基于视觉检测的直角坐标机器人设计+CAD图纸(16)
6.1.2 可编程序控制器的工作过程
可编程序控制器是通过执行用户程序来完成各种不同控制任务的。为此采用了循环扫描的工作方式。具体的工作过程可分为4个阶段。
第一阶段是初始化处理。
可编程序控制器的输入端子不是直接与主机相连，CPU对输入输出状态的询问是针对输入输出状态暂存器而言的。输入输出状态暂存器也称为I/0状态表.该表是一个专门存放输入输出状态信息的存储区。其中存放输入状态信息的存储器叫输入状态暂存器;存放输出状态信息的存储器叫输出状态暂存器。开机时，CPU首先使I/0状态表清零，然后进行自诊断。当确认其硬件工作正常后，进入下一阶段。
第二阶段是处理输入信号阶段。
在处理输入信号阶段，CPU对输入状态进行扫描，将获得的各个输入端子的状态信息送到I/0状态表中存放。在同一扫描周期内，各个输入点的状态在I/0状态表中一直保持不变，不会受到各个输入端子信号变化的影响，因此不能造成运算结果混乱，保证了本周期内用户程序的正确执行。
第三阶段是程序处理阶段。
当输入状态信息全部进入I/0状态表后，CPU工作进入到第三个阶段。在这个阶段中，可编程序控制器对用户程序进行依次扫描，并根据各I/0状态和有关指令进行运算和处理，最后将结果写入I/0状态表的输出状态暂存器中。
第四阶段是输出处理阶段。
段CPU对用户程序已扫描处理完毕，并将运算结果写入到I/0状态表状态暂存器中。此时将输入信号从输出状态暂存器中取出，送到输出锁存电路，驱动输出继电器线圈，控制被控设备进行各种相应的动作。然后，CPU又返回执行下一个循环的扫描周期。
7 基于机器人的视觉系统
根据机器人视觉系统的功能要求，进行了机器人视觉系统硬件平台的选型、软件平台的建立和自动识别算法的研究。视觉系统硬件平台由核心主板、数字图像采集卡和摄像机等构成；软件平台包括嵌入式操作系统、编程语言及其编译调试工具。
7.1 机器人视觉系统的功能
机器人视觉系统的功能是：识别图像内工件的数量和工件重心的位置，并向机器人控制系统提供这些位置信息。
7.2 视觉系统硬件平台的建立
本课题视觉系统硬件平台由核心主板、摄像机和图像采集卡等部分组成。
7.2.1 核心主板的选择
嵌入式处理器是嵌入式系统的核心部件。依照发展的顺序，从上世纪70年代到现在30多年依序出现了各种不同位数架构的产品，从具备单纯的中央处理器构架产品，有4位、8位、16位、32位到“位的微处理器，到目前很流行的SoC(Systcm On Chip)整合式CPU。为了便于视觉系统的开发、充分利用PC系统丰富的资源，本课题嵌入式系统的核心硬件采用以X86处理器构成的计算机系统模块嵌入到应用系统。本课题使用台湾威盛(VIA)的CPU。
VIA的CPU包括三个分支：Eden、C3和Nehemiah。C3 CPU是大家比较熟悉的CPU，Eden CPU与C3 CPU采用同一技术核心，C3 CPU面向通用计算机市场，而Eden CPU由于低功耗、稳定和无须风扇散热等性能而适合于嵌入式市场。据VIA的技术资料，C3 CPU通过降低核心供电电压、降低CPU频率也可以达到Eden CPU的性能。Nehemiah CPU与C3 CPU、Eden CPU采用不同的核心(Core)技术，Nehemiah CPU拥有更高的运行频率(1．10以上)，但成本较高(由于CPU技术的飞速发展，目前Nehemiah核心的CPU成本与两年前相比已经大大降低了)。Eden、C3和Nehemiah都是X86架构的。本课题选用使用Ezra核心的Eden 800MHZ CPU作为主计算机系统的核心硬件。
对于嵌入式系统开发来说，选好CPU后，可以自己进行外围电路的电路板设计，也可以购买第三方厂商提供的开发板。本课题选购了研华公司基于Eden CPU的PCM9575嵌入式主板。。