具有非驱动关节机器人PCI总线控制卡的驱动程序开发

论文摘要

具有非驱动关节机器人顾名思义，它不是所有关节都有驱动装置，也就是说，它有些关节是被动的，也称自由的。其特点是输入空间(即控制空间)维度小于构造空间维度，同时，自由关节的约束方程又是不可积的，具有非完全约束特性，这就增大了其在控制上的难度。这种机器人的优点是显而易见的，由于驱动的减少，使机器人的重量减轻了，成本也降低了，同时也就减少了能源的消耗，诸多优点使这种机器人很有研究价值，是近些年机器人研究领域的热点。 本文以该类机器人为研究对象，针对2关节自由度的非驱动机械臂应用PCI总线进行控制，本文主要完成控制电机的PCI电机控制卡的驱动程序编写，结合图表及源代码介绍PCI接口设计，Windows 2000 WDM驱动程序设计和源代码实现等主要内容。 本文着重对PCI9052桥接芯片实现PCI接口，WDM驱动程序构造方法，驱动程序I／O传输操作，驱动程序各例程的主要源代码实现等关键技术进行了详细阐述。

论文目录

• 第1章 绪论
• 1.1 具有非驱动关节的机器人
• 1.2 国内外课题研究现状
• 1.3 课题研究的意义
• 1.4 本人主要工作
• 1.5 论文的主要研究工作安排
• 第2章 控制系统模型概述
• 2.1 非驱动臂机器人模型
• 2.2 控制系统模型建立
• 2.2.1 直流电机驱动电路
• 2.2.2 光电隔离电路
• 2.2.3 系统模型结构
• 2.3 本章小结
• 第3章 非驱动关节机器人 PCI控制卡概述
• 3.1 PCI总线的概述与机械电气规范
• 3.2 PCI控制芯片PCI9052介绍
• 3.2.1 PCI9052的主要特点
• 3.2.2 PCI9052引脚的详细说明
• 3.2.3 PCI9052的工作过程
• 3.3 电机控制芯片 LM629介绍
• 3.3.1 LM629的特点
• 3.3.2 LM629的功能
• 3.4 串行 EEPROM的选择
• 3.5 本章小结
• 第4章 PCI控制卡的硬件调试
• 4.1 PCI9052的配置
• 4.1.1 PCI配置寄存器配置
• 4.1.2 PCI局部配置寄存器配置
• 4.2 串行 EEPROM配置
• 4.3 硬件调试
• 4.4 本章小结
• 第5章 Windows 2000操作系统体系结构
• 5.1 Windows 2000操作系统总体结构概述
• 5.1.1 Win2K OS中的硬件特级
• 5.1.2 Win2K OS的内核模式环境组成
• 5.1.3 Win2K OS的用户模式环境组成
• 5.1.4 Win2K OS对硬件中断的处理机制
• 5.2 本章小结
• 第6章 PCI控制卡驱动程序的开发
• 6.1 WDM驱动程序模型
• 6.1.1 WDM驱动程序的特点
• 6.1.2 WDM驱动程序的结构
• 6.1.3 WDM驱动程序的构造方法
• 6.2 WDM驱动程序的框架设计与实现
• 6.2.1 建立 Numega DriverStudio开发驱动程序的环境
• 6.2.2 利用 Numega DriverStudio工具生成驱动程序的框架
• 6.3 WDM驱动程序关键技术和源代码实现
• 6.3.1 设备初始化例程
• 6.3.2 创建设备例程
• 6.3.3 硬件资源分配例程
• 6.3.4 串行化处理例程
• 6.3.5 访问硬件例程
• 6.3.6 即插即用设计的实现
• 6.3.7 电源管理方式设计
• 6.4 系统 WDM驱动与上层总控应用软件的I/O操作设计
• 6.4.1 打开设备
• 6.4.2 关闭设备
• 6.4.3 DeviceIoControl（）函数的调用
• 6.4.4 WDM驱动程序与 Win32系统的通信
• 6.4.5 访问寄存器
• 6.4.6 中断处理
• 6.5 驱动程序的构造和编译
• 6.6 WDM驱动程序的运行
• 6.6.1 安装 WDM驱动程序
• 6.6.2 调试 WDM驱动程序
• 6.7 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果
• 致谢