目录

一、功能设计

二、硬件分析

2.1 所需材料

2.2 串口通信协议

三、程序设计

四、VI实现结果

4.1 子vi字符串换算功能

4.2 软硬件联调验证

五、分析与总结

一、功能设计

        通过LabVIEW的VISA串口通信模块，设计出使用滑杆输出，在波特率为9600的情况下，通过数值转十六进制字符串经串口将信 输入完成机械臂的运动，通过发送指令如0xFF 0x02 0x01 0x0a 0x00的字符串对机械臂状态进行控制，使得操纵人员可以通过滑杆控制机械臂，对机械臂的爪子，腕部旋转，臂部旋转，腕部上下运动，肘部上下运动，臂部上下运动，等六个舵机进行操控。即程序前面板为为机械臂舵机的列表，可以根据通信协议，对机械臂的动态进行串口通信。

        Labview作为上位机发出命令给作为下位机的机械臂舵机。下位机再根据此命令解释成相应时序信 直接控制相应设备。下位机不时读取设备状态数据（一般为模拟量），转换成数字信 反馈给上位机。

二、硬件分析

2.1 所需材料

图 2 机械臂正视图 

图 4  前面板上位机控制图

（前面板设计与布局借鉴于 络优质项目）

 图 6 初始化部分

        第二个部分：VISA串口通信模块，首先对串口进行配置，选择串口 ，设定波特率之后启用终止符使串行设备做好识别终止符的准备，默认值为TRUE， VI_ATTR_ASRL_END_IN属性设置为识别终止符；如值为FALSE，VI_ATTR_ASRL_END_IN属性设置为0（无）且串行设备不识别终止符。随后进入while循环结构，通过进入while循环隧道，随后信 随着事件结构中滑杆发出的信 一并进入写入缓冲区，并将写入缓冲区的数据写入VISA资源名称指定的设备和接口，最后跳出while循环，并光比VISA资源名词的设备会话句柄或事件对象。

        第三个部分，滑杆控制的事件循环结构，以爪子的操作控件为例，滑杆输入数据后将滑杆的数值转至六进制字符串，且宽度必须为数值，对处理后的数值并行地处理截取字符串一次，一组字符串A为原字符串的一个偏移量，剩余两个长度，一组字符串B为0个偏移量，一个剩余长度。随后通过连接字符串的控件将FF0200（通信协议中对机械臂舵机的定义），字符串A，0以及字符串B进行组合，实现符合通信协议中0xFF 0x02 0x00 0xAB 0x0C的串口通信格式。处理好的数据信 跳出事件结构，随后通过与回车键连接字符串。使得，在前面板的操作中存在写入这一个动作，最后通过串口读写的子VI。最后连接舵机接收数据对输出的数据进行监控。

 图 8 串口读写子VI前面板

图 10 子VI与主VI功能相互验证 

4.2 软硬件联调验证

        我们通过虚拟串口连接labview与串口助手以模拟labview上位机与机械臂的环境。

        以爪子的开合为例：

         经过LabVIEW上位机，串口助手所读到的数据符合我们采用的16路机械臂串口通信协议，且在实物机械臂上准确无误的完成了对应的操作，经验证此课题顺利完成。

五、分析与总结

        对于十进制转十六进制字符串，在拖动滑杆时，十进制转十六进制字符，在转的过程中，程序不会补零以及最后四位数据位置相反。首先我们通过对字符串进行移位但是以为后则会导致labview的程序过于臃肿，且会导致labview程序可用性降低，所以我们决定通过组合字符串的形式来完成转换的过程。

        在连接变压器，电源和舵机三个模块时我们通常使用较为简单的杜邦线，但是杜邦线强度较低，在机械臂长期运行时内部阻值会升高，温度会升高甚至内部导线会熔断，因此我们旋转了强度更高的导电电线代替。

        在设计中电源问题一直影响着我们课程设计进度，因为使用的是变压器加电源的供电，电机得到的电压极其不稳定，且在我们的能力范围内暂时无法改变电源供电结构，但是在本次课设的总结中我们也得出了需要对供电电源进行改变，且得出使用更稳定电源的结论。

程序已开源，欢迎各位使用，若本程序存在纰漏与问题欢迎各位指正。

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