一种基于AM3358的示教机器人控制系统设计
一款基于ARM的多自由度人形教育机器人控制系统的设计
如图12所示。
3.3.1 地图与定位模型初始化首先初始化3D界面，从服务器上室、自习室的人数，从而在人员密集时实现分流。
(2) 基于SaaS服务层向第三方提供开放的用符合KVP标准的完善目前的指纹采集方法需要耗费大量的人力的思想，图12 3D监管终端系统界面图图10 读者求助 图11 管理员端求助推送的S3050大力矩车用、船用竞赛型金属齿轮数字舵机，如图3(b)所示。
该舵机自重48.8克，尺寸小，在6V电压下工作，能够达到0.16秒/60度的转速，力矩大小为6.5千克/厘米。
17个舵机按照前述的分组和人体分别为髋关节的左右运动1个、前后运动1个、膝关节1个、踝关节前后运动1个、左右运动1个，其中2个肩关节舵机和2个髋关节的左右运动的舵机，上下左右对称紧凑安装，作为身体的一部分，所有其他舵机使用铝合金支撑空比不同的PWM信号转动相应的角度，多个舵机不同的转动角度构成了不同的机器人瞬时动作，多个动作连贯执行就完成与外部命令相应的响应动作。
软件架构如图4所示。
本文主要对关键驱动函数进行说明。
图1 多自由度人形教育机器人控制系统主板硬件结构图2 多自由度人形教育机器人控制系统核心电路机不同的输出位置。
因此可以使用LPC2114内部定时器模拟出17路以20ms为周期、高电平宽度与位置时序止时间。
3.3机器人舵机整体驱动函数ManMoveFrame()设计,Rleg4Time,Rleg5Time;/*与角度对应的(a)机器人控制器结构布局 (b)S3050型数字舵机图3 多自由度人形教育机器人控制器硬件图4 机器人软件架构表1 舵机驱动脉冲宽度与转动角度关系。
基于AM335X的多功能智能车设计
基于AM335X的多功能智能车设计于飞，孙佳(青岛科技大学自动化与电子工程学院，山东青岛266100)摘要：基于AM335X微控制器设计一款具有GPS定位、视觉识别、自动避障、轨迹跟踪等功能的智能车。
使用超声波传感测距；使用GPS定位，摄像头路障识别和路径规划；搭载无线通信模块，实现对智能车的远程控制和监测；利用PI算法实现车辆后轮驱动和前轮转向控制。
车的硬件主要包括微处理器模块、电源模块、电机驱动模块、通信模块、导航定位模块和避障模块。
控制系统中加入PI算法实现车辆前进驱动控制和转向控制，并进行了仿真验证和实车实验。
关键词：轨迹跟踪；智能车；AM335X；卫星定位中图分类号：U462.2文献标识码:A文章编号#1000-0682(2021)03-0138-06 Multi-functional intelligent vehicle design basee on AM335XYU Fet,SUN Jia(School O Automatmp and EOctical Engineering,Qingdao Ungersita O Scienc and Tec0nology,Shandong Qingdao266100,China# Abstracr:Based on AM335X microcontroller,a smart vehicle with GPS positioning,visual recognition,automatic obstacle avoidance,bO-W i/tracking and other functions is ing ultrasonic sensing for ranging；Use GPS positioning and camera roadblock identification and path planning；It is equipped with wireless communication module to realiae remote control and monim/ng of intdigent vehicle.PID algorithm is used to realiae vehicle rear wheel diye and front wheel sWdng control.The hardware of the vehicle mainly includes microprocessor module,power module,motor diye module,communication module,navigation and positioning module and obstacle avoidance module.PI algorithm is added to the control system to aOize the vehicle foraard dive control and steering control,and simulation vei-fication and real vehicle expeiment are carried out-Keyworbs:trajectore tracking；smai vehicle;AM335X；satellite positioning0引言智能汽车技术的研究近年来发展迅速,它以普通汽车为基础，加装各种先进的传感器（雷达或摄像头）、控制器、执行器等装置，车辆通过采集传感器数据和通信系统实现智能信息交换,可实现环境感知、规划决策、自动行驶等功能［1］）智能车融合了智能控制技术、传感器技术、电力电子技术、电机拖动技术等，成为世界车辆工程领域研究的新话题和汽车工业增长的新动力［2］）智能车可在各种复杂的场合完成各种繁琐、危险和人类无法介入的任收稿日期:2020-08-24基金项目：国家自然科学基金（61803219）作者简介:于飞（1961），男，山东青岛人，博士，教授，硕士生导师，研究方向为电力电子技术及应用，嵌入式系统开发。
基于单片机的工业机器人控制器设计
基于单片机的工业机器人控制器设计1. 引言1.1 背景介绍传统的工业机器人控制器多采用专用控制板或者工控机来实现，但是这些设备成本高昂、功耗大、体积庞大，难以满足现代工业对于轻量化、智能化的需求。
基于单片机的工业机器人控制器成为一种趋势和研究热点。
通过利用单片机的高性能、低功耗和灵活性，可以有效地降低控制系统的成本、提高控制系统的稳定性和可靠性。
设计一种基于单片机的工业机器人控制器具有重要的实际意义和应用价值。
本文将围绕这一主题展开研究，探讨如何利用单片机技术实现工业机器人控制的高效运行，从而推动工业生产的进步和提高生产效率。
1.2 研究意义工业机器人在现代制造领域扮演着越来越重要的角色，其高效、精准的操作能力大大提升了生产效率和产品质量。
而作为工业机器人的“大脑”，控制器的设计和性能则对机器人的运行效果有着直接的影响。
基于单片机的工业机器人控制器设计是当前研究的热点之一，其具有成本低、功耗小、体积小以及可集成多种功能等优势。
通过研究和设计基于单片机的工业机器人控制器，可以有效提高工业机器人的智能化水平，实现更加灵活和高效的控制。
研究基于单片机的工业机器人控制器也有着重要的理论和实践意义。
在理论上，通过深入探讨单片机在工业机器人控制中的应用，可以拓展单片机在自动化领域的应用范围，丰富了单片机控制理论。
在实践上，设计并实施基于单片机的工业机器人控制器，可以为工业生产提供更为智能和便捷的解决方案，推动工业自动化水平的提升。
研究基于单片机的工业机器人控制器设计具有重要的实用意义和推广价值，对于推动工业制造业智能化发展具有积极的促进作用。
1.3 研究现状目前，工业机器人控制器设计领域正处于不断发展和创新之中。
随着科技的不断进步，越来越多的研究者和工程师开始关注如何利用单片机技术来实现更加高效和精准的工业机器人控制。
现有的研究表明，基于单片机的工业机器人控制器设计具有灵活性高、成本低、体积小等优点，因此备受研究者们的青睐和关注。
基于TwinCAT3的一种开源机器人控制系统设计
基于TwinCAT3的一种开源机器人控制系统设计黄睿;张新;朱华炳;张涛;曾亿山【期刊名称】《科学技术与工程》【年(卷),期】2024(24)4【摘要】目前主流工业机器人为封闭式控制结构,存在不开源、二次开发难的问题,因此设计一种基于TwinCAT3(the windows control and automation technology)的跨平台、可移植性好的机器人控制系统架构。
该架构包含视觉、运动控制和算法集成与仿真控制模块,采用倍福自动化设备规范(automation device specification,ADS)通信技术和实时工业以太网总线技术(ethernet for control automation technology,EtherCAT),建立以计算机(personal computer,PC)和倍福控制器为EtherCAT主站,控制多组从站执行器的一主多从工作模式。
该模式结合离线与在线控制、集成数字孪生技术,完成虚拟样机与物理样机的联动;采用开源可扩展架构,便于视觉算法、智能算法等算法集成。
经实验验证,此架构具有拓展性好、实时性强的特点。
【总页数】9页(P1561-1569)【作者】黄睿;张新;朱华炳;张涛;曾亿山【作者单位】安徽理工大学机械工程学院;合肥工业大学机械工程学院【正文语种】中文【中图分类】TP242【相关文献】1.一种基于总线的移动探测机器人控制系统设计与实现2.基于开源倍福控制系统的机器人控制系统设计3.一种基于卡尔曼滤波与模糊算法的变电站机器人组合导航及控制系统设计4.一种基于AM3358的示教机器人控制系统设计5.基于EtherCAT和TwinCAT3的协作机器人控制系统设计因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
基于ARM的移动机器人控制系统设计的开题报告
基于ARM的移动机器人控制系统设计的开题报告一、研究背景随着机器人技术的不断发展和应用领域的扩大，移动机器人在各个领域得到了广泛应用，如智能家居、医疗护理、娱乐等。
移动机器人系统的核心是控制系统，其可分为软件控制系统、硬件控制系统和通讯控制系统。
软件控制系统决定着机器人的各种行为模式和操作，硬件控制系统则实现将软件控制系统输出的指令转化为对机器人各个部件（如电机、传感器等）的控制信号。
通讯控制系统则负责移动机器人与外部系统之间的信息交流。
基于ARM的移动机器人控制系统设计是近年来机器人技术发展的重要方向之一，其具有功耗低、成本低、性能稳定等优点，得到了广泛应用。
本研究旨在设计一种基于ARM的移动机器人控制系统，实现机器人的自主运动和智能控制，提高机器人操作的可靠性和效率。
二、研究内容本研究计划设计一种基于ARM的移动机器人控制系统，主要包括以下内容：1. 系统架构设计：设计基于ARM嵌入式系统的移动机器人控制系统的硬件和软件架构，包括主控芯片的选型、外设芯片的选择、电路设计等。
2. 系统功能实现：实现移动机器人的自主导航、环境感知、障碍物避障、目标识别等功能。
3. 系统软件开发：开发基于ARM嵌入式系统的控制系统的软件，包括控制程序、驱动程序和应用程序等，在保证运行效率和系统稳定性的基础上，实现机器人控制和信息交流等功能。
4. 系统测试验证：对系统硬件和软件进行测试，验证系统可靠性和性能指标。
在实现系统功能的基础上，对移动机器人的运动轨迹、机器人控制精度、识别率等指标进行测试。
三、研究意义本研究的意义在于：1. 推进移动机器人控制技术的发展。
本研究采用ARM嵌入式系统，提高了机器人的硬件性能和运行效率，实现了机器人的自主控制和环境感知，为移动机器人控制技术的发展提供了新思路和新方法。
2. 提高移动机器人的操作效率和可靠性。
移动机器人的操作效率和可靠性是机器人应用的重要指标。
本研究设计的基于ARM的移动机器人控制系统，具有低功耗、稳定可靠的特点，能够提高机器人的操作效率和可靠性。
基于单片机的人形机器人控制系统设计
基于单片机的人形机器人控制系统设计人形机器人是一种具有拟人动作和表情特征的智能机器人，可以用于娱乐、教育、辅助等多个领域。
而单片机作为一种集成度较高的微型计算机，具有处理能力强、体积小、功耗低等特点，适合用于人形机器人的控制系统设计。
人形机器人控制系统设计主要包括机械结构设计、传感器设计、运动控制设计和人机交互设计等几个方面。
首先是机械结构设计，即人形机器人的外形和运动结构设计。
通过使用CAD软件进行建模和仿真，设计出满足人形机器人功能需求的外形和机械结构。
在设计过程中要考虑机械臂、关节的旋转范围和力度等因素，以便实现人形机器人各种动作和灵活性。
接下来是传感器设计，人形机器人可以使用各种传感器来获取外界环境信息。
例如，可以使用红外传感器或超声波传感器来获取距离信息，以避免人形机器人撞到障碍物；可以使用压力传感器或力传感器来感知外界施加在机器人身上的力度；可以使用视觉传感器来获取图像信息，以进行目标识别和跟踪等。
然后是运动控制设计，即通过控制电机和执行器来实现人形机器人的各种动作。
根据机械结构设计和传感器反馈信息，设计合适的控制算法，控制电机和执行器的转动角度和力度，使人形机器人能够实现自由行走、抓取等动作。
同时，还要考虑电机和执行器的功耗和控制精度，以确保人形机器人的稳定性和可靠性。
最后是人机交互设计，人形机器人需要与人进行交互和沟通。
可以使用语音识别技术和自然语言处理技术，让人形机器人能够理解和回答人的问题；可以使用人脸识别技术，让人形机器人能够识别和表情回应人的情绪；可以使用触摸屏和按钮等设备，让人形机器人能够接收和响应人的指令。
综上所述，基于单片机的人形机器人控制系统设计涉及到机械结构、传感器、运动控制和人机交互等多个方面。
在设计过程中，需要考虑人形机器人的外形、运动结构、力度、传感器选择和布局、电机和执行器控制、人机交互方式等因素。
通过合理设计和优化控制算法，可以实现稳定、灵活和智能化的人形机器人控制系统。
基于RK3358的电力系统智能化设计
设计应用技术RK3358的电力系统智能化设计王坤阳（佳源科技股份有限公司，江苏南京国内的电力系统正面临着电网布局高度复杂、极高的行业标准、严格的用户需求以及数字化升级等机遇核心板，将数字技术加持到电力系统智能化领域，有助于电力系统提升整体的感知能力、管理水平以及运行效率，不断加强电力强国的智能化建设。
随着智能化电力系统的愈加完善，农业生产也会从中受益良多，不仅可以节约成本，提高农业生产效率，还能提供安全、稳定、便捷的电力服务。
电力系统智能化为农业生产提供质优价廉的电力服务，能够支持越来越多的新型农业生产设备投入农业生产领域，对于农作物产量的提高、品质的优化、农业生产资源的整合、农业产业的优化布局等都会产生非常积极的作用。
核心板；电力系统智能化；农业生产效率Intelligent Design of Power System Based on RK3358WANG Kunyang(Jiayuan Technology Co., Ltd., Nanjingis facing opportunities and状况、电价方案以及线损模式等，因此智能化的电力系统必须保证稳定运行。
电力系统智能化的客户端交互运行如图2所示，考虑后期数据量比较大，为保证其安全、稳定，应采用一主多从的方式进行部署。
当一台主机宕机后，备机能够及时替换，保证电网服务能持续运行。
采用一主多从的模式具备以下几个优 点：一是数据结构简单，易于扩展；二是支持海量数据读写；三是处理速度快；四是响应速度快；五是支持高并发；六是支持多种语言进行开发；七是支持多种数据类型。
客户端客户端客户端设备设备设备设备设备图2 电力系统智能化的客户端交互运行2.3 电力系统智能化通信过程的主从交互电力系统智能化通信过程的主从交互如图3所示。
电力系统中产生的海量信息需要存储，智能化电力系统采用MySQL 数据库进行关系型数据存储。
日常业务数据的存储，可以为用户交互提供可靠的数据保障，采用双主机模式，保证数据实时同步备份，出现宕机的情况则能够及时替换。
AM335x的模数转换子系统在一种终端控制器中的应用
第40卷 第2期华北理工大学学报(自然科学版)V o l .40 N o .22018年04月J o u r n a l o fN o r t hC h i n aU n i v e r s i t y o f S c i e n c e a n dT e c h n o l o g y (N a t u r a l S c i e n c eE d i t i o n )A pr .2018收稿日期:2017-05-03 修回日期:2017-12-29基金项目:国家自然科学基金项目(51505125)㊂文章编号:2095-2716(2018)02-0106-05AM 335x 的模数转换子系统在一种终端控制器中的应用程佳1,杨宗帅2(1.华北理工大学电气工程学院,河北唐山063210;2.同济大学电子与信息工程学院,上海200092)关键词:AM 335X 微处理器;W i n C E 7.0;电阻触摸屏;模拟量采集摘 要:实现了一种应用于地下水行业的测控终端控制器的触摸屏及模拟量采集方案㊂阐述了德州仪器S i t a r aAM 335x 微处理器的触摸屏控制器与模数转换子系统的结构和工作流程㊂采用软件方式同步转换步骤,遵从平台依赖驱动结构实现了四线制电阻触摸屏驱动程序,有效解决了触摸动作误判和触点跳动的问题;遵从流驱动结构实现了模拟量采集驱动程序,能够采集来自于水位计㊁流量计㊁压力计的标准4~20m A 电流信号㊂该方案结构紧凑,稳定性㊁可靠性强,适合基于AM 335x 和W i n C E 7.0嵌入式平台的控制器设计㊂中图分类号:T M 571 文献标识码:A触摸屏作为一种简单㊁自然的人机交互方式,极大地方便了用户操作㊂电阻触摸屏因具有成本低㊁韧性大㊁不易受温度㊁湿度和电磁干扰等因素影响的优点,在工业控制㊁仪器仪表等领域得到日益广泛应用[1-5]㊂坐标数据采集是实现触摸操作的核心环节,一般采用单片机(或处理器)配合专用触摸屏控制器的硬件方案[6,7]㊂随着嵌入式技术的飞速发展,微处理器在具备高性能中央处理单元的同时兼具丰富的外围设备,使触摸屏硬件方案得以简化[8-9]㊂德州仪器S i t a r aAM 335x 是基于A R M C o r t e x -A 8内核的㊁面向工业应用的微处理器,其触摸屏控制器与模数转换器子系统(T o u c hS c r e e nC o n t r o l l e r a n dA n a l o g t oD i gi t a lC o n v e r t o r S u bS y s t e m ,T S C _A D C _S S )内置模数转换器(A n a l o g D i gi t a l C o n v e r t o r ,A D C ),能够工作于8通道A D C ㊁4通道A D C 和4线触摸屏㊁3通道A D C 和5线触摸屏㊁8线触摸屏4种应用模式[10]㊂该项目在详细讨论T S C _A D C _S S 结构和工作流程的基础上,设计实现了W i n C E 7.0系统下的电阻触摸屏驱动和模数转换驱动程序㊂1T S C _A D C _S S 的组成及工作流程T S C _A D C _S S 包含1个有限状态机(F i n i t eS t a t eM a c h i n e ,F S M )序列器㊁1个模拟前端(A n a l o g Fr o n t E n d )㊁2个先入先出(F i r s t I nF i r s tO u t ,F I F O )缓存器㊁1组F I F O 访问控制器和其它一些内部互联信号接口㊂可允许配置的A /D 转换过程单元被称为步骤,F S M 总共支持16个普通步骤和针对触摸屏应用的空闲以及充电2个专用步骤,通过S t e p E n a b l e 寄存器使能或禁止指定步骤㊂每个步骤还都对应有S t e p C o n f i g 和S t e p D e l a y2个配置寄存器,F S M 按照相应的设置控制着T S C _A D C _S S 的运行过程㊂A F E 是具有多路选通功能的12位逐次逼近式A /D 转换器,结构如图1所示,上下拉电压㊁输入通道㊁基准电压㊁差分控制㊁同步方式通过S t e p C o n f i g 寄存器配置,输入延迟和A /D 采样延迟则通过S t e p D e l a y 寄存器配置㊂FI F O 可被D MA 或C P U 访问,用于存放A /D 转换结果,结果为多少次转换的平均值以及由选择哪个F I F O 存放通过S t e p C o n f i g 配置㊂图1所示为模拟前端功能方框图㊂图1 模拟前端功能方框图F S M 有硬件和软件2种同步方式,处理流程有所不同㊂硬件同步由硬件中断产生的事件进行触发,一类是来自于A F E 的触摸屏按压事件,另一类是来自于定时器等的处理器内部事件㊂当将硬件事件映射为触摸屏按压事件时,F S M S 在由按压触摸屏引发硬件同步而触发A /D 转换前一直保持空闲状态,并在最后一个硬件同步步骤结束后进入充电步骤,从而为下一个按压事件做准备㊂软件同步是将步骤配置成软件使能,F S M 在T S C _A D C _S S 使能后立即进入空闲状态,忽略触摸屏硬件中断,然后根据S t e pE n a b l e 寄存器的值决定后续流程:如果所有步骤都禁能,F S M 会返回到空闲状态并更新I d l e C o n f i g 寄存器的值;如果存在使能的步骤,F S M 将从编号最小的步骤开始,按升序遍历各步骤,此过程中若某个步骤禁能,F S M 会跳转到下一个步骤㊂硬件同步和软件同步可以同时存在,但需要注意的是:(1)F S M 处于空闲状态时,如果产生触摸屏按压事件,则会依次执行硬件同步步骤和充电步骤,这个过程中软件使能步骤不能抢占进来;如果没有产生硬件事件,会执行使能的软件步骤㊂(2)F S M 正在执行软件步骤时,如果配置了硬件步骤抢占,一旦产生触摸屏按压事件,F S M 将立即停止当前的软件步骤转去执行硬件步骤,当最后一个硬件步骤和充电步骤结束后,F S M 再从抢占发生之前的软件步骤继续执行;如果未配置硬件步骤抢占,那么在执行完所有软件步骤前所有触摸事件都将被忽略,也就是说,不能被觉察到最后一个软件步骤结束前完成释放的按压动作㊂2电阻触摸屏应用开发将电阻屏的2个横向电极分别连接到A N 0㊁A N 1输入端,2个纵向电极分别连接到A N 2㊁A N 3输入端,将F S M 的1~6步骤作为触摸屏使用㊂为了尽可能减小触摸屏硬件性能对A /D 转换的不良影响(包括回弹差异造成触碰事件误判㊁灵敏度差异造成触点跳动等),采用软件使能触发转换步骤㊂701 第2期 程佳,等:AM 335x 的模数转换子系统在一种终端控制器中的应用W i n C E 的触摸屏驱动采用模型设备驱动(M o d e lD e v i c eD r i v e r ,MD D )和平台依赖驱动(P l a t f o r mD e p e n d e n tD r i v e r ,P D D )的分层结构,MD D 已由微软实现,P D D 位于t o u c h s c r e e n p d d .c p p 文件,对应函数以 P D D 开头,与获取触摸坐标密切相关的函数有P D D I n i t i a l i z e H a r d w a r e ㊁P D D T o u c h I S T 和P D D T o u c h P a n e l G e t P o i n t㊂P D D I n i t i a l i z e H a r d w a r e 负责寄存器地址重映射和配置引脚㊁中断㊁时钟㊁模式和步骤等工作㊂触摸屏采集数据保存在F I F O 1中,部分步骤的转换结果是多次转换的平均值,各步骤的配置如表1所示㊂P D D T o u c h I S T 为I S T 线程函数,通过W a i t F o r S i n g l e O b je c t 函数等待触摸屏事件发生,一旦发生便调用P D D T o u c h P a n e l G e t P o i n t 函数来读取触点坐标㊂P D D T o u c h P a n e l G e t P o i n t 调用t s c a d c _g e t d a t a p o i n t 函数处理硬件中断,中断处理流程如图2所示㊂表1所示为触摸屏步骤配置㊂表1 触摸屏步骤配置序号使能端S E L _I N P S E L _I NM S E L _R F P S E L _R F M 作用1X P P S W ㊁Y N N S W A N 0V R E F N V D D A V S S A 减小回弹差异㊁去抖2Y N N S WA N 0V R E F N V D D A V S S A 用于判断是否为拖动操作3Y P P S W ㊁X N N S WA N 0V R E F N V D D A V S S A 减小回弹差异㊁去抖4X N N S W A N 3V R E F N V D D A V S S A 用于判断是否为拖动操作5X P P S W ㊁X N N S W A N 3V R E F N V D D A V S S A 采集触点x 轴位置6Y P P S W ㊁Y N N S WA N 0V R E F NV D D AV S S A采集触点y轴位置图2 硬件中断处理流程801 华北理工大学学报(自然科学版) 第40卷3模拟量采集应用开发将4路4~20m A 标准电流信号经I /V 转换电路转换成0~1.8V 模拟电压信号后,分别接到A I N 4-A I N 7输入端,将F S M 的13~16步骤作为模拟电压采集使用㊂静态信号的A /D 转换对采样频率没有过高要求,采用软件使能触发转换步骤,由应用层用户程序控制采集的开启与关闭㊂模拟量采集驱动程序采用流驱动结构,对应注册表项的D L L 和P r e f i x 属性分别为 a d c .d l l 和 A D C,重点实现A D C _I n i t ㊁A D C _D e I n i t ㊁A D C _I O C o n t r o l 3个流接口函数㊂A D C _I n i t 所做工作与P D D I n i t i a l i z e H a r d w a r e 的类似,不过要设置将采集数据保存到F I F O 0中㊂A D C _D e I n i t 可以看作是A D C _I n i t 的逆过程,将初始化申请的各种资源释放掉㊂A D C _I O C o n t r o l 支持的命令及功能如表2所示㊂表2 A /D 采集流驱动自定义命令宏值动作I O C T R L _A D C _P OW E R O N 0x 01通过输出脚使能电源芯片,为待采集模拟电压提供电源I O C T R L _A D C _P OW E R O F F 0x 02通过输出脚禁能电源芯片,关断待采集模拟电压的电源I O C T R L _A D C _G E T C HN 10x 03使能步骤13,采集第一路模拟电压信号I O C T R L _A D C _G E T C HN 20x 04使能步骤14,采集第二路模拟电压信号I O C T R L _A D C _G E T C HN 30x 05使能步骤15,采集第三路模拟电压信号I O C T R L _A D C _G E T C HN 40x 06使能步骤16,采集第四路模拟电压信号4结论(1)所设计的电阻触摸屏驱动程序和A D C 驱动程序运行正常,单击㊁双击㊁拖拽操作流畅无误,模拟电压信号采集准确稳定㊂(2)采用T S C _A D C _S S 方案能够满足触摸及常规模拟量采集要求,有助于简化基于AM 335X 微处理器的嵌入式工业控制器的硬件结构,并可降低系统成本㊂参考文献:[1] 朱枫,张建义,袁嫣红.基于嵌入式系统的煤层气排采远程监控系统[J ].微型机与应用,2015,34(13):91-96.[2] 黄越洋,张贵宇,石元博,等.基于触摸屏的地源热泵监控系统设计及应用[J ].制造业自动化,2016,38(9):24-26.[3] 程鸣亚,史先传,钱磊,等.基于R S -485总线的触摸屏和多个S T M 32从站通信的研究与实现[J ].化工自动化及仪表,2016,43(8): 882-886.[4] 荀艳丽,刘魁.基于C o r t e x -A 8的数据采集监控系统设计[J ].工业仪表与自动化装置,2016,(4):85-88.[5] 康迪,荆婷婷.基于C o r t e x -A 8的电能质量监测系统的设计[J ].电源技术,2016,40(7):1513-1514.[6] 朱伟胜,郝卫东,肖勇军,等.嵌入式A R M 下的触摸屏驱动系统设计[J ].计算机系统应用,2010,19(9):248-251.[7] 吴青萍,沈凯.基于A R M 处理器的T S C 2046触摸屏控制器的应用[J ].现代电子技术,2011,34(23):195-200.[8] 冯先成,李小鹏,司擎华.基于S 3C 2410嵌入式系统的触摸屏驱动设计[J ].光学与光电技术,2012,10(6):72-76.[9] 王璐凡.基于嵌入式系统的触摸屏驱动设计与实现[J ].电子测试,2015,(14):37-58.[10] T e x a s I n s t r u m e n t s I n c o r po r a t e d .AM 335x A N D AM I C 110S i t a r a T M P r o c e s s o r sT e c h n i c a lR e f e r e n c e M a n u a l [Z ].2016,9:1783-1 875.901 第2期 程佳,等:AM 335x 的模数转换子系统在一种终端控制器中的应用011华北理工大学学报(自然科学版)第40卷A p p l i c a t i o no fA n a l o g-t o-D i g i t a l C o n v e r t o r S u b s y s t e mo fA M335x i naT e r m i n a l C o n t r o l l e rC H E N GJ i a1,Y A N GZ o n g-s h u a i2(1.C o l l e g e o fE l e c t r i c a l E n g i n e e r i n g,N o r t hC h i n aU n i v e r s i t y o f S c i e n c e a n dT e c h n o l o g y,T a n g s h a nH e b e i063210,C h i n a;2.C o l l e g e o fE l e c t r o n i c s a n d I n f o r m a t i o nE n g i n e e r i n g,T o n g j iU n i v e r s i t y,S h a n g h a i200092,C h i n a)K e y w o r d s:AM335X m i c r o p r o c e s s o r;W i n C E7.0;r e s i s t i v e t o u c hs c r e e n;a n a l o g s i g n a l a c q u i s i t i o nA b s t r a c t:At o u c hs c r e e na n da n a l o g s i g n a l a c q u i s i t i o ns c h e m e f o r t h em e a s u r e m e n t a n dc o n t r o l t e r m i n a l c o n t r o l l e r u s e d i nu n d e r g r o u n dw a t e r i n d u s t r y w a s i m p l e m e n t e d.T h e s t r u c t u r e a n dw o r k i n gp r o c e s s o f t h e t o u c hs c r e e n c o n t r o l l e r a n da n a l o g-d i g i t a l c o n v e r t e r s u b s y s t e m o fT IS i t a r aAM335X m i c r o p r o c e s s o rw a s i n t r o d u c e d.B y b o t ha d o p t i n g s o f t w a r e-e n a b l e d m o d e t os t a r t e a c hc o n v e r s i o ns t e p,a f o u r-w i r er e s i s t i v e t o u c hs c r e e nd r i v e r a c c o r d i n g t o t h e p l a t f o r m d e p e n d e n td r i v e r s t r u c t u r ea n da na n a l o g a c q u i s i t i o nd r i v e r a c c o r d i n g t o t h e f l o wd r i v e n s t r u c t u r ew e r e i m p l e m e n t e d.T h e f o r m e r c a ns o l v e t h e p r o b l e mo f t h e t o u c h a c t i o nm i s j u d g m e n t a n d t h e c o n t a c t b o u n c e e f f e c t i v e l y a n d t h e l a t t e r h a s t h e a b i l i t y t o c o l l e c t s t a n d a r d4-20 m Ac u r r e n t s i g n a l f r o m w a t e r l e v e lm e t e r,f l o w m e t e r a n d p r e s s u r e g a u g e.W i t h t h e a d v a n t a g e s o f c o m p a c t s t r u c t u r e,h i g hs t a b i l i t y a n dh i g hr e l i a b i l i t y,t h e s c h e m e i sv e r y s u i t a b l e f o r t h e c o n t r o l l e rd e s i g nb a s e d o nAM335Xa n d W i nC E7.0p l a t f o r m.。
工业机器人的控制系统设计与优化
工业机器人的控制系统设计与优化工业机器人的控制系统是一种集软硬件于一体的高度复杂系统，它以高速、高精度和高可靠性的特点，广泛应用于制造业的自动化生产线上。
控制系统的设计和优化是确保机器人正常运行和提高生产效率的关键。
本文将从机器人控制系统的设计、优化和案例分析三个方面进行探讨。
一、控制系统的设计1. 基于PLC的控制系统设计工业机器人的控制系统常常采用PLC（可编程逻辑控制器）作为核心控制单元。
PLC具有灵活、可编程、可扩展的特点，能够满足工业机器人复杂的运动控制和通信需求。
在设计控制系统时，需要充分考虑机器人的特点和工作环境，合理选择PLC的规格和型号，确保系统的稳定性和可靠性。
2. 控制算法的设计控制算法是工业机器人控制系统中的关键部分，它直接影响机器人的运动精度和速度。
控制算法的设计需要根据工艺要求和机器人的运动特点进行优化。
常用的控制算法包括PID控制、自适应控制和模糊控制等。
根据具体的应用场景，可以选择合适的控制算法，提高机器人的控制精度和运动性能。
3. 通信接口的设计工业机器人的控制系统通常需要与其他设备进行数据交换和协同工作。
因此，通信接口的设计至关重要。
常见的通信接口包括以太网、串口、Profibus和CAN总线等。
在设计过程中，需要根据实际需求选择合适的通信接口，并确保接口的稳定性和可靠性。
二、控制系统的优化1. 运动控制的优化工业机器人的运动控制是控制系统优化的重点之一。
优化运动控制可以通过提高机器人的运动速度和精度来提高生产效率。
在控制系统的设计和调试过程中，可以采用模型预测控制、轨迹规划和反馈补偿等方法来优化运动控制算法，提高机器人的运动性能和稳定性。
2. 节能控制的优化工业机器人在运行过程中消耗大量的能源，因此节能控制是控制系统优化的重要方向之一。
通过优化控制算法、改进驱动系统和降低机器人的空载功率等措施，可以有效降低机器人的能耗，并提高系统的能源利用率。
3. 故障诊断与维护的优化工业机器人的长时间运行不可避免地会出现故障。
一种机器人示教控制方法、装置、系统和电子设备[发明专利]
专利名称：一种机器人示教控制方法、装置、系统和电子设备专利类型：发明专利
发明人：何嘉臻,薛光坛,李一娴,田松坡
申请号：CN202010487351.5
申请日：20200602
公开号：CN111390882A
公开日：
20200710
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明提供了一种机器人示教控制方法、装置、系统和电子设备，通过获取机器人在当前机器人基坐标系下的第一位姿数据；获取示教器在当前机器人基坐标系下的位置角信息；根据所述位置角信息重构所述当前机器人基坐标系，获得重构的机器人基坐标系，使所述示教器在所述重构的机器人基坐标系下的位置角为零；根据所述第一位姿数据计算机器人在所述重构的机器人基坐标系中的位姿，得到第二位姿数据；根据所述第二位姿数据生成机器人的三维图像信息；把所述三维图像信息发送至所述示教器中进行显示；从而避免由于示教器上显示的三维图像的角度与操作人员实际看到的机器人实物图像的角度不一致而导致容易误操作的问题。
申请人：季华实验室
地址：528200 广东省佛山市南海区桂城南平西路13号承业大厦13楼
国籍：CN
代理机构：佛山市海融科创知识产权代理事务所(普通合伙)
更多信息请下载全文后查看。
- 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)。
一种基于AM3358的示教机器人控制系统设计
作者：张远平
来源：《电子技术与软件工程》2016年第15期
摘要智能制造业的发展受到越来越广泛的关注，作为智能制造业核心的工业机器人，它的发达程度不仅可以决定当前制造业的水平，更是可以预见未来智能制造业的发展。
因此，本文着眼于社会热点，提出一种基于AM3358的机器人控制系统设计，该控制系统相比于传统的控制系统，具有控制精度高、可拓展性强、性能优良等特点。
【关键词】工业机器人 AM3358 机器人控制系统
1 工业机器人发展历史及现状
从机器人的发展历史来看，机器人已经经过了两代的发展。
第一代机器人通过读取文件或者示教的方式工作；第二代机器人在此基础上增加了传感器来达到对工作环境的感知，它能够在工作的时候获得工作环境和作业对象的部分相关信息，进行一定的处理之后，引导机器人进行作业。
第二代机器人已进入了实用化，在工业生产中得到广泛应用。
我国目前使用的机器人大部分属于第二代机器人。
2 系统设计流程
系统设计总共分为四个部分，分别是：原理图的设计、电路板的绘制、底层驱动的编写、应用程序的编写。
3 系统硬件设计
整个系统基于ARMA8进行开发，AM3358核心部分电路设计参考TI公司提供的评估板。
3.1 电源电路设计
电源电路部分参考tps65217c以及AM3358的数据手册设计而成，充分考虑了电源部分的滤波和高频干扰的处理。
除此之外，保险管也能有效的防止因为各种原因造成的电流过大而会引起的安全隐患。
供电方面，可以采用USB供电和交流供电两种方式。
AM3358的电源部分，争取每个电源引脚都有一个去耦电容，保证电源干净的同时滤除杂波。
不同的模块需要不同的电压，这一点TPS65217C可以完美的匹配。
3.2 时钟及复位电路设计
晶振方面采用24MHz的无源晶振，实时时钟（RTC）采用32.768KHz的无源晶振。
如图1所示。
复位电路我们采用如下图2所示电路图，除了可以软复位，我们也可以按下SW1开关进行复位。
3.3 DDR3电路设计
由于DDR3是一个高速设备，所以我们更要保证其每个电源脚都要有一个电容，注意其参考电压是由AM3358引过来的。
由于此处只有一个DDR3，所以不需要考虑增加上拉电阻来增强其驱动能力。
3.4 PCB电路板的设计
整个系统由于AM3358和DDR3的频率较高，并且封装都是BGA，为了减少高速线之间的串扰和板子的稳定性、增加一次制版的成功率，因此采用8层线路板布局。
电路板采用模块化的布局方式，减少系统的干扰，同时方便PCB板的绘制。
4 系统软件设计
系统首先进行U-boot烧录，在此基础上进行开发。
在整个开发过程中，采用TI公司提供的CCS V6.0作为编程工具。
4.1 串口输入输出
串口功能的实现非常重要，在移植U-BOOT或者调试过程当中我们可以通过查看串口的打印信息来判断程序运行的状态。
串口调用AM335X_StarterWare内部的函数，对串口进行操作，能成功打印出字符串或者能输入字符则说明调试成功。
4.2 示教流程
当通过示教器进行示教的时候，示教器通过串口把数据发送给AM3358，AM3358处理后发送给机械臂，于是机械臂便朝着我们指定的方向移动，在此过程中，机器人控制系统对机械臂的位置进行采样并保存在板上的eMMC中。
在示教完成之后，控制器控制机械臂回到原点，AM3358开始读取之前存储的数据并将数据发送给机械臂控制器，完成示教。
4.3 插补算法
模拟信号和数字信号最大的区别就是模拟信号是连续的而数字信号是离散的。
机械臂的运动可以看作是连续的，但是AM3358对机械臂位置的采样却是离散的，因此，当机器人重现我们示教动作的时候，会因为之前采样的密集程度而呈现出不同程度的抖动，由此可能造成机械
损坏或者次品率增加等一系列问题。
为了解决这一问题，采用到插补算法。
所谓插补，通俗的说，就是在机器人在重现我们教导的动作的过程当中，对读取到的两个点进行计算，使得原来只有两个点的路径增加更多的点。
当这些点的数量达到一定数量，机器人再现我们教授的动作会变得很平滑，趋于一条直线。
5 系统测试
系统设计制作完毕后，进行系统测试，主要分为硬件测试和软件测试。
5.1 硬件测试
印制电路板制作完成、焊接完成之后，首先严格按照原理图检查是否有短路、虚焊等情况。
确定无误后上电。
电源：系统上电后，检测输入以及各个输出是否正常合理。
晶振：上电后用示波器探头打晶振的引脚查看信号，确保晶振起震。
5.2 软件调试
JTAG：使用仿真器连接电脑和目标版，确保JTAG口能正常工作（通过JTAG口可以查看内部寄存器，是其他软件硬件调试的基础）。
UART：测试串口能否正常的输入输出数据，此串口非常重要，之后测试U-BOOT以及其他软件的时候可以查看打印信息以确定程序的运行状态以及实现简单的人机交互。
eMMC：eMMC是存储u-boot和应用程序以及相关数据的地方。
确保eMMC能正确的读写。
IO口：调试过程中最直接，最基本的体现是在IO，通过控制IO的高低电平或者占空比来达到驱动LED或者电机的目的。
也是通过IO高低电平的输入来进行示教的过程。
6 总结
在工业4.0和物联网的新兴概念的冲击下，此套系统虽然只是简单的完成了示教机器人控制系统的功能，实现了最简单的功能和原理。
但是所采用的AM3358多达4组*31个GPIO，板载的256M DDR3和eMMC也提供更强更快的程序处理能力和数据存储能力。
此外，
AM3358还具有2个千兆工业以太网接口、6个串口、2个I2C接口以及一个SPI接口，在今后的开发中可拓展性极强。
参考文献
[1]克来格.机器人学导论（原书第3版）[M].北京：机械工业出版社，2006：5-7.
[2]郭彤颖.机器人学及其智能控制[M].北京：人民邮电出版社，2014：101-108.
[3]顾海洲.PCB电磁兼容技术--设计实践[M].北京：清华大学出版社，2004（29）.
作者单位
成都理工大学信息科学与技术学院四川省成都市 610059。