專利名稱：一種基于ARM和Linux的工業機器人控制器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種工業機器人控制器，特別是涉及一種基于ARM和Linux的工業機器人控制器。
背景技術：
工業機器人是面向工業領域的多關節機械手或多自由度的機器人。工業機器人是自動執行工作的機器裝置，是靠自身動力和控制能力來實現各種功能的一種機器。它可以接受人類指揮，也可以按照預先編排的程序運行，現代的工業機器人還可以根據人工智能技術制定的原則綱領行動。機器人控制系統是機器人的大腦，是決定機器人功能和性能的主要因素。工業機器人控制技術的主要任務就是控制工業機器人在工作空間中的運動位置、姿態和軌跡、操作順序及動作的時間等。具有編程簡單、軟件菜單操作、友好的人機交互界面、在線操作提示和使用方便等特點。但目前來說，傳統的工業機器人控制器價格非常昂貴，而且接口單一，使用不方便，漸漸不能滿足人們生產和生活的需求。如何能降低機器人的成本，更好的服務于工業生產和人們生活是現在技術面臨的一大挑戰。
實用新型內容本實用新型的目的在于克服現有技術的不足，提供一種基于ARM和Linux的工業機器人控制器，成本低、性能優越，接口較多、性能穩定，且能滿足多種工業機器人的控制要求。為了達到上述目的，本實用新型采用的技術方案是一種基于ARM和Linux的工業機器人控制器，應用于工業機器人控制器系統中，包括ARM9微處理器及與ARM9微處理器相連的10路高速脈沖輸出通道、10路輔助通道開關量輸出、32路開關量輸出通道、32路開關量輸入通道，且所有的通道都通過光電隔離。ARM9微處理器上設置有SPI接口、RS232接口、JTAG接口、TCP/IP接口及USB接口。所述的32路開關量輸入通道包括16路帶中斷功能的開關量輸入通道和16路通用開關量通道，且中斷方式為電平觸發和邊沿觸發。所述的 10路高速脈沖輸出通道和10路輔助通道開關量輸出能實現CP-WR和CW-CCW兩種控制輸出模式。3路RS232接口通過電平轉換電路與ARM9微處理器雙向連接進行信息交換JTAG 協議通過JTAG接口與ARM9微處理器相連，局域網LAN通過TCP/IP接口與ARM9微處理器相連接，USB設備通過USB接口與ARM9微處理器相連接，16路帶中斷功能的開關量輸入通道通過光電隔離后與ARM9微處理器的輸入端相連；16路通用開關量輸入通道依次通過光電隔離、SPI接口后與ARM9微處理器的輸入端相連；10路輔助通道開關量輸出通過光電隔離后與ARM9微處理器輸出端相連；10路高速脈沖輸出通道通過光電隔離后與ARM9微處理器輸出端相連；16路開關量輸出通道通過光電隔離后與ARM9微處理器輸出端相連；16 路開關量輸出通道依次通過光電隔離、SPI接口與ARM9微處理器輸出端相連。[0007]ARM9微處理器的組成結構包括S3C2440微處理器、與S3C2440微處理器雙向連接的SDRAM、FLASH、接口電路、時鐘電路、與S3C2440微處理器的輸入端連接并為S3C2440微處理器提供工作電源的電源電路。與現有技術相比，本實用新型的有益效果是能夠與工業執行裝置接口，構成機器人，成本低、性能優越，接口較多、性能穩定，且能滿足多種工業機器人的控制要求。
圖1為本實用新型的原理框圖；圖2為本實用新型的ARM9微處理器的內部系統原理圖。
具體實施方式
本實用新型的主旨在于克服現有技術的不足，提供一種基于ARM和Linux的工業機器人控制器，能夠與工業執行裝置接口，構成機器人，成本低、性能優越，接口較多、性能穩定，且能滿足多種工業機器人的控制要求。下面結合實施例參照附圖進行詳細說明，以便對本實用新型的技術特征及優點進行更深入的詮釋。本實用新型的原理框圖如圖1所示，一種基于ARM和Linux的工業機器人控制器， 應用于工業機器人控制器系統中，包括ARM9微處理器及與ARM9微處理器相連的10路高速脈沖輸出通道、10路輔助通道開關量輸出、32路開關量輸出通道、32路開關量輸入通道，且所有的通道都通過光電隔離。ARM9微處理器上設置有SPI接口、RS232接口、JTAG接口、 TCP/IP接口及USB接口。所述的32路開關量輸入通道包括16路帶中斷功能的開關量輸入通道和16路通用開關量通道，且中斷方式為電平觸發和邊沿觸發。所述的10路高速脈沖輸出通道和10路輔助通道開關量輸出能實現CP-WR和CW-CCW兩種控制輸出模式。3路RS232接口通過電平轉換電路與ARM9微處理器雙向連接進行信息交換JTAG 協議通過JTAG接口與ARM9微處理器相連，局域網LAN通過TCP/IP接口與ARM9微處理器相連接，USB設備通過USB接口與ARM9微處理器相連接，16路帶中斷功能的開關量輸入通道通過光電隔離后與ARM9微處理器的輸入端相連；16路通用開關量輸入通道依次通過光電隔離、SPI接口后與ARM9微處理器的輸入端相連；10路輔助通道開關量輸出通過光電隔離后與ARM9微處理器輸出端相連；10路高速脈沖輸出通道通過光電隔離后與ARM9微處理器輸出端相連；16路開關量輸出通道通過光電隔離后與ARM9微處理器輸出端相連；16 路開關量輸出通道依次通過光電隔離、SPI接口與ARM9微處理器輸出端相連。本實用新型的ARM9微處理器的內部系統原理圖如圖2所示，ARM9微處理器的組成結構包括S3C2440微處理器、與S3C2440微處理器雙向連接的SDRAM、FLASH、接口電路、 時鐘電路、與S3C2440微處理器的輸入端連接并為S3C2440微處理器提供工作電源的電源電路。基于ARM和Linux的工業機器人控制器的核心是ARM9核心板，主要是ARM9微處理器S3C2440。S3C2440微處理器是Samsung半導體公司基于ARM920T內核推出的一款高性能、低功耗、高集成度并具有工業級溫度范圍和性能的32位ARM微處理器。主頻高達 400MHz，最高可達533MHz，片上集成MMU、指令/數據分開的16KCache、SDRAM、NAND-FLASH控制器、LCD控制器、4通道DMA、3通道UART、IIC總線、IIS總線、SD主機接口、P^定時器、 看門狗、片上PLL時鐘發生器、112個GPIO 口、8通道10位AD控制器和觸摸屏接口以及帶日歷函數的實時時鐘。核心電壓為1.3V，采用固定的32位運算寬度，能很好地降低功耗，并且支持從NAND-FLASH直接啟動。電源電路負責給S3C2440微處理器供電，功能為電源穩壓、電壓檢測、過流保護等。網絡接口電路的功能是完成網絡協議的物理層轉換；因為S3CM40沒有內置任何存儲器，必須外擴存儲器，系統中外擴了 64M的SDRAM作為內存，外擴了 64M的FLASH作為程序存儲器。外擴大容量的存儲器，可滿足系統大規模應用程序，甚至上操作系統的需求。盡管本實用新型通過具體實例對如何實現基于ARM和Linux的工業機器人控制器工作作出了清晰而完成的描述，但是本實用新型不僅僅限于所述實施例，通過簡單的改變程序來達到相同目的是可能發生的并且都包括在本實用新型之中。
權利要求1.一種基于ARM和Linux的工業機器人控制器，應用于工業機器人控制器系統中，其特征在于該控制器包括ARM9微處理器及與ARM9微處理器相連的10路高速脈沖輸出通道、10路輔助通道開關量輸出、32路開關量輸出通道、32路開關量輸入通道，且所有的通道都通過光電隔離；ARM9微處理器上設置有SPI接口、RS232接口、JTAG接口、TCP/IP接口及USB接口。
2.根據權利要求1所述的基于ARM和Linux的工業機器人控制器，其特征在于所述的控制器的32路開關量輸入通道包括16路帶中斷功能的開關量輸入通道和16路通用開關量通道，且中斷方式為電平觸發和邊沿觸發。
3.根據權利要求2所述的基于ARM和Linux的工業機器人控制器，其特征在于，所述的控制器的連接電路如下3路RS232接口通過電平轉換電路與ARM9微處理器雙向連接進行信息交換；JTAG協議通過JTAG接口與ARM9微處理器相連，局域網LAN通過TCP/IP接口與 ARM9微處理器相連接，USB設備通過USB接口與ARM9微處理器相連接，16路帶中斷功能的開關量輸入通道通過光電隔離后與ARM9微處理器的輸入端相連；16路通用開關量輸入通道依次通過光電隔離、SPI接口后與ARM9微處理器的輸入端相連；10路輔助通道開關量輸出通過光電隔離后與ARM9微處理器輸出端相連；10路高速脈沖輸出通道通過光電隔離后與ARM9微處理器輸出端相連；16路開關量輸出通道通過光電隔離后與ARM9微處理器輸出端相連；16路開關量輸出通道依次通過光電隔離、SPI接口與ARM9微處理器輸出端相連。
4.根據權利要求3所述的基于ARM和Linux的工業機器人控制器，其特征在于ARM9微處理器的組成結構包括S3C2440微處理器、與S3C2440微處理器雙向連接的SDRAM、FLASH、 接口電路、時鐘電路、與S3C2440微處理器的輸入端連接并為S3C2440微處理器提供工作電源的電源電路。
專利摘要本實用新型公開了一種基于ARM和Linux的工業機器人控制器，包括ARM9微處理器及與ARM9微處理器相連的10路高速脈沖輸出通道、10路輔助通道開關量輸出、32路開關量輸出通道、32路開關量輸入通道，且所有的通道都通過光電隔離。ARM9微處理器上設置有SPI接口、RS232接口、JTAG接口、TCP/IP接口及USB接口。所述的32路開關量輸入通道中有16路配置有中斷功能，中斷方式為電平觸發和邊沿觸發。本實用新型能夠與工業執行裝置接口，構成機器人，成本低、性能優越，接口較多、性能穩定，且能滿足多種工業機器人的控制要求。
文檔編號G05B19/418GK202102308SQ20112022979
公開日2012年1月4日 申請日期2011年7月1日 優先權日2011年7月1日
發明者張志堅, 李廣明, 楊雷 申請人:東莞理工學院