專利名稱：一種基于ARM和Linux的工業(yè)機器人控制器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種工業(yè)機器人控制器，特別是涉及一種基于ARM和Linux的工業(yè)機器人控制器。
背景技術(shù)：
工業(yè)機器人是面向工業(yè)領(lǐng)域的多關(guān)節(jié)機械手或多自由度的機器人。工業(yè)機器人是自動執(zhí)行工作的機器裝置，是靠自身動力和控制能力來實現(xiàn)各種功能的一種機器。它可以接受人類指揮，也可以按照預先編排的程序運行，現(xiàn)代的工業(yè)機器人還可以根據(jù)人工智能技術(shù)制定的原則綱領(lǐng)行動。機器人控制系統(tǒng)是機器人的大腦，是決定機器人功能和性能的主要因素。工業(yè)機器人控制技術(shù)的主要任務(wù)就是控制工業(yè)機器人在工作空間中的運動位置、姿態(tài)和軌跡、操作順序及動作的時間等。具有編程簡單、軟件菜單操作、友好的人機交互界面、在線操作提示和使用方便等特點。但目前來說，傳統(tǒng)的工業(yè)機器人控制器價格非常昂貴，而且接口單一，使用不方便，漸漸不能滿足人們生產(chǎn)和生活的需求。如何能降低機器人的成本，更好的服務(wù)于工業(yè)生產(chǎn)和人們生活是現(xiàn)在技術(shù)面臨的一大挑戰(zhàn)。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種基于ARM和Linux的工業(yè)機器人控制器，成本低、性能優(yōu)越，接口較多、性能穩(wěn)定，且能滿足多種工業(yè)機器人的控制要求。為了達到上述目的，本實用新型采用的技術(shù)方案是一種基于ARM和Linux的工業(yè)機器人控制器，應(yīng)用于工業(yè)機器人控制器系統(tǒng)中，包括ARM9微處理器及與ARM9微處理器相連的10路高速脈沖輸出通道、10路輔助通道開關(guān)量輸出、32路開關(guān)量輸出通道、32路開關(guān)量輸入通道，且所有的通道都通過光電隔離。ARM9微處理器上設(shè)置有SPI接口、RS232接口、JTAG接口、TCP/IP接口及USB接口。所述的32路開關(guān)量輸入通道包括16路帶中斷功能的開關(guān)量輸入通道和16路通用開關(guān)量通道，且中斷方式為電平觸發(fā)和邊沿觸發(fā)。所述的 10路高速脈沖輸出通道和10路輔助通道開關(guān)量輸出能實現(xiàn)CP-WR和CW-CCW兩種控制輸出模式。3路RS232接口通過電平轉(zhuǎn)換電路與ARM9微處理器雙向連接進行信息交換JTAG 協(xié)議通過JTAG接口與ARM9微處理器相連，局域網(wǎng)LAN通過TCP/IP接口與ARM9微處理器相連接，USB設(shè)備通過USB接口與ARM9微處理器相連接，16路帶中斷功能的開關(guān)量輸入通道通過光電隔離后與ARM9微處理器的輸入端相連；16路通用開關(guān)量輸入通道依次通過光電隔離、SPI接口后與ARM9微處理器的輸入端相連；10路輔助通道開關(guān)量輸出通過光電隔離后與ARM9微處理器輸出端相連；10路高速脈沖輸出通道通過光電隔離后與ARM9微處理器輸出端相連；16路開關(guān)量輸出通道通過光電隔離后與ARM9微處理器輸出端相連；16 路開關(guān)量輸出通道依次通過光電隔離、SPI接口與ARM9微處理器輸出端相連。[0007]ARM9微處理器的組成結(jié)構(gòu)包括S3C2440微處理器、與S3C2440微處理器雙向連接的SDRAM、FLASH、接口電路、時鐘電路、與S3C2440微處理器的輸入端連接并為S3C2440微處理器提供工作電源的電源電路。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的有益效果是能夠與工業(yè)執(zhí)行裝置接口，構(gòu)成機器人，成本低、性能優(yōu)越，接口較多、性能穩(wěn)定，且能滿足多種工業(yè)機器人的控制要求。

圖1為本實用新型的原理框圖；圖2為本實用新型的ARM9微處理器的內(nèi)部系統(tǒng)原理圖。
具體實施方式
本實用新型的主旨在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種基于ARM和Linux的工業(yè)機器人控制器，能夠與工業(yè)執(zhí)行裝置接口，構(gòu)成機器人，成本低、性能優(yōu)越，接口較多、性能穩(wěn)定，且能滿足多種工業(yè)機器人的控制要求。下面結(jié)合實施例參照附圖進行詳細說明，以便對本實用新型的技術(shù)特征及優(yōu)點進行更深入的詮釋。本實用新型的原理框圖如圖1所示，一種基于ARM和Linux的工業(yè)機器人控制器， 應(yīng)用于工業(yè)機器人控制器系統(tǒng)中，包括ARM9微處理器及與ARM9微處理器相連的10路高速脈沖輸出通道、10路輔助通道開關(guān)量輸出、32路開關(guān)量輸出通道、32路開關(guān)量輸入通道，且所有的通道都通過光電隔離。ARM9微處理器上設(shè)置有SPI接口、RS232接口、JTAG接口、 TCP/IP接口及USB接口。所述的32路開關(guān)量輸入通道包括16路帶中斷功能的開關(guān)量輸入通道和16路通用開關(guān)量通道，且中斷方式為電平觸發(fā)和邊沿觸發(fā)。所述的10路高速脈沖輸出通道和10路輔助通道開關(guān)量輸出能實現(xiàn)CP-WR和CW-CCW兩種控制輸出模式。3路RS232接口通過電平轉(zhuǎn)換電路與ARM9微處理器雙向連接進行信息交換JTAG 協(xié)議通過JTAG接口與ARM9微處理器相連，局域網(wǎng)LAN通過TCP/IP接口與ARM9微處理器相連接，USB設(shè)備通過USB接口與ARM9微處理器相連接，16路帶中斷功能的開關(guān)量輸入通道通過光電隔離后與ARM9微處理器的輸入端相連；16路通用開關(guān)量輸入通道依次通過光電隔離、SPI接口后與ARM9微處理器的輸入端相連；10路輔助通道開關(guān)量輸出通過光電隔離后與ARM9微處理器輸出端相連；10路高速脈沖輸出通道通過光電隔離后與ARM9微處理器輸出端相連；16路開關(guān)量輸出通道通過光電隔離后與ARM9微處理器輸出端相連；16 路開關(guān)量輸出通道依次通過光電隔離、SPI接口與ARM9微處理器輸出端相連。本實用新型的ARM9微處理器的內(nèi)部系統(tǒng)原理圖如圖2所示，ARM9微處理器的組成結(jié)構(gòu)包括S3C2440微處理器、與S3C2440微處理器雙向連接的SDRAM、FLASH、接口電路、 時鐘電路、與S3C2440微處理器的輸入端連接并為S3C2440微處理器提供工作電源的電源電路?；贏RM和Linux的工業(yè)機器人控制器的核心是ARM9核心板，主要是ARM9微處理器S3C2440。S3C2440微處理器是Samsung半導體公司基于ARM920T內(nèi)核推出的一款高性能、低功耗、高集成度并具有工業(yè)級溫度范圍和性能的32位ARM微處理器。主頻高達 400MHz，最高可達533MHz，片上集成MMU、指令/數(shù)據(jù)分開的16KCache、SDRAM、NAND-FLASH控制器、LCD控制器、4通道DMA、3通道UART、IIC總線、IIS總線、SD主機接口、P^定時器、 看門狗、片上PLL時鐘發(fā)生器、112個GPIO 口、8通道10位AD控制器和觸摸屏接口以及帶日歷函數(shù)的實時時鐘。核心電壓為1.3V，采用固定的32位運算寬度，能很好地降低功耗，并且支持從NAND-FLASH直接啟動。電源電路負責給S3C2440微處理器供電，功能為電源穩(wěn)壓、電壓檢測、過流保護等。網(wǎng)絡(luò)接口電路的功能是完成網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的物理層轉(zhuǎn)換；因為S3CM40沒有內(nèi)置任何存儲器，必須外擴存儲器，系統(tǒng)中外擴了 64M的SDRAM作為內(nèi)存，外擴了 64M的FLASH作為程序存儲器。外擴大容量的存儲器，可滿足系統(tǒng)大規(guī)模應(yīng)用程序，甚至上操作系統(tǒng)的需求。盡管本實用新型通過具體實例對如何實現(xiàn)基于ARM和Linux的工業(yè)機器人控制器工作作出了清晰而完成的描述，但是本實用新型不僅僅限于所述實施例，通過簡單的改變程序來達到相同目的是可能發(fā)生的并且都包括在本實用新型之中。
權(quán)利要求1.一種基于ARM和Linux的工業(yè)機器人控制器，應(yīng)用于工業(yè)機器人控制器系統(tǒng)中，其特征在于該控制器包括ARM9微處理器及與ARM9微處理器相連的10路高速脈沖輸出通道、10路輔助通道開關(guān)量輸出、32路開關(guān)量輸出通道、32路開關(guān)量輸入通道，且所有的通道都通過光電隔離；ARM9微處理器上設(shè)置有SPI接口、RS232接口、JTAG接口、TCP/IP接口及USB接口。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于ARM和Linux的工業(yè)機器人控制器，其特征在于所述的控制器的32路開關(guān)量輸入通道包括16路帶中斷功能的開關(guān)量輸入通道和16路通用開關(guān)量通道，且中斷方式為電平觸發(fā)和邊沿觸發(fā)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于ARM和Linux的工業(yè)機器人控制器，其特征在于，所述的控制器的連接電路如下3路RS232接口通過電平轉(zhuǎn)換電路與ARM9微處理器雙向連接進行信息交換；JTAG協(xié)議通過JTAG接口與ARM9微處理器相連，局域網(wǎng)LAN通過TCP/IP接口與 ARM9微處理器相連接，USB設(shè)備通過USB接口與ARM9微處理器相連接，16路帶中斷功能的開關(guān)量輸入通道通過光電隔離后與ARM9微處理器的輸入端相連；16路通用開關(guān)量輸入通道依次通過光電隔離、SPI接口后與ARM9微處理器的輸入端相連；10路輔助通道開關(guān)量輸出通過光電隔離后與ARM9微處理器輸出端相連；10路高速脈沖輸出通道通過光電隔離后與ARM9微處理器輸出端相連；16路開關(guān)量輸出通道通過光電隔離后與ARM9微處理器輸出端相連；16路開關(guān)量輸出通道依次通過光電隔離、SPI接口與ARM9微處理器輸出端相連。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于ARM和Linux的工業(yè)機器人控制器，其特征在于ARM9微處理器的組成結(jié)構(gòu)包括S3C2440微處理器、與S3C2440微處理器雙向連接的SDRAM、FLASH、 接口電路、時鐘電路、與S3C2440微處理器的輸入端連接并為S3C2440微處理器提供工作電源的電源電路。
專利摘要本實用新型公開了一種基于ARM和Linux的工業(yè)機器人控制器，包括ARM9微處理器及與ARM9微處理器相連的10路高速脈沖輸出通道、10路輔助通道開關(guān)量輸出、32路開關(guān)量輸出通道、32路開關(guān)量輸入通道，且所有的通道都通過光電隔離。ARM9微處理器上設(shè)置有SPI接口、RS232接口、JTAG接口、TCP/IP接口及USB接口。所述的32路開關(guān)量輸入通道中有16路配置有中斷功能，中斷方式為電平觸發(fā)和邊沿觸發(fā)。本實用新型能夠與工業(yè)執(zhí)行裝置接口，構(gòu)成機器人，成本低、性能優(yōu)越，接口較多、性能穩(wěn)定，且能滿足多種工業(yè)機器人的控制要求。
文檔編號G05B19/418GK202102308SQ20112022979
公開日2012年1月4日 申請日期2011年7月1日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月1日
發(fā)明者張志堅, 李廣明, 楊雷 申請人:東莞理工學院