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目录 第章 绪论 1 1.1 背景 1 1.2 国内外现状 1 1.3 小结 1 第章 方案设计 2 2.1 方案提出 2 2.2 器件选择 2 2.3 方案设计的基本框架 3 2.3.1 硬件系统流程 3 2.3.2 软件开发流程 4 2.4 本章小结 4 第章 硬件设计 5 3.1 系统总的基本框架 5 3.2 硬件各部件的使用 6 3.2.1 步进电机 6 3.2.2 步进电机驱动器原理——TA8435的使用 7 3.2.3 电子标尺的原理 9 3.3 本章小结 9 第章 软件设计 10 4.1 插补控制原理——DDA原理介绍 10 4.1.1 插补的定义 10 4.1.2 数积分插补（DDA）的基本原理 10 4.2 DSP串口通讯——上微机指令的接收 12 4.2.1 串口通讯使用的意义 12 4.2.2 串行接口的介绍 12 4.2.3 串口电平转换芯片介绍 13 4.2.4 DSP2407中串口的使用 14 4.2.5 串口通讯协议的编写 14 4.3 DSP ADC采样——反馈信号的读取 15 4.3.1 ADC采样定义 15 4.3.2 DSP2407中ADC的使用 16 4.3.3 DSP2407 ADC采样调理电路 16 4.4 程序具体的实现 17 4.5 本章小结 18 第章 调试 19 5.1 CCS3.3上的调试界面 19 5.1.1 PC机的串口调试界面 19 5.1. CCS上串口的接收中断图 19 5.1. 坐标点的监视图 20 5.2 示波器上调试脉冲波形图 20 5.3 程序在机器人上的运行结果 21 5.4 系统速度和精度分析与处理 21 5.5 本章小结 21 结论 22 致谢 23 参考文献 24 第章 绪论 1.1 背景 秦砖汉瓦是时代建设家园不可缺少的材料，制砖行业已逐步应用自动化生产过程。砖块的烧制从出窑到卸垛这一过程仍未实现自动化。智能砖窑装卸机器人作品的研发目的在于解决从事该工作过程浪费的大量劳动力以及满足建筑产业相关要求而自主研发的装卸机器人。而智能机器人中最重要的就是数字控制系统。可以说数子控制是现代机械工业乃至于整个现代工业的基础,对于提高传统装备制造业的水平具有重要意义。而插补模块则决定着数控加工的速度和精度，在数控系统中处于核心地位。针对目前一些数控插补使用单片机做控制芯片，运算速度不高，难以满足数控插补快速性的要求的状况。本文基于美国TI公司的主流DSP处理器TMS320LF2407A，利用其高速运算能力提出了DDA插补对智能砖窑卸垛机器人实现数字控制的实现方案。经过在实物上运行后，取得好的效果。1.2 国内外现状 在国外：2010年美国芝加哥国际制造技术（机床）展览会（IMTS2010）展示了国际机床行业必威体育精装版技术动态和发展趋势。IMTS展览会展示了高技术数控机床、数控系统、智能机器人，展示必威体育精装版科技和生产方式。国外数控系统正朝着平台数字化、运行高速化、加工高精化、功能复合化、控制智能化、伺服驱动高性能控制等方向发展。状在中国，随着相关产业的不断发展以及生产技术装备的不断革新，机器人技术在包装行业中也得到了广泛的应用和推广。目前已经有多家知名机器人制造商进入中国，为中国广大生产企业及物流商提高效率给予支持。 数字控制系统作为现在新型的控制系统，有很大的发展空间。 第章 2.1 方案提出 机械部分：由于机器人手臂部分的四连杆机构已经做了优化设计，从而X，Y轴的运动已经不会相互干扰了，X,Y之间已经是两个相互独立的个体。在控制过程中只要对单个轴进行控制。采用两相步进电机对X，Y进行控制，采用TA8435对两相步进电机进行驱动。利用TI公司的主流DSP处理器TMS320LF2407A，其高速运算能力是16位单片机的8倍到10倍，完成一次乘加运算则快16倍到30倍，其能够很好的满足实时通讯，插补运算，能提供很高的精度。它是TI公司推出的一种面向数字马达控制、嵌入式控制系统和数字控制系统开发的新型可编程DSP芯片。若再加上东芝的产的TA8435控制模块作为它与步进电机之间的衔接。那么无论是速度还是精度都将得到很好的保证。 通过上面的比较本文采用了方案三来完成对砖窑卸垛机器人的二维数字系统的设计。 2.2 器件选择 机械部分： 选择混合式两相步进电机，采用高强度的铝合金做成四连杆机构，采用专业的滑块，导轨和丝杠，滑块与步进电机之间采用同步带传动。 控制部分: 选择美国TI公司的TMS320LF2407A作为核心处理器，采用日本东芝的TA8435作为电机的驱动芯片。电源方面为了保证电压电流的稳定都采用开关电源。 2.3 方案设计的基本框架 2.3.1 硬件系统流程 图2-1硬件系统流程图 硬件系统原理图2-1所示：上位机通过串口把坐标指令发给DSP作为核心的处理模块，或