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基于CAN總線的機(jī)械手控制系統(tǒng)

作者: 時(shí)間:2009-09-29 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏
 retval=_Trans(ptrStruct,ptrPacket);//調(diào)發(fā)送數(shù)據(jù)幀函數(shù)

本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/163547.htm

  }

  //數(shù)據(jù)接收

  voidCWuLiao::Input(unsignedintID)

  {

  ptrPacket=Packet;

  ptrStruct=Struct;

  intRece_Length,retval,n;

  ptrStruct->card=0;

  ptrPacket->length=2;

  ptrPacket->rtr=0;

  ptrPacket->CAN_ID=ID;

  ptrPacket->data[0]=0x44;

  ptrPacket->data[1]=0x49;//CAN數(shù)據(jù)接收命令字

  retval=CAN_Trans(ptrStruct,ptrPacket);//調(diào)發(fā)送數(shù)據(jù)幀函數(shù),發(fā)出接收命令

  if(retval==1)

 ?。?/p>

  retval=CAN_Rece(ptrStruct,ptrPacket);//調(diào)接收數(shù)據(jù)幀函數(shù)

  if(retval==1)//接收成功,則返回值為1

 ?。?/p>

  Rece_Length=ptrPacket->length;//取接收到的數(shù)據(jù)長度

  for(n=0;n

 ?。?/p>

  Rece_Data[n]=ptrPacket->data[n];//接收到的數(shù)據(jù)從ptrPacket的成員變量Data中讀取,Race.Data[8]已設(shè)置為全局變量

 ?。?/p>

 ?。?/p>

  }

 ?。?/p>

  4.3多線程技術(shù)在實(shí)時(shí)監(jiān)控中的應(yīng)用

  控制程序是在Windows98下開發(fā)的,除了具有豐富的用戶圖形操作界面,該控制程序還需完成實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集和控制任務(wù)。然而Windows98并不是實(shí)時(shí)操作系統(tǒng),它是消息驅(qū)動機(jī)制的搶先式多任務(wù)系統(tǒng),沒有提供足夠的實(shí)時(shí)處理功能。因此,在程序開發(fā)中,我們采用多線程技術(shù)來實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的實(shí)時(shí)功能。線程是多任務(wù)的基本單元,是操作系統(tǒng)用來調(diào)度執(zhí)行的最小單位。一個進(jìn)程可以由多個線程組成,系統(tǒng)調(diào)度程序?qū)PU時(shí)間片劃分給各個線程,各個線程在各自的時(shí)間片內(nèi)使用CPU,從而實(shí)現(xiàn)了微觀上輪流執(zhí)行、宏觀上并發(fā)運(yùn)行的多任務(wù)效果。

  為了避免控制軟件前臺顯示界面因CAN數(shù)據(jù)采集和機(jī)械手控制指令的程序循環(huán)而導(dǎo)致響應(yīng)過慢或任務(wù)阻塞(Blocking)現(xiàn)象,增強(qiáng)應(yīng)用程序的快速響應(yīng)特性,我們將主要的數(shù)據(jù)采集和控制任務(wù):“機(jī)械手搬運(yùn)”及“物料分揀”定義成獨(dú)立的可以按并行方式執(zhí)行的工作線程,讓這個工作線程在后臺通過對CAN節(jié)點(diǎn)的讀寫完成數(shù)據(jù)輸入和控制參數(shù)輸出的任務(wù)。前臺顯示界面則通過PostMessage()函數(shù)與后臺數(shù)據(jù)采集及控制程序進(jìn)行通信,以共享數(shù)據(jù)單元的方式得到實(shí)時(shí)采集數(shù)據(jù)并加以顯示。在“機(jī)械手系統(tǒng)運(yùn)行”界面中設(shè)置了一個按鈕用于數(shù)據(jù)采集和控制線程的啟動。以下給出部分“送料缸”運(yùn)行控制代碼:

  //設(shè)置全局變量

  intRece_Data[8];//CAN輸入數(shù)據(jù)數(shù)組

  //以下是主線程

  ……

  #defineWM_THREADCANWMUSER+10//用戶消息定義

  ……

  ON_MESSAGE(WM_THREADCAN,OnThreadCAN)//用宏將消息和處理函數(shù)聯(lián)系起來

  ……

  LRESULTCWuLiao::OnThreadCAN(WPARAMwParam,LPARAMlParam)

  {

  CWuLiao::InputCAN(0x10);//讀2#CAN節(jié)點(diǎn)輸入狀態(tài)

  if(Rece_Data[2]==0x7e)CWuLiao::OutputCAN(0x10,0x00,0x55);//滿足條件,則輸出控制送料缸運(yùn)動

  ……

  return0;

 ?。?/p>

  voidCWuLiao::OnWuLiaoThread()

  {

  InitCAN();//CAN初始化

  pThread=AfxBeginThread(CAN_IN,GetSafeHwnd(),THREAD_PRIORITY_NORMAL);//創(chuàng)建工作線程

 ?。?/p>

  //以下是CAN數(shù)據(jù)采集和控制子線程

  UINTCAN_IN(LPVOIDpParam)

  {

  HWNDhWnd;

  hWnd=(HWND)param;

  do

 ?。?/p>

  PostMessage(hWnd,WM_THREADCAN,0,0);

  Sleep(10);

 ?。?/p>

  while(Rece_Data[2]!=0xef);//停止按鈕按下則中止工作線程

  return0;

  }

  上述代碼中,由主線程建立并初始化子線程,而子線程負(fù)責(zé)讀取CAN節(jié)點(diǎn)的狀態(tài)數(shù)據(jù),并通過分析、計(jì)算給出相應(yīng)的控制信號,完成控制任務(wù)。子線程一旦被創(chuàng)建,它將獨(dú)立于創(chuàng)建它的主線程運(yùn)行。由于一個進(jìn)程中的所有線程都共享該進(jìn)程的虛擬地址空間,從而可以通過將主線程和子線程間需共享的數(shù)據(jù)聲明為全局變量的方法來訪問該進(jìn)程的所有全局變量。在機(jī)械手監(jiān)控程序中引入多線程機(jī)制,充分利用了Windows系統(tǒng)的多任務(wù)特點(diǎn),可以有效地克服CAN總線數(shù)據(jù)采集和控制過程中的停滯和反應(yīng)不及時(shí)現(xiàn)象,并能大大提高程序的運(yùn)行效率和可靠性。

  4.4機(jī)械手運(yùn)行過程的動態(tài)顯示

  工業(yè)監(jiān)控軟件中,現(xiàn)場采集來的數(shù)據(jù)都需要以某種方式表示在屏幕上。在機(jī)械手系統(tǒng)中,主要的控制對象是氣缸和步進(jìn)電機(jī),為了能直觀地反映出它們的運(yùn)行狀態(tài),必須將CAN總線采集到的各傳感器狀態(tài)以及運(yùn)動部件的運(yùn)行情況以動畫的形式表現(xiàn)出來。為此,我們采用了ActiveX控件開發(fā)及應(yīng)用技術(shù)。ActiveX控件是微軟公司提供的功能強(qiáng)大的程序設(shè)計(jì)和開發(fā)技術(shù),它是提高程序開放性和可重用性的重要手段。在機(jī)械手控制程序中,通過MFCActiveXControlWizard建立了一個名為jixieshou的ActiveX控制的應(yīng)用程序框架,并在其中生成了可動態(tài)顯示的機(jī)械手裝置圖形控件。通過對該控件中諸如氣缸寬度、高度等屬性的設(shè)置來改變控件的形狀;通過氣缸活塞每移動一步的延時(shí)和每移動一步的距離來改變氣缸的運(yùn)動速度;通過調(diào)用該控件的接口函數(shù)來顯示氣缸、步進(jìn)電機(jī)、傳感器等的運(yùn)動和狀態(tài)。而上述行為的發(fā)生是由CAN總線數(shù)據(jù)采集和控制子線程向主線程傳遞相應(yīng)全局變量的值引發(fā)的,由此將圖形顯示與實(shí)物動作緊密聯(lián)系。

5結(jié)束語

  利用CAN總線技術(shù),并采用面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)方法以及多線程技術(shù)、ActiveX技術(shù)等,可以使監(jiān)控軟件具有較強(qiáng)的通用性、可擴(kuò)展性和可靠性,同時(shí)進(jìn)一步提高了的開放性和實(shí)時(shí)性。通過在物料搬運(yùn)機(jī)械手控制中的應(yīng)用表明:該運(yùn)行可靠,能夠完全滿足設(shè)計(jì)要求。


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