基于STM32的机器人伺服控制器设计

COMX接收数据的过程如图7所示。根据以上分析过程可以设计出COMX接收数据的驱动程序，其执行流程如图8所示。



3．4伺服控制器软件流程

伺服从站控制器在启动后会初始化COMX模块，然后等待COMX就绪。在控制过程中首先会通过邮箱数据发送电机的设置参数，在参数设置完成后就会发送过程命令来启动电机控制，然后进入电机控制循环。在电机控制过程中可以使用邮箱数据发送命令来停止电机控制，在没接到停止命令时会循环接收命令，解析后用于控制电机，直到控制结束。伺服从站控制器的程序流程如图9所示。



4 实验测试

本系统主要进行的实验如下：其一，对COMX伺服控制器的协议兼容性测试；其二，对COMX伺服控制器转发延时的测试。针对以上测试需求，搭建了相应的测试平台。在PC平台上安装netANALYZER应用软件和Wireshark软件。其中netANALYZER用于数据抓取和时间分析；Wiresha rk用于数据报分析和时间抖动分析。在主站上使用德国赫优讯公司的cifX 50-RE网卡和SYCON．net软件，在从站上使用STM32和COMX开发的伺服控制器。采用netANALYZER分析卡抓取数据包，并采用Wireshark软件分析数据，这样就可以测试通信的兼容性和功能的实现。同时也可以采用netANALYZER分析卡的时间分析功能去测试控制器的转发延时。为了分析总线在不同压力下的转发延时，进行了一组数据的测量，并转换为曲线。如图10所示，从站的转发延时基本不变。由于总线从站采用了硬件FMMU的映射机制来获取数据，这一过程延时很短，而且每个从站只处理与自己相关的数据，因此在转发过程中数据的增加基本不影响转发延时。



结语

机器人伺服控制器是机器人组成的关键部件，在使用EtherCAT作为机器人控制协议时，需要关节控制器能兼容EtherCAT通信。为了解决这个问题，本文设计了基于COMX和STM32的伺服控制器，从软件和硬件两方面进行了设计，同时实现了基于FSMC接口的COMX驱动以及EtherCAT通信过程。最后，采用测试工具分析了伺服控制器在不同BusLoad下的转发延时，通过实验分析验证了基于COMX模块的伺服控制器方案的可行性。