第二章 机器人构造1-构造及控制器.pptVIP

机器人构造 主 讲：吴 东 Email：wdagx@126. com 电 话：3182536 机器人的构造 本章内容 机器人的构造(轨迹机器人) 机器人的构造(轨迹机器人) 机器人的构造(轨迹机器人) 机器人的构造(轨迹机器人) 机器人的构造(轨迹机器人) 机器人的构造(轨迹机器人) 机器人的构造(Open PINO Platform) 机器人的构造(Open PINO Platform) 机器人的构造(Open PINO Platform) 机器人的构造(Open PINO Platform) 机器人的构造(Open PINO Platform) 机器人的构造(Open PINO Platform) 机器人的构造(Open PINO Platform) 机器人的构造(Open PINO Platform) 机器人的构造(Open PINO Platform) 机器人的构造(Open PINO Platform) 机器人的控制器 控制器 是根据指令以及传感信息控制机器人完成一定动作或作业任务的装置。 按照机器人控制算法的处理方式分 串行结构 并行结构 机器人的控制器 串行处理结构 是指机器人的控制算法由串行机来处理。 从计算机结构、控制方式分 单CPU结构、集中控制 两级CPU结构、主从式控制 多CPU结构、分布式控制 机器人的控制器 单CPU结构、集中控制 是指用一个功能强大的CPU实现全部运算、控制功能。 速度比较慢 结构简单 机器人的控制器 两级CPU结构、主从式控制 一级CPU做为主机，完成各种主要计算，并将一些数据传送到公用内存 二级CPU完成全部关节位置的控制 一级、二级CPU通过公用内存进行通讯 机器人的控制器 多CPU结构、分布式控制 采用上、下位机两级分布式结构 上位机负责各种主要计算，下位机中的每个CPU控制一个关节的运动 上、下位CPU通过总线进行通讯 机器人的控制器 串行处理结构的特点 计算负担重 实时性差 结构简单 解决方法 尽量减少计算量 选用性能好的控制器 采用多处理器做并行计算 机器人的控制器 并行处理结构 是指机器人的并行控制算法由并行机来处理。 对串行处理结构的改进 在给定并行处理器结构时，开发并行算法 在给定并行算法时，设计并行处理器结构 机器人的控制器 并行处理结构 机器人专用超大规模集成电路(VLSI) 利用有并行处理能力的芯片式计算机(DSP)构成并行处理网络 利用通用微处理器构成并行处理结构 机器人的控制器 并行处理结构的特点 结构复杂 实时性好 机器人的控制器 机器人控制器通常采用的是单片机。 单片机，是把CPU、存储器、接口等集成到一块大规模或超大规模集成电路上的微型计算机。 机器人的控制器 单片机 机器人的控制器 单片机 机器人的控制器 三种机器人控制器的比较 51系列单片机(Intel) PIC系列单片机(Microship) AVR系列单片机(Atmel) 机器人的控制器 51系列单片机 机器人的控制器 51系列单片机的CPU 一个16位CPU，是单片机的核心 主要功能是运算和控制整个系统协调工作 由运算器和控制器两部分组成 机器人的控制器 CPU的运算器 实现对数据的算术/逻辑运算和位操作 机器人的控制器 CPU的控制器 接受来自程序存储器的指令，并对其进行译码，通过定时和控制电路，按时序规定发出指令功能所需要的各种控制信息，使各部分协调工作，完成相应操作 机器人的控制器 CPU的控制器 机器人的控制器 51系列单片机的存储器 用来存放程序和数据 4KB的程序存储器 128B的数据存储器 机器人的控制器 51系列单片机的存储器 机器人的控制器 51系列单片机的存储器 有一个既可作字节处理、也可作位处理的地址区间，共16字节 置位、清零、检测等，只需要执行一条位操作指令即可完成操作 机器人的控制器 51系列单片机的I/O接口 是I/O外设与单片机之间的桥梁 机器人的控制器 51系列单片机的指令集 必备的加、减、逻辑运算、数据传输等指令 具有乘法、除法指令 具有二进制转换成十进制的调整指令 机器人的控制器 51系列单片机的数据传送 具有两组数据指针(DPTR) ，是片内和片外数据交换的主要途径 提高了数据交换速度 机器人的控制器 PIC系列单片机 采用了哈佛双总线结构，程序和数据总线可以采用不同的宽度 机器人的控制器 PIC系列单片机 数据总线和指令总线分离，寻址空间互相独立，宽度不同。 确保数据安全性、提高