基于USB接口的機(jī)器人上下位機(jī)通信

PL-2301包括兩套獨(dú)立的USB控制單元。在握手信號(hào)的協(xié)調(diào)下，它們通過(guò)兩個(gè)FIFO緩沖器無(wú)阻塞地交換數(shù)據(jù)。PL-2301包含四個(gè)終端：缺省的控制終端（地址00H）、中斷終端（地址81H）、塊輸出終端（地址02H）、塊輸入終端（地址83H）。控制傳輸用于在主機(jī)列舉階段完成對(duì)PL-2301的配置及在兩臺(tái)主機(jī)通信時(shí)控制PL-2301的握手信號(hào)；中斷傳輸用于PL-2301定期（每毫秒一次）向主機(jī)報(bào)告握手信號(hào)的狀態(tài)；塊傳輸用于兩臺(tái)主機(jī)之間實(shí)時(shí)地交換數(shù)據(jù)。塊傳輸支持錯(cuò)誤檢測(cè)，這對(duì)實(shí)時(shí)通信和控制很重要?？刂苽鬏敱淮_保擁有10%的USB總線帶寬，中斷傳輸和等時(shí)傳輸最多可以使用90%的帶寬，塊傳輸使用剩余的最大可用帶寬（最多95%）。當(dāng)總線不太忙時(shí)，由于塊傳輸只有一個(gè)很小的協(xié)議頭（13字節(jié)），它是所有傳輸類型中最快的。為了確何教學(xué)機(jī)器人上下位機(jī)以最快的速度通信，滿足實(shí)時(shí)性要求，最好不要在USB總線上掛接過(guò)多的USB外設(shè)。

PL-2301除了能對(duì)USB標(biāo)準(zhǔn)請(qǐng)求做出反應(yīng)外，還能對(duì)幾種廠商自定義的請(qǐng)求做出反應(yīng)。自定義請(qǐng)求ClearQuickLinkFeature和SetQuickLinkFeature用于控制兩臺(tái)主機(jī)通信時(shí)PL-2301的握手信號(hào)。這些握手信號(hào)是：

（1）TX_RDY指示本地USB端口是否準(zhǔn)備好傳輸數(shù)據(jù)的指示信號(hào)。

（2）S_EN掛起使能信號(hào)。置位后，PL-2301支持標(biāo)準(zhǔn)的USB掛起特性。

（3）RESET_O塊輸出管道的復(fù)位信號(hào)，用于出現(xiàn)錯(cuò)誤時(shí)復(fù)位塊輸出通道。

（4）RESET_IN塊輸入管道的復(fù)位信號(hào)，用于出現(xiàn)錯(cuò)誤時(shí)復(fù)位塊輸入管道。

（5）TX_REQ塊傳輸?shù)恼?qǐng)求信號(hào)。

（6）TX_C塊傳輸完成的指示信號(hào)。

（7）PEER_E告訴對(duì)方本地端口是否連接好的指示信號(hào)。

在這幾個(gè)握手信號(hào)的協(xié)調(diào)下，上位機(jī)和下位機(jī)可以雙向通信。圖2是主機(jī)PC A向PC B傳輸數(shù)據(jù)的流程圖。這些底層的細(xì)節(jié)問題并不需要控制，由PL-2301的驅(qū)動(dòng)程序完成。

3 軟件結(jié)構(gòu)

3.1 教學(xué)機(jī)器人軟件結(jié)構(gòu)

EDUROBOT-680-II型教學(xué)機(jī)器人控制系統(tǒng)的控制軟件包括下位機(jī)的底層控制軟件和上位機(jī)的上層控制軟件，它們通過(guò)USB端口通信。其軟件結(jié)構(gòu)如圖3所示。