免费论文：面向生物工程的微操作机器人控制系统研制

本文对用于微流控芯片生产中自动对准的微操作机器人的控制系统进行了研究，分析了其总体设计方案，详细探讨了步进电机及直流电机控制器的开发、CAN总线通信系统设计、CAN总线系统中广播和组播的实现以及机器人力反馈信号的高精度采集与处理。具体内容为： 在对相关背景了解的基础上，明确了课题研究内容，介绍了本项目中微操作机器人的总体控制方案，分析了控制系统的4大部分构成，即视觉系统设计、精密定位平台的控制、辅助装置的控制及数据采集处理系统的设计。 给出了步进电机及直流电机控制器的设计方案，详细地阐述了其硬件系统设计和软件系统设计。在硬件系统设计中，给出了微控制器控制模块、CAN总线通信模块、步进电机驱动模块、直流电机控制驱动模块、限位处理模块的设计；在软件系统设计中，给出了A3972芯片控制程序和LM629芯片读写程序的编写实例，分析了步进电机速度调节方案及限位中断处理程序的编写过程。 介绍了CAN总线的特点、发展历史及现状，给出了CAN控制器SJA1000及其接口芯片PCA82C250在本项目中的具体应用；论述了CAN节点模块的软件设计，从SJA1000 的初始化、数据的发送和接收三方面进行了讨论，并给出了相应的源代码；阐述了CAN通信协议的格式，分析了本项目中CAN通信协议的设计。分析了SJA1000在PeliCAN模式下验收过滤器的工作原理，讨论了CAN总线系统中单播、组播和广播的实现方法，并将其具体应用于本项目中，实现对机器人多个CAN通信节点模块的同时控制。 设计了一套数据采集处理系统，对机器人力传感器阵列信号进行采集与处理。重点阐述了系统原理及硬件、软件设计，给出了ADS8364的典型用法，采用DSP实现系统的总体控制及前端数字信号处理，采用CPLD实现ADS8364的逻辑控制，采用USB总线实现与主控计算机的通信。实践证明，该数据采集处理系统可适用于高精度、实时性信号的数据采集和处理，具有广泛的实用价值。

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