基于C8051的运动控制卡研制和应用
基于C8051F020单片机和SJA1000控制器实现深海测控系统的设计
基于C8051F020单片机和SJA1000控制器实现深海测控系统的设计1、引言为了开发海洋资源，人类必须首先了解海底环境。
然而，海底环境十分复杂，对海底探测的要求很高，深海环境下需要采集的参数比较多，包括深度、温度、盐度、PH值、溶解氧及各种化学元素等。
深海测控系统工作时需要接收来自甲板控制中心的命令，同时要将采集到的数据反送到甲板控制中心，二者之间的最大通信距离大于5km，因此，它们之间的通信要求很高。
CAN 总线与一般的通信总线相比，它的数据通信具有突出的可靠性、实时性和灵活性。
CAN的直接通信距离最远可达10km（速率在5kb/s以下），报文采用短帧结构，传输时间短，受干扰概率低，保证了数据出错率极低。
为此，采用CAN总线作为通信方式。
2、深海测控系统的基本组成深海测控模块由二大部分组成：测控子模块和通信子模块。
测控子模块的主要功能是根据甲板控制中心的命令启动系统并完成参数提取、转换、数据处理、存储及发送等操作。
通信子模块的功能是完成甲板与水下测控系统的通信。
测控子模块以Cygnal公司的C8051F020型单片机为核心，扩展信号调理电路及与CAN 总线的接口。
通信子模块是Philips公司的SJA1000型CAN控制器。
2.1 测控子模块深海测控子模块由微控制器系统和I/O系统组成。
微控制器是Cygnal公司的C8051F020型单片机。
C8051F020采用CIP－51型微控制器内核及流水线指令结构，70％的指令执行时间为1个或2个系统时钟周期，峰值速度达到25MI/s，能满足深海环境下多路数据的快速采集与分析。
C8051F020型单片机内部集成1个12位8通道带可编程增益放大器的A/D转换器和1个8位8通道A/D转换器，能满足深海多路环境参数采集；2路12位电压输出D/A转换器；16位可编程定时/计数器阵列PCA可用于输出PWM以控制步进电机的运转；64个耐5V电压的通用I/O口可控制开关器件的启动和停止。
基于单片机C8051F的智能温控系统的设计与实现
基于单片机C8051F的智能温控系统的设计与实现.txt“我羡慕内些老人羡慕他们手牵手一直走到最后。
━交话费的时候，才发现自己的话那么值钱。
·490·计算机测量与控制.2009.17(3)Computer Measurement & Control 控制技术中华测控网收稿日期:2008-07-27; 修回日期:2008-08-30。
基金项目:西北工业大学创新实验室资助项目(07031)作者简介:赵跃齐(1983-),在读研究生,主要从事计算机测控技术方向的研究。
马瑞卿(1963-),教授,博士,主要从事电机智能控制技术方向的研究。
文章编号:1671-4598(2009)03-0490-02 中图分类号:TP274·5文献标识码:A基于单片机C8051F的智能温控系统的设计与实现赵跃齐,马瑞卿,梁贵毅,曾重,梁波(西北工业大学自动化学院,陕西西安710072)摘要:随着自动化水平的不断提高,工业现场对温度的控制越来越高,设计了一种适用于现代工业现场的实时高精度温度监控系统;采用单片机C8051F020和PC机相结合,具有数据采集、数据显示、数据通信及数据存储等功能,通过RS485总线和上位机相连,上位机可以通过软件对系统进行设置和控制,系统同时通过液晶模块实时显示监测到的温度和万年历;试验证明,本系统具有一定的实时高精度性能,有着很强的推广价值。
关键词:单片机;智能温控;液晶模块;上位机Design and Realization of Intelligent Temperature Control SystemBased on C8051F MicrocontrollersZhao Yueqi, Ma Ruiqing, Liang Guiyi, Zeng Zhong, Liang Bo(Automation College, Northwestern Polytechnical University, Xi an 710072, China) Abstract:With the continuous improvement of automated level, the requirements for temperature control is more and more high in in-dustry scene. This article develops a temperature control system, which can suit to modern industry, use single chip computer C8051F020and personal computer together, have the functions of data acquisition, data display, data communication and data storage. implementedthrough RS485 connect to host conputer, the host computer can use software to control and setting the system , at the same time, the sys-tem can display the temperature and calendar by LCD module in time. The practical results has proved that this system has high precisionand worthy of using abroad.Key words:microcontrollers; intelligent temperature control; LCD module; host computer0 引言现代工业技术的自动化程度在不断提高。
C8051F040在基于CAN总线的分布式测控系统中的应用
C8051F040 在基于 CAN 总线的分布式测控系统中的应用 摘要生产的单片机 8051040 是代表８位单片机发展方向的高速 25 混 合信号系统级芯片它不仅集成了一般测控系统需要的外设，而且集成了很 有发展前景的现场总线—总线控制器，文中对该芯片中的控制器结构作了 分析，并给出了在分布式测控系统中使用该芯片的智能节点的硬件、软件 设计方案。
关键词 8051040；总线；分布式；测控节点１ 概述分布式在线测控系统是由多个面向设备的、以ＭＣＵ为核心的智 能处理单元和多个并行运行且具有不同监测和故障诊断功能的微机构成 的。
该系统采取分治的设计思想 交给设备层的智能处理单元去完成 诊断。
分布式测控系统设计均应考虑各个节点之间的通信问题 网络的选取对系统性能有很大影响。
国内已开展了基于现场总线的在线测控系统的研究 并利用ＣＡＮ 因为通信 它将数据采集以及部分数据处理任务 而监测诊断层主要负责监视和故障总线实现设备层的检测处理、单元间的通信以及与上层监测主机的通信。
ＣＡＮ总线就是一种支持分布式实时控制系统的串行通信局域网络 总线。
它的主要特点如下●任一个节点均可在任一时刻主动向网络上的其它 节点发送数据,而从不分主从,因此， 通信比较灵活;●节点可分为不同的优先 级,可以满足不同的实时要求;●采用非破坏性总线仲裁,当两节点同时向总 线发送信息时,优先级低的节点主动停止数据发送 而优先级高的节点可不受影响地继续发送数据； ●通信距离最远可达１０ｋｍ，通信最高速率 可达１Ｍｂｐｓ 每帧数据的有效字节数为８，因此，可保证很短的传输时间，而且实时性强，受干扰的概率低；范文先生网收集整理 ●每帧数 据都含有ＣＲＣ循环冗余校验及其它校验措施，因而数据出错率很低； ● ＣＡＮ总线节点在严重错误的情况下，可自动切断与总线的联系，以使总 线上的其它操作不受影响。
目前，ＣＡＮ总线协议以其可靠性高、实时性好以及独特的设计已经 成为总线通信网络的首选 国内目前使用较广的是ＰＨＩＬＩＰＳ生产的ＳＪＡ１０００、８２Ｃ２００等独立的ＣＡＮ控制器，由于这种独立 的控制器限制了测控节点的集成度，因此，很多微处理器生产厂家已经开 始生产内部集成有ＣＡＮ控制器的ＭＣＵ。
基于C8051单片机的步进电机控制系统_孙健
图5 两层组网模式3 结束语采用无线技术组建小区无线电表采集系统具有很大的优势,大大降低了系统构造成本,尤其是采用电池供电,给安装带了很大的灵活性。
本系统的总体特点是成本低、功耗低、稳定可靠,且易于实现,具有良好的理论价值与实用价值。
参考文献[1](DL/T698 1999)低压电力用户集中抄表系统技术条件[S].[2]孙利民,李建中等.无线传感器网络[M].北京:清华大学出版社,2005.[3]刘媛,孙艺红,程君,等.无线传感器网络通用平台的研发[J].控制工程,2006,1(2):123 126.[4]冯锡生.无线局域网(W LAN)综述[J].铁道学报,1997,19(1):22-24.[5]张洪彬,柳吉龄,齐伟,等.一种高速数据采集系统的实现.中国测试技术.2007,33(1):125 126.[6]J i an liang Zh eng,M yung J.L ee."A co m p rehens i ve perf or m ancest udy of IEEE802.15.4"[M].IEEE Press Book,2004.[7]陈聪,冯玉林,施惠昌,等.基于IEEE802.15.4的Ad hoc网络路由协议研究[J].微计算机信息,2006,22(5 3):124 126.作者简介:陈文宇(1982-),女,助理工程师;刘泽禧,男,研究生,毕业于广东工业大学信息工程。
收稿日期:2008-09-18(8482)文章编号:1671-1041(2009)02-0029-02基于C8051单片机的步进电机控制系统孙 健1,张国玉1,刘大勇2(1.长春理工大学光电学院,长春130022;2.吉林大学电子科学与工程学院,长春130012)摘要:步进电机由于其精确性及其良好的性能得到广泛的应用。
本文介绍了以C8051系列单片机为核心所设计的步进电机的控制系统,主要阐述了系统的硬件电路以及软件的设计方法。
基于C8051与VC的双足竞步机器人控制系统设计
０ 引 言
随着 双 足 竞 步机 器 人 技 术 的不 断成 熟 与 完 善 ， 这类机 器人 在 国民经 济 和 国防 建 设 等 诸 多行 业 有 着 越来越 广 泛 的应 用 。仅 就 单 一 的移 动功 能 而 言 ，双
（ ．江 西 理 工 大 学 机 电 工 程 学 院 ，江西 赣 州 １ ３ １０ ４ ００；
２ ．江西理工大学 电气 工程 与 自动化学 院 ，江西 赣州
３ １０ ） ４ ００
摘
要 ：双足竞 步机 器人 是模仿 双足动物运 动形 式的仿生机器人 ，是一种双 足式移动机 构。本文 以中国机 器人大赛
地用于其它相关领域 。 关 键 词 ：竞 步 机 器 人 ；单 片 机 ；ｖ ；数 字 舵 机 ｃ
中图分类号 ：Ｔ ３ １ Ｐ４ Ｍ ８ ；Ｔ ２ ２
文献标志码 ：Ａ
文章编号 ：１０ —８８ ２ １ ）３０ ３ －４ ０ １６ ４ （０ ２ ０ －０ ６０
Ｄｅ ｉ ｎ ｏ ｎ ｒ ｌ ｙ ｔｍ ｏ ａｋ ｎ ｂ ｔＢａ ｅ ｎ Ｃ８ ５ ｎ ｓｇ ｆＣｏ ｔ ｏ ｓｅ ｆ ｒ Ｗ ｌ ｉ ｇ Ｒｏ ｏ ｓ ｄ ｏ ０ ａ ｄ ＶＣ Ｓ １
双足竞 步机器人做为研究平台 ，提出一 种基 于 ｃ ｏ １ ８ ５ 单片机与 Ｖ ｃ的双 足竞步机器人 控制 系统 ，设计 将给 出整体 的 硬件电路和软件设计思路 。通过近两年大赛 中实际运 用表明 ，该 系统 不仅具 有 良好 的人机对话 界面 和再扩展 功能 ，
还具有操作简单 、运行可靠等特点 ，能实现对双足竞步机器人的有效控制 ，而且本 系统功能能延 伸运用 ，可 以很好
ｅ ｔ ｎ ｉ ｌ ｕ ｃｉ ｎ ａ ｄ ｓｍｐ ｅ ａ ｄ ｒ ｌ ｂ ｅ ｏ ｅ ａ ｉｎ，ｃ ｕ ｄ ａ ｈ ｅ ｅ ｔ ｅ ｅｆｃ ｉｅ ｃ ｎ ｒ ｌｏ ｉ ｅ ａｋ ｎ ｘｅ ｓｂ ｅ ｆ ｎ ｔ ｎ ｉ ｌ ｎ ｅｉ ｌ ｐ ｒ ｔ ｏ ａ ｏ ｏ ｌ ｃ ｉｖ ｈ ｆ ｔ ｏ ｔｏ ｆａ ｂ ｐ ｄ ｗ ｌ ｉ ｇ ｅ ｖ
C8051F020在SD卡主控制器设计中的应用
C8051F020在SD卡主控制器设计中的应用1 引言飞机飞行状况监测及数据采集仪。
用于采集飞机试飞时的各种飞行数据，要求大量的存储容量。
它具有功能强、性价比高、安装和使用方便的特点。
采集仪可以根据用户的要求进行配置，对八路传感器输入信号进行调理、采样及数据处理，将测量结果实时动态显示，并通过其报警功能，实现设备故障预警。
采集仪既可以单机独立工作，也可以通过RS－485总线将多达16台采集仪与计算机联机组成在线监测系统。
应用范围包括各种不同类型的电机、风机、泵、齿轮箱、轧机、风力发电机、电站和离心机，以及各种机械设备常见故障的状态监测等。
2 硬件功能原理与设计SD卡的外形和接口。
根据SD卡与主控制器的通信协议不同，SD卡对外提供两种访问模式：SD模式和SPI模式。
所用通信模式不同，SD卡引脚的功能也不同，具体引脚功能如表1所示。
在具体通信过程中，主机只能选择其中一种通信模式。
通信模式的选择对于主控制器来说是透明的，卡会自动检测复位命令的通信协议模式，而且通信模式一旦选定，系统在通电情况下不能改变。
SD模式下，主控制器使用SD总线访问SD卡。
可通常的单片机没有硬件SD总线，尽管可以借助通用口线用软件仿真，但访问速度较低，还要大量占用CPU时间，而单片机多具有SPI总线。
注：S--电源；I--输入；O--推挽输出；PP--推挽I/O。
在SPI总线模式下。
CS为主控制器向卡发送的片选信号，SCLK为主控制器向卡发送的时钟信号。
DI（DataIn）为主控制器向卡发送的单向数据信号，DO（DataOut）为卡向主控制器发送的单向数据信号。
SD卡的内部结构，还具有卡接口控制器、寄存器以及SD和SPI两种模式的对外接口等。
外部主控制器访问卡的外部信号线并不与存储器单元直接相连，而是通过卡的接口控制器与存储器单元接口相连。
卡内存储单元的读，擦，写由卡接口控制器根据主控制器的命令自动处理完成，而主控制器无须知道卡内是如何操作、管理存储单元的。
C8051F系列单片机的发展和应用
C8051F系列单片机的发展和应用摘要：C8051F系列单片机的推出，使单片机进入SoC ( System on Chip )时代。
C8051F系列单片机功能强大,能够作为嵌入式系统的主控制器，具有上手快(全兼容8051指令集)、研发快(开发工具易用，可缩短研发周期)和见效快(调试手段灵活)等特点，使得C8051F系列单片机得到广泛的应用。
本文首先对C8051F 系列单片机做了大概的介绍，之后详细分析说明了它的原理机制，介绍了C8051F 系列单片机的特点，阐述了它的发展和应用。
关键词：C8051F SoC 发展应用前言在嵌入式系统低端的单片机领域, 80C51系列一直扮演着一个重要角色,近年来,由于80C51的速度低(每一条指令至少需要12个时钟周期) ,功耗高(几毫安到几十毫安) ,功能少(不能直接处理模拟信号)等等, 80C51系列单片机似乎已经走道了尽头,然而当前CYGNAL公司推出的C8051F系列单片机又将80C51兼容单片机推上了8位机的先进行列,使80C51系列从MCU时代进入到了SoC ( System on Chip )时代。
SoC是随着半导体生产技术的不断发展而产生的新概念,它是集成度越来越高和对嵌入式控制技术可靠性越来越高的产物[1]。
SoC是指片上系统或系统级芯片, SoC的完整定义为:在同一个芯片上集成了控制部件(微处理器,存储器)和执行部件( I/O接口,微型开关,微机械) ,能够自成体系,独立工作的芯片。
因此, C8051F系列单片机功能强大,能够作为嵌入式系统的主控制器。
本文主要介绍了C8051F系列单片机的特点，以及它的发展和应用。
一 C8051F系列单片机简介C8051F系列单片机是完全集成的混合信号系统级芯片，具有与8051兼容的CIP-51微控制器内核，采用流水线结构，单周期指令运行速度是8051的12倍，全指令集运行速度是原来的9.5倍。
C8051F020的内部电路包括CIP-51微控制器内核及RAM、ROM、I／O 口、定时／计数器、ADC、DAC、PCA（Printed Circuit Assembly 印制电路组装）、SPI（Serial Peripheral Interface--串行外设接口）和SMBus（System Management Bus）等部件，即把计算机的基本组成单元以及模拟和数字外设集成在一个芯片上，构成一个完整的片上系统(SoC) [2]。
单片机C8051F020及其在仪器和仪表中的应用
单片机C8051F020及其在仪器和仪表中的应用1引言当前,随着科学技术及工农业生产水平的不断提高,对相应的仪器仪表也提出越来越高的要求,因此,仪器仪表需扩展大量的外围功能部件来满足仪器仪表复杂性、高性能及智能化的要求。
这种方法虽然满足了仪器的复杂性要求,但随之而来的问题是由于系统扩展的过于复杂而造成系统可靠性降低,故障率增加,查找故障困难,从而失去了智能化仪器仪表的优势,如果能够将功能复杂的众多外围功能部件全部或大部分集成到系统所使用的单片机内部,则可大大提高仪器仪表系统的可靠性,同时又使系统的成本得以降低,还可利用单片机片内资源在不增加硬件成本的情况下增强仪器的性能,因而该方案是提高仪器仪表可靠性及性能的行之有效的方法,而美国Cygnal公司的C8051F020单片机便是1款可满足复杂高性能仪器仪表要求的单片机。
C8051F020单片机是集成在1块芯片上的混合信号系统级单片机,具有与MCS51内核及指令完全兼容的微控制器。
除了具有标准8051机的数字外设部件外,片内还集成了数据采集与控制系统中常用的模拟部件和其它数字外设及功能部件,主要包括模拟多路选择器、可编程增益放大器、ADC、DAC、电压比较器、电压基准、温度传感器、SMBus/I2C、UART、SPI、可编程计数器/定时器阵列、定时器、I/O端口、电源监视器、看门狗定时器和时钟振荡器等,且该单片机内部具有JTAG和调试电路,通过JATG接口可以使用安装在最终应用系统产品上的单片机进行非侵入、全速及在系统调试。
2功能与特点（1）25MIPS高速流水线式与8051机完全兼容的CIP-51内核。
（2）真正12位100KBps、8通道带可编程增益放大器的ADC。
（3）真正8位500KBps,带可编程增益放大器的ADC。
（4）5个16位通用定时器。
（5）具有5个捕捉/比较模块的可编程计数/定时器阵列。
（6）内部电压基准。
（7）内置温度传感器（±3℃）。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
ＰＩＤ前馈控制器的算法如图４所示，公式为：
坼（ｆ）＝群（“ｆ）＋专丘，渺＋％警）＋巧（‰（ｏ一咯（ｆ））
式中，Ｋ是比例常数：乃是积分常数％是微分常数，
％＋ｌ Ｏ）为第ｋ次采样时所给定的ｋ＋１时刻的指令位置值，
巧为前馈系数－
由于计算机控制是一种采样控制，所以数字ＰＩＤ控
制是根据采样时刻的偏差值计算控制量，因此上式中的 积分项和微分项要进行离散化处理，离散的ＰＩＤ表达式 为：
Ｔｈｅ ＤｅＶｅＩｏｐｍｅｎｔ ａｎｄ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ Ｍｏｔｉｏｎ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｃａｒｄ Ｂａｓｅｄ
ｏｎ
Ｃ８０５１
Ｗａｎｇ Ｔｉｎｇ
Ｙａｏ Ｃｈｅｎ
Ｌｉ
Ｘｉａｏ胁
Ｂａｉ Ｈａｉｃｈｅｎｇ
（ＳｌＱｔｅ｝ｃｅ）｝Ｌ曲ｏｒｄｔｏｒｙ巧Ｒ曲ｏｌｉｃｓ Ｓｈｅ唧ｎｎｇ ｌｎｓｔｉｌＨｔｅ可ＡＨｔｏｍｎｔｉｏｎ Ｃｈｉ№ｓｅ Ａｃｄｄｅｍ），《Ｓｃｉｅｎｃｅｓ Ｓｈｅ唧ｎ曙ｉｉｏｏｊ６ Ｃｈｉ∞）
第２９卷第８期增刊仪器仪表 Nhomakorabea学
报
ｖｏＩ．２９Ｎｏ．８
兰塑！笙苎星
篁垫ｌ翌兰塑！全坚婴垒！竺！墨里！！里堑！！！！翌堑坐里呈坐
垒竺墨：三塑墨
基于Ｃ８０５ １的运动控制卡研制和应用
王挺 姚辰 李小凡
中科院沈阳自动化所，
白海城
沈阳
１１００１６）
（机器人学国家重点实验室
摘要：本文针对排爆机器人手臂多关节联动控制的需要，开发了一种具有高集成度的基于ｃ８０５１单片机和ＣＡＮ总线的 运动控制卡。介绍了运动控制卡的原理及实施方案，同时给出了运动控制卡在机器人平台的应用实例。在排爆机器人平台 上的应用表明该运动控制卡具有较高的精度及很好的可靠性和实时性。 关键词：ｃ８０５ｌ ＣＡＮ总线运动控制卡
ＫＢ
物图，幽３为采Ｈｊ该运动控制模块进行手臂控制
的国家８６３计划支持项目“灵豹”排爆机器人及控 制器，圈中机器人人臂一删可以看到一个外置的
ｕｒ在系统编科
的ＦＩ壮ｈ内存．４３５２ｒ４Ｋ＋２５６１字节的片内ＲＡＭ，
运动控制模块。机器人手臂通过运动动控制卡实 现了对多关节的高丰卉度联动控制。
－４寻址６４ＫＢ地址空间的外部数据存储器接口， 硬件实现的ｓＰＩ、ｓＭＢｍ／Ｉ ２ｃ和２个ｕＡＲＴ申 行接口；５个通Ｊ１ｊ的１６位定时器，６个捕捉／比 较模块的可编科计数器／定时器数组，片内看门 狗定叫器、ｖＤＤ监视器、时钟振荡器和温度传癌
ｒｅｌｉａｂｉｌｉ谚ａｎｄ ｒｅａｌ—ｔｉｍｅ
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ｃ８０５ ｌ
ｐｅｒｆｏ册ａｎｃｅ．
ｍｏｔｉｏｎ ｃｏｎｔｒｏｌ ｃａｒｄ
ＣＡＮ ｂｕｓ
器采用的是ＡＤＷ州ＣＥＤ １引言
排爆机器人的机械臂控制是工业机械臂在移 动载体上和在非结构环境中的一种特殊应用。与 典型的工业机械臂设备相比，排爆机器人的机械
ｊ
３硬件系统设计
ｃ８０５ＩＦ０６０是ｓⅢｃｏｎ ＬａｂｏｍＩｏｒＩｅｓ公司推出
的完全集成的混合信号片上系统型Ｍｃｕ…。具 有５９个数字Ｉ／Ｏ引脚，片内集成了２个１６位、 ｌＭｓ叩的ＡＤｃ；有与高速流水线鲒构的８０５ｌ兼
容的ｃＩ卜５ｌ内核ｒ可达２５ＭｌＰｓＬ有ＤＭＡ控制器 和局域网（ｃ＾Ｎ２ ０Ｂ）控制器；３２个消息对象，母
露
翻２运动控制模块实物罔
－二－＆＆日日。§＆＿ｇ女＿■■●
图２为本课题中的运动控制卡与
“ＡＤｃ．１０Ａ８”ＰｗＭ纽台构成的运动控制模块实
个消息对象有自己的标识屏蔽，具有全迷、非侵
＾式的系统调试接口（片内）．１０忾、２００ ｋｓｐｓ的 ＡＤｃ，带８通道模拟多路开关，２个１２位ＤＡｃ： 具有可编程数据更新方式：６４
单片机。编码器差动信号转换单端信号采用了 ２６ＬＳ３２ＡＣ的芯片。由于ＰＷＭ的模拟输入端的 输入电压为一ｌＯＶ—１０Ｖ，选用ＷＡＲＡ２４１２ＣＳ一 ２ｗ型Ｄｃ．ＤＣ变换模块，输入２４Ｖ，输出一１２ｖ 和１２Ｖ。板卡上所的５Ｖ和３．３Ｖ电压由ＬＤｌｌ７ 型芯片进行转换。控制卡与Ｐｃ通过串行口ＵＡＲＴ 进行连接，可以通过ＶＢ控制界面完成对板卡的
国际上应用最为广泛的现场总线之一【３】。 电路原理图的设训时充分考虑了总体元件的
分布．使其满足热效应原则、抗十扰原则、最近
相邻原则并同时保证了扳卡设计的正确性、可
靠性、合理性、经济性以及热设计、电磁抗干扰 等（接地、配置退耦电容等）．丽卡上外部信号与 内部信号使用光耦合器进行有效隔离。
争蕊
罔１运动挣制％蚺构组成翻
ｏｎ
ｔｅｃｈｌｌｉｑｕｅ ｉｓ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ，ａｓ ｗｅｌｌ弱ｔｈｅ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｍｏｔｉｏｎ ｃｏｎｔｒｏｌ ｃａｒｄ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ
０ｎ
ｒｏｂｏｔ ｐｌａｔｆｏ爪ｌ ｉｓ ｐｒｅｓｅｎｔｅｄ．Ｔｈｅ
ｂｏｍｂ ｄｉｓｐｏｓａｌ ｒｏｂｏｔ ｓｈｏｗｓ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｍｏ“ｏｎ ｃｏｎｔｒｏｌ ｃａｒｄ ｈａＳ ｔｈｅ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ｈｉｇｈ－ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ，
位置反钒
止时可能会有较小幅度的过冲要使电机停止时无过冲和
图４前馈ＰＩＤ控制器
振荡，可以再适当减小巧。
５程序设计
伺服控制卡系统软件主要由监控模块，通讯 模块和控制模块３部分组成。 监控模块。主要进行系统的初始化，初始化完 成后进入等待中断状态，对程序运行过程中出现的 异常进行监督。 通讯模块。单片机接收ＣＡＮ线上来自主控计算 机的指令数据包，对包内数据进行分解并发送给控 制模块，同时将电机和控制卡的数据通过ｃ－ＡＮ总线 发送给主控计算机。 控制算法模块。由于伺服驱动器集成了位置 环和速度环，利用前馈ＰＩＤ算法对电机的位置和速 度进行控制。
ｌＯ（１２），１０２８－１１５０
图５控制程序流程图
２ｌ
嚣。
ｃ８０５ｌＦ０６０是真正能独立Ｔ作的片Ｅ系统。 所有模拟和数字外鞋均可由ＨＪ户胤件使能／禁Ｉｈ
和配置。ＦＩａｓｈ存储器还具有在系统重新编程能
力，可川于非易失性数据存储．井允许现场更新
８０５ｌ硎件【２】。
选Ⅲｃ８０５ＩＦ０６０作为控制器一方面因为 ｃ８０５ｌＦ０６０的体积小，功耗低，功能强人，更土
定的ｋ＋ｌ时刻指令位置值，％是第ｋ－１次采样时所给定的ｋ
时刻指令位置值，巧是为前馈系数・
２０
第８期增Ｔ１】
王挺等：摹于Ｃ８０５１的运动控制卡研制和应用
６结论
高速ｃ８０５ １单片机和ｃＡＮ总线的采用使得 机器人手臂的可以完成实时性较高的联动作业任 务；前馈ＰｌＤ的控制算法经验证具有足够的精度， 可以满足排爆机器人手臂高精度控制的需要。采 用Ｃ８０５ ｌ单片机构成的运动控制卡经验证具有实 时性好，集成度高，可靠性好等特点。 参考文献
Ｆ０６０
臂具有更大的作业空间，关节问的连杆商径通常
较小，受到使用环境的限制，关节之间只能有少 量的外部连接电缆。典型的工业机器人实现各个 关节的伺服控制往往都采用集中控制的方式，通 过４轴到６轴的运动控制卡同时完成对手臂上多 关节的控制。排爆机器人机械臂受上述使崩环境 和自身结构限制通常无法使用集中式的运动控制 方式（尤其是在关节自由度较多的情况下），而只 能采用分布式的运动控制方式。本文介绍了针对 一种“灵豹”排爆机器人的５自由度机械臂开发的 小型单轴运动控制卡的原理及实现。
里面加上速度前馈来闭合控制回路，以减小跟随误差。
群，乃，％三个参数可以采用ｚｉｅｇｌｅｒ．Ｎｉｃｈｏｌ经验 公式可求得ａ巧的大小可按如下方法确定，先通过阶 跃响应实验或其他常用的方法可确定巧・然后使电机 做速度变为抛物线的运动，来确定速度前馈巧使之从。 开始逐渐增大同时，减小群值并观察跟随误差，速度的 均值。当均值为。时说明ｑ已达到最大设定值最大跟随误 差已经达到最小值・但按照巧参数控制电机，电机停
材ｔ＝砗（Ｐ＋三砉巳等（气一气一・））＋巧（‘¨一气）＋ｚｆｏ
式中ｋ是采样信号七＝０，１，２…，‰是第ｋ次采样时刻的 输出值，气是第ｋ次采样时刻输入的偏差值，气一ｌ是第ｋ —１次采样时刻输入的偏差值，％＋ｌ是第ｋ次采样时所给
为实现多轴联动，各轴必需同步地到达各自 规定的指令位置，才能形成正确的加工轨迹。主程 序通过ｃＡＮ总线，从上位主控制计算机将预先计算 好的各轴的指令位置数据读人内存，按顺序依次将 位置数据传递给中断服务程序，控制各轴的指令位 置按一定的速率变化。在此规定：当各轴同时到达 指令位置时，中断服务程序设定标志位，当主程序 得到这个标志位后，才可以向中断控制器发送下一 个点的指令位置。控制总程序设计如图５所示。
Ａｂｓｔ髓ｃｔ：１ｂ ｓａｔｉｓ黟ｔｈｅ
ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔ
ｏｆ ｃｏｎｔｒｏｌｌｉｎｇ
ｏｎ
ａｒｍ
ｃｏｏｐｅｒａｔｉＶｅｌｙ
ｆｏｒ
ｂｏｍｂ ｄｉｓｐｏｓａｌ
ｒｏｂｏｔ，ｔｈｅ
ｈｉｇｈ－ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ ｍｏｔｉｏｎ ｃｏｎｔｒｏｌ ｃａｒｄ ｂａｓｅｄ
Ｃ８０５ ｌ ａｎｄ ＣＡＮ ｂｕｓ ｉｓ ｄｅＶｅｌｏｐｅｄ．Ｔｈｅ ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ ａｎｄ ｉｍｐｌｅｍｅｎｔ
【１】
Ｓ订ｉｃｏｎ
Ｌ曲ｏｒａｔｏｒｉｅｓ．Ｃ８０５ ｌ ＦＯ
Ｄａｔａ
Ｓｈｅｅｔ【Ｐ／０Ｌ】．
【２００８・Ｏｌ】．ｗｗｗ．Ｓｉｌａｂｓ．ｃｏｍ． 【２】张迎新，等．Ｃ８０５１ Ｆ系列ＳＯＣ单片机原理及应用【Ｍ】 北京：国防工业出版社，２００５，０８． 【３】 吕京建，张宏韬．ＣＡＮ总线的浅析ＣＡＮｏｐｅｎ协议【Ｊ】． 嵌入式系统，２００２，９Ａ：１００５．５５１７ 【４】易思伟，胡勇，宋张，龙绪明．基于ＤＳＰ的ＳＭＴ贴 片机运动控制卡设计【Ｊ】．世界仪表与自动化，２００６，
２系统构成
由于“灵豹”排爆机器人的机械臂的电机控制
１８
参数设置。运动控制卡的结构组成及与外部设备
第８渤埔ｌⅥ
ｍ挺等：基于ｃ８０５ｌ的运动控制卡研制和应尉