[发明专利]一种同步串行控制系统及方法

说明书

本发明提供了一种同步串行控制系统，其特征在于，包括同步信号线、串行数据线、控制器和多个行为器；所述控制器包括帧计数器和同步模块；所述帧计数器的计数初始值为0；所述行为器包括周期计数器和运行模块；所述控制器通过所述串行数据线连接所述运行模块；所述控制器通过所述同步信号线连接所述周期计数器；所述周期计数器的计数初始值为0。一种同步串行控制方法，使用一种同步串行控制系统。本发明的有益效果是：在不用保持发送设备与接收设备之间时钟频率相同的前提下，实现设备与设备之间利用优化的串行总线进行同步通讯。

技术领域

本发明涉及同步控制领域，特别涉及一种同步串行控制系统及方法。

背景技术

随着我国经济的发展，人民生活水平的提高，我国工业自动化蓬勃发展，基于多轴机器人的工业化自动化生产日益增加，然而随着对于生产精度的要求的日益增加，传统的多轴机器人控制系统越来越难以满足生产精度的需要。

传统的多轴机器人控制系统，采用串行或者并行通信方式对多轴机器人的各轴进行控制：串行通信，控制总机与电机之间按bit进行数据交流，将数据一bit一bit进行传输，每bit数据占据固定的时间长度，该种通信方式虽然节约了传输线，并且相对于并行通讯在多轴机器人的使用中易于维护，但是由于其传输速度较慢，各轴之间的信号难以同步；并行通讯，控制总机与电机之间按字节进行传输，传输速度快，但是由于其所使用的通信线较串行通信较多，从而导致其成本相对较高，并且在多轴机器人的使用中难以维护。

为了解决串行总线的同步问题，一般采用使用串行总线传输数据帧的方式进行传输，每一个数据帧包括同步字符、数据字符和校验字符，同步字符位于帧开头，用于确认数据字符的开始。数据字符在同步字符之后，个数没有限制，由所需传输的数据块长度来决定；校验字符有1到2个，用于接收端对接收到的字符序列进行正确性的校验，但是该种方式需要发送时钟和接收时钟保持严格的同步，而如果要实现时钟同步，必须要首先实现频率同步，而时钟信号在传递过程中由于相位误差，必然会导致频率误差，从而导致频率难以同步，进而导致始终无法同步。

故市场亟需一种可以在不需要保持发送设备与接收设备之间时钟频率相同的前提下，实现设备与设备之间同步通讯的同步串行通讯系统及方法。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明中披露了一种同步串行控制方法，本发明的技术方案是这样实施的：

一种同步串行控制系统，其特征在于，包括同步信号线、串行数据线、控制器和多个行为器；所述控制器包括帧计数器和同步模块；所述帧计数器的计数初始值为0；所述行为器包括周期计数器和运行模块；所述控制器通过所述串行数据线连接所述运行模块；所述控制器通过所述同步信号线连接所述周期计数器；所述周期计数器的计数初始值为0。

优选地，所述行为器选自电机、I/O设备、传感装置、显示设备中的一种或者多种。

优选地，所述行为器的数量是不小于两个的。

优选地，所述行为器还包括同步信号监测模块；所述同步信号监测模块连接所述运行模块和所述周期计数器。

一种同步串行控制方法，使用一种同步串行控制系统，包括：S1：所述控制器初始化所述帧计数器并向所述多个行为器发送初始化信号；S2：所述多个行为器接受所述初始化信号并初始化相应的所述周期计数器；S3：所述控制器通过所述串行数据线传输控制指令给所述多个行为器，所述控制器通过所述同步信号线传输同步信号给所述多个行为器；S4：所述行为器根据所述行为器的编号接受所述控制指令并存储至所述运行模块，所述周期计数器计数加一，并传输应答信号给所述控制器；S5：所述控制器接收到所述应答信号后帧计数器计数加一；S6：检查帧计数器，若所述帧计数器帧计数器计数值不小于多个行为器的数量，进入下一步；若所述帧计数器的计数值小于所述多个行为器的数量，回到S1；S7：所述控制器通过所述串行数据线向所述多个行为器的运行模块发送同步执行信号；S8：所述多个行为器执行所述控制指令并回到S1。