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基于USB总线的机器人上下位机通信
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2009-04-11
王秀兰
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EDUROBOT-680-II 型教学机器人是上海交通大学机器人研究所采用世界银行贷款研制的一种五自由度多关节的机器人。
它具备工业机器的基本功能、良好的开放性以及舒适的使用界面，主要大专院校和科研机构提供教学和科研工具。学生可以通
过亲手操作了解和学习工业机器人，它具备工业机器人的基本功能、良好的开放性以及舒适的使用界面，主要为大专院校和科
研机构提供教学和科研工具。学生可以通过亲手操作了解和学习工业机器人，科研人员还可对它进行二次开发。
教学机器人的上位机（主控计算机）和下位机（运动控制器）原先采用并行口（LPT1）的SPP 方式进行通信。利用LPT
1 的状态寄存器（Status Port）具有的读能力和每次传送半字节（Nibble）来实现数据的双向传送功能。每次传送的时序（次序）
由软件建立，在控制字的协调下按照教学机器人的通信协议接收和发送数据。
目前USB 越来越普及，正逐渐取代串口和并口在计算机接口中的地位。为了研究USB 在实时通信时的性能，笔者已将教
学机器人上下位机通信改用USB 端口实现。
图1 PL-2301 结构框图
1 USB 特点及其应用
通用串行总线USB（Universal Serial Bus）是1994 年底由Compaq、IBM、Microsoft 等多家公司联合提出的一种计算机
接噪覆亡，目前已发展到USB2.0。由于USB 具有以下几方面的特点，所以迅速普及，逐渐确定了在计算机接口中的主导地位。
（1）易用性。USB 支持热插拔和即插即用。
（2）可扩展性。用户可以通过连接USB 集线器到一个已有的端口来增加USB 端口数量，集线器上还可以连更多的集线
器。理论上可以连接127 个外设到USB 总线上。
（3）快速性。USB1.1 版规定了两种传输速率：低速传输和全速传输。低速传输的速率是1.5Mbps，全速是12Mbps。这
不但远远高于传统的串口传输速率，也比并口传输快了好多倍。最近推出的USB2.0 允许的最高传输速率高达480Mbps。
它具备工业机器的基本功能、良好的开放性以及舒适的使用界面，主要大专院校和科研机构提供教学和科研工具。学生可以通
过亲手操作了解和学习工业机器人，它具备工业机器人的基本功能、良好的开放性以及舒适的使用界面，主要为大专院校和科
研机构提供教学和科研工具。学生可以通过亲手操作了解和学习工业机器人，科研人员还可对它进行二次开发。
教学机器人的上位机（主控计算机）和下位机（运动控制器）原先采用并行口（LPT1）的SPP 方式进行通信。利用LPT
1 的状态寄存器（Status Port）具有的读能力和每次传送半字节（Nibble）来实现数据的双向传送功能。每次传送的时序（次序）
由软件建立，在控制字的协调下按照教学机器人的通信协议接收和发送数据。
目前USB 越来越普及，正逐渐取代串口和并口在计算机接口中的地位。为了研究USB 在实时通信时的性能，笔者已将教
学机器人上下位机通信改用USB 端口实现。
图1 PL-2301 结构框图
1 USB 特点及其应用
通用串行总线USB（Universal Serial Bus）是1994 年底由Compaq、IBM、Microsoft 等多家公司联合提出的一种计算机
接噪覆亡，目前已发展到USB2.0。由于USB 具有以下几方面的特点，所以迅速普及，逐渐确定了在计算机接口中的主导地位。
（1）易用性。USB 支持热插拔和即插即用。
（2）可扩展性。用户可以通过连接USB 集线器到一个已有的端口来增加USB 端口数量，集线器上还可以连更多的集线
器。理论上可以连接127 个外设到USB 总线上。
（3）快速性。USB1.1 版规定了两种传输速率：低速传输和全速传输。低速传输的速率是1.5Mbps，全速是12Mbps。这
不但远远高于传统的串口传输速率，也比并口传输快了好多倍。最近推出的USB2.0 允许的最高传输速率高达480Mbps。
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