基于COMX和STM32的机器人伺服控制器电路设计

设计了基于comx和stm32的机器人伺服控制器解决方案。首先介绍了comx模块的功能及结构,然后设计了基于fsmc的接口电路来控制comx。系统采用实时工业以太网ethercat协议作为机器人伺服系统的底层协议,同时构建伺服从站控制器。实时以太网技术简化了一般总线的互操作性和实时性等方面的问题,能满足控制网络传输的实时性要求,ethercat工业以太网技术以其网络实时性高、速度快、拓扑结构灵活等优点得到广泛关注。本控制器采用德国赫优讯公司开发的嵌入式实时以太网模块comx来完成ethercat通信的功能,采用stm32为主控制器,由stm32来控制电机和comx的工作流程。
硬件电路模块
本伺服控制器主要用于机器人伺服节点通讯、关节电机的控制、i/o控制以及传感信息的采集。主要硬件由comx和stm32来组成,其中comx负责ethercat通信,stm32采用fsmc机制来读写comx;stm32是从站的伺服控制器主控芯片,主要进行电机控制和a/d、d/a模块的控制,以及负责管理comx模块的运行流程。其中伺服通信功能是基于ethercat协议进行组网来达到各模块互联和数据交换的目的,这样便于伺服节点的扩展和硬件结构的设计;在电机控制上采用rs485接口控制sr518数字舵机;其中i/o口用于基本的输入输出功能;a/d通道可以连接传感设备用于机器人的感知,d/a通道用于对语音、电流等模拟量的输出;rs232是开发过程中的调试接口。
图3.硬件电路图
stm32采用fsmc机制控制comx,将comx映射到stm32的内存空间中,对comx的读写方式和读写sram相同。 fsmc是集成在stm32f系列芯片上的外部存储器控制接口,fsmc能控制两种存储器: nor flash/sram控制器、 nand flash/pc卡控制器。嵌入式模块comx通过一个50pin插槽来连接主控芯片,插槽包含了与主机通信必备的控制线总线、16位数据总线和14位地址总线等;comx与stm32的硬件电路图如图3所示,由电路图可知comx内存映射到fsmc的第一个存储块的第四个分区中,起始地址为 0x6c000000,并且采用8位数据宽度来读写dpm存储区。

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