PC与DSP串行通信在机器人控制系统的应用徐国华，向先波，张琴华中科技大学交通学院，湖北武汉430074）了基于TMS320F240型号DSP与PC之间串行通信接口的设计方法，讨论了该串行通信接口的硬件实现以及相应的通信程序编制。该设计方案简单易行，具有一定的通用性。

函数OpenProcess）用于开启一个进程，函数CloseHandle）用于关闭一个应用程序句柄，这样只需设置一个应用程序的句柄，并对其进行实时检测，在需要结束时关闭句柄。

4结束语根据数据采集系统硬件设计和软件设计，编写了主动悬架，该系统采用上、下位多级控制体系结构，以DSP控制器为主体完成主/从遥控作业。上位机采用PC，通过RS232/RS485串行通信接收下位机DSP控制器）发来的机器人运动信息，检测机器人的运动状态，完成整个机器人系统的买时状态监控。

另外，PC可以通过串行通信实时修改下位机DSP控制器的控制参数，以达到在线调整控制效果的目的。

下位机基于DSP控制器完成硬件平台的实现，采用HD控制+Bang-Bang控制算法，输出给配套设计的液压伺服控制板以实现对6个油缸的运动控制，完成机器人6个自由度联动。上位机平台采用Windows2000操作系统，编程语言为VisualC++ 6.0；下位机平台为DSP开发系统，使用DSP汇编语言。

标准的通用异步接收/发送UART）通信接口，接收器和发送器都是双级缓冲，有自己的使能和中断位，可以半双工或全双工工作。为了保证数据的完整性，DSP的串行接口还可以对接收的数据进行间断检测、奇偶性、超时和帧错误检查。串行通信接口的波特率可高达64kb/s，信号电平为TTL类型。

PC串口的异步串行通信基于RS232C标准。PC串口的RS232信号电平和DSP的TTL电平不能直接连接，必须进行信号变换。传统的转换芯片，MC1488TTL输入到RS232输出）采用双极性电源供电，MC1499'S232输入到TTL）采用单电源供电。而选用MAXIM公司的MAX232芯片，一片即可代替MC1488和MC1499两个芯片的作用，实现TTL电平与RS-232电平双向转换，且MAX232内部有电压倍增电路和转换电路，仅需+5V单电源便可工作，使用十分方便。PC与DSP之间通信接口信号电平的转换如所示。

以RS232C通信标准进行通信，在保证通信准确性的前提下，通信距离一般以不超过12m为宜，在PC与DS通信接口图工业控制现场很受限制。为保证硬件设计的兼容性和易扩展性，能够应用于不同场合。考虑到实际应用的需要，在DSP硬件电路板端采用了MAX485芯片，添加了一个RS485/RS422通信接口。RS-422A采用双线传输，大大增强了抗共模干扰的能力，传输距离可达1200m，最大传输速率可达10Mb/s，可同时发送和接收，只能有一个发送器，可带多个接收器。RS485通信标准与RS422兼容，并且扩展了RS422功能，在某个时刻，一个发送，另一个接收，可带多个发送器和接收器。

只需一对收/发单元，而MAX232有两对收/发单元，在完成DSP与PC的正常通信任务的基础上，扩展了一个功能：实现PC与DSP的双向复位。从上位PC复位DSP，适用场合，当DSP控制器程序出错、监控对象异常或想使控制程序重新运行，可以直接从上位PC发控制指令，达到复位下位机的功能。同样，也可以从DSP端复位PC或给PC发特定的信号。DSP与PC串行通信接口的硬件设计如所示。

2DSP与PC串行通信接口的软件设计2.1通信协议的设定在异步串行通信中，收、发双方必须事先规定字符格式、采用的波特率及时钟频率和波特率的关系。

本通信系统规定，每一帧数据占10位，一位奇校验位，8位数据位，1位停止位；双方的波特率设置为19200bit/s；米用软件握手方法。

2.2DSP端下位机SCI通信程序的编制通信口模块，支持RS232和RS485的工业标准全双工通信模式。串行通信接口的接收器和发送器都是双极缓冲，每一个都有自己独立的使能和中断位，它们可以单独或同时工作于全双工模式。为了保证数据的正确性，串行通信接口对接收的数据进行间断检测、奇偶性、超时和帧错误的检查。通过对一个16位波特率选择寄存器进行编程，可以选择多种不同的波特率，其中最高可达到64kb/s.在主/从遥控式作业机器人的软件程序设计中，机器人控制程序主要完成两个任务，均通过中断完成：通过定时中断实现机器人位置信息的数据采集及位置控制；通过中断方式接收PC发送的命令字符，确认后将机器人主/从手位置信息回送给PC或在线更改P，I，D三个参数的值。

基于DSP功能模块化的特点，其串行通信汇编程序的编制主要分三个步骤：初始化设置时钟源模块，得到所需的CPUCLK和SYSCLK因为计算波特率时与之有关）；编写串行通信中断服务子程序，即可完成DSP与PC之间的串行通信。

下位机DSP通信软件编制中需要注意的问题：位的处理器，每个存储单元都是一个字单元。但是，在串行通信中每次只能传送一个字节的内容。DSP的A/D转换器的精度是10位，故机器人关节位置信息以两个字节表示，范围0000h~03fffh.因而在传送机器人能关节位置信息时，要分两次完成。在DSP通信程序中，设定先发送高位字节，在发送低位字节。

PC上通信程序的接收也按此顺序，以保持一致。

度与指令执行速度的匹配。

2.3PC端上位机通信程序的编制上位机串行通信程序在Windows2000平台下采用VisualC++6.0实现。在Windows环境下，不允许用户直接控制串口的中断，而采用VC自身提供的ActiveX MSComm控件，直接在应用程序中嵌入MSComm控件，从而方便地进行计算机串口的通信管理。该控件提供了对Windows通信驱动程序的API函数接口，屏蔽了通信过程的低层操作，使用时只需关心控件的相关属性和事件，为应用程序提供了通过串行口收发数据的简便方法。即设置MSComm控件的相应属性，调用控件的相应方法和事件，按照通信协议要求发出命令，上位机完成相应功能，便能实现数据通信。

本串行通信程序，采取事件驱动的方式接收来自与下位机DSP的二进制数据，并在屏幕上显示出来，同时绘制实时的曲线图，直观观察机器人主/从手的最新位置信息。通信参数与下位机DSP通信参数一致，设定为：波特率为19200bit/s，奇校验，8位数据位，位停止位，选用C0M1通信口。PC端通信程序的流程图如所示。

MSComm控件有很多重要的属性，表1说明了这些属性并给出了在本程序中的设定值。通信控件的工作原理类似于中断方式，当有通信事件发生时如发送数据、接收数据等），就会触发OnComm事件，在该事件的处理函数中调用GetCommEvent）函数，通过返回值即可确定是哪类事件，再作出相应的处理。）返回的是VARIANT型变量，在接收编辑框中显示的是Cstring型变量，因此必须进行转换。先将VARIANT型变量转换为ColeSafeArray型变量，再将其转换为BYTE型本低、使用经济的特点。设计的电路及软件，在研制的机器人作业系统中，经与PC的通信实践证明，可以实现可靠的通信。
 
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