基于PC控制的智能机械手无线控制系统VIP免费

上位机（PC机）无线传输模块无线传输模块单片机最小系统显示模板图1.系统结构框图基于PC控制的智能机械手无线控制系统卓树峰黄净晴程智宾福建信息职业技术学院，福州350003摘要：在现在生产过程中，许多生产环境和工艺都要求机械手应具有无线控制和准确定位的能力。为此我们研究和开发了以单片机为核心的下位机底层控制系统和用VB开发的上位机（PC机）软件，两者之间的数据传送是利用以NRF9E5为核心的传输模块来实现。同时设计了直流电机定位系统以解决机械手的定位问题，提高了机械手的可靠性、智能性和控制精度。关键词：上位机；无线通信；下位机；定位系统；机械手引言随着科技的发展，生产技术和工艺的不断发展和改进，在某些方面，机械手已经逐渐取代了人类劳动，它既可以用于实际生产，满足装配作业内容改变频繁的重复操作，又可以用于教学实验和科学研究，使人直观地了解机器人结构组成、动作原理等，所以开发设计和研究机械手具有比较广泛的实际意义和应用前景。一、系统结构该系统由上位机软件、无线通信模块和下位机执行模块构成。系统结构框图如图1所示：1．上位机软件该机械手操作控制软件是采用高级语言VisualBasic（VB）编写的。主要完成两部分：一是机械手操作界面，通过对该界面的操作，可以实现上位机向无线通信模块传输指令和数据；二是数据串行通信，利用VB的串行控件Mscomm实现系统的串行通讯。该控件屏蔽了通信过程中的底层操作，通过设置、监视Mscomm控件的属性和事件，再结合Timer控件即可完成对串行口的初始化和数据的输入、输出工作。Mscomm控件的主要属性如下：（1）Commport设置并返回通讯端口号。端口号可以设置为1～16的任何数。（2）Setting设置并返回波特率、奇偶校验、数据位、停止位。（3）Portopen设置并返回通讯端口的状态，也可以打开和关闭端口。（4）Input从接收缓冲区返回和删除字符。该属性在运行时为只读。（5）InputLen设置并返回每次Input属性从接收缓冲区中读取的字符数。（6）Output向传送缓冲区写数据。要传送的数据可以是文本数据或二进制数据。（7）CommEvent返回最近的通讯事件或错误。只要有通讯错误或事件发生错误时就会产生Oncomm事件。CommEvent属性中存有该错误或事件的数值代码。2．无线通信模块开始无线传输模块初始化判断是否接收到上位机数据否是关闭串口，处理接收到的数据数据无线发射判断发射是否完成否是图2.无线发射程序流程图打开串口，等待接收数据图3.下位机执行模块原理框图串口通信发射模块接收模块下位机系统控制电机执行本系统采用了以NRF9E5为核心的无线传输模块，该模块是一块具有433/868/915MHz高性能嵌入式无线模块，其特点是：多频道多频段，低工作电压（只有1.9～3.6V），最大发射功率+10dBm，高抗干扰GFSK调制，可跳频，数据速率50kbps,有独特的载波监测输出、地址匹配输出、数据就绪输出，有完整的多址通信协议和CRC校验，同时内置高性能51单片机（速度三倍于同主频的标准51单片机），被广泛地应用在无线遥控系统、机器人控制、工业数据采集系统等。该无线传输模块的功能是与PC机串口通信接收数据，接收到的数据经处理后，以无线的方式发射到下位机。其中核心芯片NRF9E5属于可编程器件，在硬件电路设计时，主要完成内部的UART串口与上位机通信的串口电路，由于该芯片内部没有ROM，因此在外部扩展了一片MICROCHIP公司的32K容量的SPI总线接口的25AA320程序存储器来存储程序。在上电时，NRF9E5通过内部SPI接口把25AA320中的程序自动的读到NRF9E5内部4KB的专用RAM中并开始执行。在软件设计时主要考虑有线和无线通信的协议和工作时序，这就要求在配置各个定时器和寄存器时，要保证传输时波特率和数据格式的一致，否则将接收到乱码或错误数据，影响下位机的动作。软件流程如图2：3．下位机执行模块该模块主要是以无线方式接收PC机发射的数据，同时将无线接收的数据通过串口传送给下位机系统执行，其原理框图如图3：关闭串口，打开无线收发器开始无线接收模块初始化判断是否接收到无线数据否是关闭无线收发器，处理接收到的数据打开串口发送判断传送是否完成否是图4.无线接收程序流程图开始单片机初始化...