基于DSP仿人機(jī)器人關(guān)節(jié)控制器設(shè)計(jì)

寄存器初始化操作主要包括：設(shè)置CPU CLK為外部晶振的2倍頻，即16 MHz；設(shè)置串口通信波特率為：38．4 Kb／s；設(shè)置定時(shí)器／計(jì)數(shù)器相關(guān)寄存器；設(shè)置QEP電路單元相關(guān)寄存器；設(shè)置中斷控制寄存器等。
2．2 串口數(shù)據(jù)接收中斷服務(wù)程序
串口數(shù)據(jù)接收中斷服務(wù)程序流程圖見圖8。在中斷服務(wù)程序中，讀取數(shù)據(jù)接收寄存器中的數(shù)據(jù)，存入數(shù)據(jù)接收區(qū)，而并不做任何進(jìn)一步分析和處理。數(shù)據(jù)接收區(qū)是內(nèi)存中暫時(shí)存放數(shù)據(jù)的區(qū)域，當(dāng)存滿一條完整指令信息后，由主程序分析和處理。
2．3 控制周期定時(shí)中斷服務(wù)服務(wù)程序
控制周期2 ms定時(shí)中斷服務(wù)程序的流程見圖9。定時(shí)器／計(jì)數(shù)器為位置環(huán)和速度環(huán)控制周期定時(shí)2 ms，每2 ms進(jìn)入定時(shí)中斷服務(wù)程序1次，讀取位置反饋值和速度反饋值，進(jìn)行積分分離PID運(yùn)算，最后輸出給D／A轉(zhuǎn)換成模擬量。

每一個(gè)插補(bǔ)周期(50 ms)，主計(jì)算機(jī)向關(guān)節(jié)控制器發(fā)送1次運(yùn)動(dòng)規(guī)劃后的目標(biāo)位置。該目標(biāo)位置是以增量編碼器信號(hào)四倍頻后的脈沖數(shù)為單位，以前一次的目標(biāo)位置作為脈沖計(jì)數(shù)的零點(diǎn)。因此，關(guān)節(jié)控制器在讀取新的目標(biāo)位置后，也應(yīng)該以前一次的目標(biāo)位置作為新的增量碼盤脈沖計(jì)數(shù)零點(diǎn)，測量實(shí)際的電機(jī)位置，與新的目標(biāo)位置比較、運(yùn)算。主計(jì)算機(jī)根據(jù)需要可以查詢當(dāng)前電機(jī)運(yùn)行的實(shí)際位置，關(guān)節(jié)控制器返回的位置則是關(guān)節(jié)角的絕對(duì)位置，單位是0．1°。

3 結(jié) 語
仿人機(jī)器人機(jī)械臂分布式關(guān)節(jié)控制器研究與設(shè)計(jì)，對(duì)于提高仿人機(jī)器人總體性能與人機(jī)交互能力，具有重要科研價(jià)值與現(xiàn)實(shí)意義。機(jī)械臂分布式控制器的高度實(shí)時(shí)性、容錯(cuò)性、可靠性、擴(kuò)充性，為仿人機(jī)器人系統(tǒng)提供了先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)與通信標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)踐表明應(yīng)用前景極為廣闊。