[发明专利]基于USB的交流伺服驱动器通信模块及通信方法

权利要求书

1.一种基于USB的交流伺服驱动器通信模块，其特征在于，包括：数字信号处理模块、USB通信模块和USB接口模块，其中：数字信号处理模块与USB通信模块的数据总线相连接并以并行的方式将上位机与伺服驱动器之间的报文信息传输给USB通信模块，USB通信模块分别与数字信号处理模块和USB接口模块相连接并将上位机与伺服驱动器之间的报文信息封装为USB标准通信形式或解析成并行数据，USB接口模块通过USB电缆线连接了上位机与伺服驱动器，并以USB标准通信形式传输上位机与伺服驱动器之间的报文信息。

2.根据权利要求1所述的基于USB的交流伺服驱动器通信模块，其特征是，所述的数字信号处理模块包括：数字信号处理器单元、芯片电源、时钟单元、看门狗单元、复位电路单元、JTAG接口单元和存储单元，其中：数字信号处理器单元接收并解析处理上位机通过USB传输的指令和电机的反馈信号并形成控制的闭环，实现伺服驱动器位置环、速度环和电流环的三环控制算法，芯片电源和时钟单元分别与数字信号处理器单元相连并提供工作电压和时钟信号，看门狗单元和复位电路单元分别与芯片电源和时钟单元相连并接收工作状态信息后输出至数字信号处理器单元进行工作状态判断，当工作状态出现异常则立即产生复位信号使核心芯片复位，JTAG接口单元与数字信号处理器单元的调试管脚相连并实现数字信号处理器单元的在线调试、程序下载和烧写以及对芯片内部寄存器或存储空间的存取与监控，存储单元与数字信号处理器单元相连且内设有已编译的系统程序以实现启动后自动引导运行并存储程序运行时的数据信息或寄存器信息。

3.根据权利要求1所述的基于USB的交流伺服驱动器通信模块，其特征是，所述的USB通信模块包括：USB通信芯片、USB存储单元、USB芯片电源和USB时钟单元，其中：USB通信芯片内设有USB协议以及指令集且该USB通信芯片与数据总线相连，USB存储单元内设有用于设置的串口引擎和缓冲区工作方式、设置端点的类型大小、设置标志位所代表的意义、设置每个端点的缓冲区大小和层数的USB配置程序，USB芯片电源和USB时钟单元分别与USB通信芯片相连并提供工作电压和时钟信号。

4.根据权利要求1所述的基于USB的交流伺服驱动器通信模块，其特征是，所述的USB接口模块包括：上位机USB接口，传输电缆和伺服驱动器USB接口。

5.一种根据上述任一权利要求所述模块的通信方法，其特征在于，包括以下步骤：

第一步、伺服驱动器连接到电脑时，向电脑提供枚举所必须的信息；

第二步、上位机根据通信协议向下端传输通信报文，上位机进行对伺服驱动器参数的优化、调谐与测试，上位机同时开辟一个新线程，用于实时查询并接收伺服驱动器的回传数据；

第三步、USB通信模块解析标准USB形式的通信报文，向数字信号处理模块发出中断请求；

第四步、数字信号处理模块执行中断程序，中断程序按照通信协议对通信报文做相应的处理；

第五步、USB通信模块将通信报文封装成标准USB形式，回传给上位机；

第六步、上位机接收到通信报文后，进行数据校验判断是否正确接收，当没有正确接收，则向伺服驱动器发送重发请求；当正确接收，则依据通信协议处理通信报文的信息；

第七步、当上位机在发送通信报文后，超时未接收到回传报文，则显示出错信息。

6.根据权利要求5所述的通信方法，其特征是，所述的通信报文包括：上位机实时监控伺服运行状态、上位机与伺服驱动器之间上传、下载、保存伺服参数、上位机实时发送伺服控制命令。

7.根据权利要求5所述的通信方法，其特征是，所述的相应的处理是指：中断程序首先判断接收到的报文报头的合法性，当它不符合通信协议，则报错退出；

当上位机传来的报文为伺服参数更新，则把伺服驱动器的伺服参数更新为通信报文中的伺服参数值；

当上位机传来的报文为伺服命令，伺服驱动器会依据通信协议执行相应的命令；

当上位机传来的报文为请求伺服返回参数，则伺服驱动器会判断要求回传的参数类型；

当为非实时参数，则伺服驱动器会把要求返回的参数连同参数号通过短包回传；

当为实时的电机运行状态参数，则会把要求返回的参数连同参数号通过长包回传。