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1、目录第一章绪论 . 11.1 引言 . 11.2 国内外的研究现状 . 21.3 系统元件介绍 . 51.3.1 CPLD 介绍 . 51.3.2 PCI 总线介绍 . 71.4 本课题研究的目的和意义 . 8第二章控制系统的总体方案 . 92.1 控制系统的分类 . 92.2 开放式结构机器人控制系统 . 102.3 写字机器人控制系统设计的总体方案 . 122.3.1 写字机器人控制系统的硬件电路 . 122.3.2 下位机控制子系统(DSP 控制器) . 132.3.3 上位机控制系统（PC 机） . 142.3.4 其他器件介绍 . 152.3.5 系统的软件总体设计方案 . 152.
2、4 本章小结 . 16第三章 PCI 总线接口电路的设计 . 173.1 PCI 总线的概述 . 173.2 PCI 接口设计 . 183.2.1 PCI 接口电路 . 183.2.2 PCI9052 寄存器设计 . 203.2.3 PCI9052 驱动程序设计 . 253.3 本章小结 . 29第四章输入输出信号电路的设计 . 304.1 CPLD 概述 . 304.2 CPLD 相关介绍 . 314.2.1 MAX 3000A 介绍 . 314.2.2 CPLD 软件开发平台介绍 . 324.2.3 CPLD 软件开发语言 . 334.3 CPLD 设计 . 334.3.1 CPLD 设计
3、的基本思路 . 334.3.2 CPLD 对输入信号和输出信号的处理 . 344.4 CPLD 软件设计 . 374.4.1 CPLD 输出信号软件设计 . 374.4.2 CPLD 输入信号软件设计 . 384.4.3 其它部分软件设计 . 414.5 本章小结 . 42第五章下位机处理电路的设计 . 435.1 DSP 的概述 . 435.1.1 DSP 的发展 . 435.1.2 DSP 的特点 .5.2 DSP 硬件电路设计.5.2.1 TMS320LF28007A 的特点 .5.2.2 DSP 硬件电路 .5.2.3 其他接口电路.5.3 DSP 软件设计.5.4 本章小结 .第六章
4、总结与展望.6.1 论文总结.6.2 系统的特点 .6.3 展望 .参考文献.附录一倍频的 VHDL 语言程序.附录二计数的 VHDL 语言程序.致谢.作者简介.在读期间取得的科研成果.4444444649505152525253555759616365第一章绪论1.1引言进入二十世纪七十年代以后，机器人学这门学科得到了快速发展和成熟起来，它汇集了微电子技术、计算机技术、程序设计、机械制造工程、人工智能设计、自动控制理论、仿生学等学科的最新成果，象征了当今世界光机电一体化的最高成就，是现阶段科学技术发展最快和最有创造力的领域，是世界最新技术发展的重要的标志，也是我国现阶段急需提高的方面。机器人
5、的研究、制造及其应用水平代表了一个国家科技水平和经济实力的象征，是现在世界各国都优先发展的重要领域。通过微机控制的机器人具有良好的可靠性、较高的准确性、高速的反应能力以及巨大的信息储存和处理能力8够连续的、准确的、高效的完成人力难以完成的劳动，从而降低了劳动的危险性，提高劳动生产率，增加了劳动的自动化程度，它能够在深水下、太空中、高污染、强辐射以及剧毒等人类难以进入的环境中工作，由于有这些优点，从而保证了生产品的质量，也保障了工人的生命安全和健康。在现代化生产里，机器人更能满足当代多种类、中小产量的联合生产方式，这种方式即可以达到用户各种不同的需求，又可以降低生产成本。在近半个世纪里，特别是二
6、十一世纪，微电子技术、精确自动控制技术和人工智能有了迅猛的发展，与此同时工业生产的相关技术也有着日新月异的进步，使得机器人技术得到了飞速的发展。本论文主要研究的是写字机器人，它在机器人教学和科普展览等方面都有着非常重要的意义。在教学方面，可为大学机械、电子、计算机、软件专业开设机器人写字试验、绘图试验、机器人机构学试验、机器人装配试验等实验课程。在科普方面，在中小学中举行机器人表演，也可以参加各种城市科学馆的展览活动，作写字表演等。控制系统作为机器人的核心，是影响机器人性能的关键部分，其中测量和控制是一个控制系统的基本要素，所以测控系统就是控制系统中的核心部分。测控系统的基本特征表现为测控系统特性与输入、输出的关系。测控系统可分为三大类：以检测为目标的检测系统、以控制为目标的控制系统、检测和控制一体化的测控系统1。传统的测控系统都是由测控电路组成，这样的电路的不仅功能少而弱，而且电路复杂，容易出现问题。由于新的计算机技术和控制理论在测控系统中的应用，使传统的测控系统产生了新的活力。新型计算机代替了传统测控系统中的电子线1路，成为了测控系统的主体和核心，解决了传统测控系统不能解决
