基于USB接口的机器人上下位机通信

PL-2301包括两套独立的USB控制单元。在握手信号的协调下，它们通过两个FIFO缓冲器无阻塞地交换数据。PL-2301包含四个终端：缺省的控制终端（地址00H）、中断终端（地址81H）、块输出终端（地址02H）、块输入终端（地址83H）。控制传输用于在主机列举阶段完成对PL-2301的配置及在两台主机通信时控制PL-2301的握手信号；中断传输用于PL-2301定期（每毫秒一次）向主机报告握手信号的状态；块传输用于两台主机之间实时地交换数据。块传输支持错误检测，这对实时通信和控制很重要。控制传输被确保拥有10%的USB总线带宽，中断传输和等时传输最多可以使用90%的带宽，块传输使用剩余的最大可用带宽（最多95%）。当总线不太忙时，由于块传输只有一个很小的协议头（13字节），它是所有传输类型中最快的。为了确何教学机器人上下位机以最快的速度通信，满足实时性要求，最好不要在USB总线上挂接过多的USB外设。

PL-2301除了能对USB标准请求做出反应外，还能对几种厂商自定义的请求做出反应。自定义请求ClearQuickLinkFeature和SetQuickLinkFeature用于控制两台主机通信时PL-2301的握手信号。这些握手信号是：

（1）TX_RDY指示本地USB端口是否准备好传输数据的指示信号。

（2）S_EN挂起使能信号。置位后，PL-2301支持标准的USB挂起特性。

（3）RESET_O块输出管道的复位信号，用于出现错误时复位块输出通道。

（4）RESET_IN块输入管道的复位信号，用于出现错误时复位块输入管道。

（5）TX_REQ块传输的请求信号。

（6）TX_C块传输完成的指示信号。

（7）PEER_E告诉对方本地端口是否连接好的指示信号。

在这几个握手信号的协调下，上位机和下位机可以双向通信。图2是主机PC A向PC B传输数据的流程图。这些底层的细节问题并不需要控制，由PL-2301的驱动程序完成。

3 软件结构

3.1教学机器人软件结构

EDUROBOT-680-II型教学机器人控制系统的控制软件包括下位机的底层控制软件和上位机的上层控制软件，它们通过USB端口通信。其软件结构如图3所示。