游玮 崔云从 方华杰 方明

（1埃夫特智能装备股份有限公司，安徽芜湖，241000；2 香港中文大学，香港，999077)

0 引言

近年，科技进步不断推动机器人技术的快速发展[1-2]。机器人控制器是机器人的重要组成部分，在很大程度上影响着机器人的发展[3-4]。

传统经济型工业机器人的控制器具有成本高、功耗大等缺点[5-6]，不适合中小型移动机器人[7-8]。针对上述问题，本文设计了一种底层控制系统软件，经调教，能满足埃夫特品牌所有机器人控制器运算能力强、实时性好等要求，且具有占用内存小、模块化设计等优点。

1 系统方案设计

底层软件设计的主要工作是编写相关硬件驱动。驱动包括示教盒与主控制器两部分，基于实时性要求不同，两者分别采用uc/os和linux操作系统。示教盒与控制器关系，如图1所示。

图1 示教盒软件与控制器软件关系图

2 Boot Loader设计

Boot Loader作用是引导加载内核程序。由于RS232串口传输速度慢，不适合大文件下载，而Uboot具有基于TFTP协议的以太网下载模式，极大提高了下载速度，因此选择Uboot作为Boot loader。在启动Uboot时，需要设置参数、传输文件和PC主机通信。示教盒的启动流程如图2所示。

图2 示教盒核心板软件启动流程图

3 内核驱动设计

内核驱动是软件底层核心部分，用户调用驱动程序控制硬件，硬件利用程序进行反馈。控制器包含CAN、RS232、RS485、AD和DA通信总线，各总线需要相应驱动程序。

3.1 RS232驱动

本文提出用RS232C，该通信标准于1969年由美国电子工业联合会发布，其通信形式分为零Modem和Modem两种。本文采用零Modem与计算机串口通信，传输距离15m，波特率195200bps。……