当今社会机器人制造技术发展日新月异,汇集了微电子技术、计算机技术、程序设计、机械制造工程、人工智能设计、自动控制理论、仿生学等学科的最新成果。本论文针对机器人技术的现状与发展趋势,根据当前机器人控制系统所存在的问题和课题研究的要求,提出了基于PCI总线的DSP、CPLD和步进电机的控制系统的设计方案。本文设计的控制系统由上位机—下位机两级系统控制实现,CPU将控制信号传到次级控制器,然后由次级控制器控制电机按照要求的速度和角度运动,从而实现机器人手臂在空间中的运动。整个控制系统的实现过程如下,首先将机器人初始位置与终止位置坐标矩阵输入CPU中,进行逆解运算,CPU计算得出每个关节的运动角度,将该角度信号通过PCI总线接口芯片PCI9052传入CPLD中,CPLD提供片选信号,再将角度信号传到相应的DSP中,由DSP将角度信号转换为方向信号和脉冲信号。方向信号控制步进电机的转动方向,脉冲信号的频率控制步进电机的转动速度,脉冲信号的宽度控制步进电机的转动角度。这样就实现了对步进电机的控制,最终实现对机器人手臂运动的控制。本文完成了以下工作:(1)DSP通过PCI总线可以与PC机进行通讯;(2)由PCI接口芯片PCI9052设计PCI总线接口电路,并且具有内部中断和外部中断处理功能;(3)选用Altera公司的CPLD(MAX3000A),设计信号输入输出电路,并且使电路具有片选控制功能;(4)选用TI公司的TMS320LF2807A ,作为DSP运动控制器,它可以控制步进电机的运动速度,角度和方向;(5)完成上位机—下位机控制系统,实现了计算与控制的并行,提高了系统的运行速度,同时又简化了外围电路,方便了系统的使用和维护。通过硬件电路设计、软件程序设计、软件仿真、硬件调试等一系列工作,最终实现了机器人手臂的空间运动功能,完成了控制系统设计的预定目标。