基于DSP仿人機器人關(guān)節(jié)控制器設(shè)計

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)置定時器／計數(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)，而并不做任何進一步分析和處理。數(shù)據(jù)接收區(qū)是內(nèi)存中暫時存放數(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 控制周期定時中斷服務(wù)服務(wù)程序
控制周期2 ms定時中斷服務(wù)程序的流程見圖9。定時器／計數(shù)器為位置環(huán)和速度環(huán)控制周期定時2 ms，每2 ms進入定時中斷服務(wù)程序1次，讀取位置反饋值和速度反饋值，進行積分分離PID運算，最后輸出給D／A轉(zhuǎn)換成模擬量。

每一個插補周期(50 ms)，主計算機向關(guān)節(jié)控制器發(fā)送1次運動規(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)位置作為脈沖計數(shù)的零點。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數(shù)零點，測量實際的電機位置，與新的目標(biāo)位置比較、運算。主計算機根據(jù)需要可以查詢當(dāng)前電機運行的實際位置，關(guān)節(jié)控制器返回的位置則是關(guān)節(jié)角的絕對位置，單位是0．1°。

3 結(jié) 語
仿人機器人機械臂分布式關(guān)節(jié)控制器研究與設(shè)計，對于提高仿人機器人總體性能與人機交互能力，具有重要科研價值與現(xiàn)實意義。機械臂分布式控制器的高度實時性、容錯性、可靠性、擴充性，為仿人機器人系統(tǒng)提供了先進的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)與通信標(biāo)準，實踐表明應(yīng)用前景極為廣闊。