的无线传输件Mscomm实现系统的串行通讯。该控件屏蔽了模块,该模块是一块具有433/868/915MHz高性能收稿日期:2006-05-08作者简介:11卓树峰(1978110～),男,福建信息职业技术学院教师。21黄净晴(1981111～),女,福建信息职业技术学院教师。·93·安顺师范高等专科学校学报2006年第3期嵌入式无线模块,多频道多频段,低工作电压只有119～316V,最大发射功率+10dBm,高抗干扰GFSK调制,可跳频,数据速率50kbps,独特的载波监测输出,地址匹配输出,数据就绪输出,完整的多址通信协议和CRC校验,同时内置高性能51单片机(速度三倍于同主频的标准51单片机),被广泛的应用在无线遥控系统、机器人控制、工业数据采集系统等。该无线传输模块主要作用是与上位机串口通信接收数据,再把接收到的数据经处理后以无线的方式发射到下位机。其中核心芯片NRF9E5属于可编程器件,在硬件电路设计时,主要完成内部的UART串口与上位机通信的串口电路,由于该芯片内部没有ROM,为此在外部扩展了一片MI2CROCHIP公司的32K容量的SPI总线接口的25AA320程序存储器来存储程序。在上电时,NRF9E5通过内部SPI接口把25AA320中的程序自动的读到NRF9E5内部的4KB的专用RAM中图2无线发射程序流程图开始执行。在软件设计时主要考虑的问题是有线和31下位机执行模块无线通信的协议和工作时序这就要求在配置各个,该模块主要是以无线方式接收上位机传送的数定时器和寄存器时,要保证传输时波特率和数据格据,同时将无线接收到的数据通过串口传送给下位式要一致,否者将接收到乱码或错误数据,影响下机系统处理执行,其原理框图如下图3。位机的动作。软件流程图2如下:图3下行执行模块原理