Robotis Servo 與 RoBoard 之連接介面

AX-12 & RX-28 的規格
AX-12 的傳輸訊號為 half duplex TTL
RX-28 的傳輸訊號為 RS-485
AX-12 及 RX-28 的傳輸速度為 7343bps ~ 1 Mbps

Serial Servos 的接線方式
Bioloid CM-5 控制器的電路設計
KRS serial USB adapter 的電路設計
常見的 serial USB adapter 的電路設計

Bioloid CM-5 控制器電路
Direction_Port 可以控制 TXD, RXD 的方向
 Direction_Port is high: the TxD is output as data.
 Direction_Port is Low: the data is input as RxD.

KRS Serial USB Adapter 電路
採用機器人控制板半雙工的設計
TxD 及 RxD 短路，在輸出資料時同時會收到訊號
在 WinXP 或是 Linux 下傳輸 data 時，如果發生
context switch 不會有 data loss 的情形

常見的 Serial USB Adapter 電
路
大多數機器人玩家的作法
用硬體 (DTxEN) 控制 RxD, TxD 的 enable 與
disable

RB-100 Comport 簡介
 RB-100 comport location
 COM 1 ~ 4 的傳輸速度最高 115200 bps.
COM 4
(TTL, Half-duplex)
COM 3
(TTL, Full-duplex)
COM 2
(RS-485)
COM 1
(RS-232)
Power

COM 2 / RS-485
Pin # Signal
Name
Line
Color
1 GND Black
2 Vxx Red
3 RS485+ Other
4 RS485- Other
1 2 3 4
1 2 3 4

COM 2 / RX-28 轉接線製
作
Preparation
4-pin header of
2.54mm pitch
COM2 line in RoBoard Cable set

作
Solder the COM 2 line and the pin header
together
Weld
GND Vxx RS-485+ RS-485-

作
Shorten the Vxx pin

作
Connect RX-28 to RoBoard's COM 2

COM 3 / Full Duplex TTL
Pin # Signal
Name
Line
Color
1 GND Black
2 Vxx Red
3 TXD3 Other
4 RXD3 Other
1 2 3 4
1 2 3 4

COM 3 / AX-12 轉接線製
作
Preparation
RoBoard COM3 line
1×3 2.54mm pitch pin header

作
Short the TxD/RxD pins (yellow lines)
Vxx
TxDGND
RxD

作
Solder the COM 3 line and the pin header together

作

作
Connect AX-12 to RoBoard's COM 3

COM 4 / Half Duplex TTL
Pin # Signal
Name
Line
Color
1 GND Other
2 Vxx Red
3 TXRX4 Black
3 2 1
3 2 1

For older models:
DM118A/DM118B/DM118C
COM4 is an usual industrial
half-duplex port whose data-
transfer direction is controlled
by RTS signal of COM4.
 RTS enabled: transfer data
 RTS disabled: receive data

For the newest model:
DM118D
COM4 is equivalent to a full-
duplex port of TXD/RXD
shorted.
It is the configuration most
compatible to common serial
servos, such as Bioloid AX-12
and KONDO KRS-2552HV.

作
Preparation
1×3 2.54mm pitch pin headerRoBoard COM3 line

作
Solder the COM 4 line and the pin header together
Vxx
Data
GND

作

作
Connect AX-12 to RoBoard's COM 4

RB-110 Comport 簡介
 RB-110 comport location
 COM 1 ~ 4 的傳輸速度最高可達 750K bps.
 COM 5 & 6 的傳輸速度最高可達 12M bps.
COM 1
(RS-232)
COM 5
(TTL, Full-duplex,
FTDI Hi-Speed)
COM 4
(TTL, Full-duplex)
COM 3
(TTL, Full-duplex)
COM 2
(RS-485)
System Power
Servo Power
COM 6
(TTL, general function,
FTDI Hi-Speed)

COM 2 / RS-485
Pin # Signal
Name
Line
Color
1 GND Black
2 Vxx Red
3 RS-485+ Other
4 RS-485- Other
4
3
2
1
4
3
2
1

作
製作方法如同 RB-100 COM 2

Pin # Signal
Name
Line
Color
1 GND Black
2 Vxx Red
3 TXD3 Other
4 RXD3 Other
4
3
2
1
4
3
2
1

作

4
3
2
1
4
3
2
1
Pin # Signal
Name
Line
Color
1 GND Black
2 Vxx Red
3 TXD4 Other
4 RXD4 Other

作

COM 5 / Full Duplex TTL / FTDI
Hi-Speed
Pin # Signal
Name
Pin # Signal
Name
Pin # Signal
Name
Pin # Signal
Name
1 GND 2 Vxx 3 TXD5 4 RXD5
1 2 3 4 1 2 3 4
Note: You can also use COM 5 as Half-Duplex TTL (same as COM 3/4)

RoBoard FTDI COM
RoBoard RB-110 背面的 FTDI Chip

COM 5/AX-12 轉接線製作

FTDI’s COM 與 RoBoard’s
COM 的比較
FTDI’s COM RoBoard’s COM
Buadrate ~ 12M bps
~ 115200 bps (RB-100)
~ 750K bps (RB-110)
Latency 較長短

FTDI COM & 原生 COM
FTDI 的 Latency Time 會影響大量傳輸資料的時間
左下圖 : COM3 500Kbps 送 3 次 2 byte data
右下圖 : COM5 1Mbps 送 3 次 2 byte data
COM3
500Kbps
延遲時間
COM5
1Mbps
延遲時間

COM Lib 簡介
跨平台 – Win, WinCE, Linux
支援 RoBoard 4 個原生 COM port :
COM1 RS232 – 全雙工
COM2 RS485 – 半雙工
COM3 TTL – 全雙工 , 半雙工
COM4 TTL – 全雙工 (RB-110),
半雙工 (RB-110 & RB-100)
支援 RoBoard RB-110 高速 baudrate (750K bps)

COM port 初始化 (1)
comN_Init(com_mode)
a) 參數 : com_mode
COM_FDUPLEX – 全雙工
COM_HDUPLEX – 半雙工
b) 使用範例 : ( 以下皆以 COM3 為例 )
#include <stdio.h>
#include <roboard.h>
void main(void) {
roboio_SetRBVer(…);
com3_Init(COM_HDUPLEX);
…
}

COM port 初始化 (2)
c) 函數回傳 :
true – 初始化成功
false – 初始化失敗
d) 印出失敗訊息 :
if(com3_Init(COM_HDUPLEX) == false)
printf(“%s”, roboio_GetErrMsg());

COM port 關閉
 comN_Close()
a) 使用範例 :
b) 函數回傳 : 無
#include <stdio.h>
void main(void) {
…
com3_Close();
}

設定 COM Port 傳輸格式
(1)
AX-12 datesheet :

(2)
comN_SetFormat(bsize, sbit, parity)
a) 參數一 : bsize
COM_BYTESIZE5 – 1 個 byte 為 5 bit
b) 參數二 : sbit
COM_STOPBIT1 – 使用 1 個停止位元
COM_STOPBIT2 – 使用 2 個停止位元
c) 參數三 : parity
COM_NOPARITY – 不使用同位
COM_ODDPARITY – 使用奇同位
COM_EVENPARITY – 使用偶同位

(3)
d) 使用範例 :
#include <stdio.h>
void main(void) {
com3_SetFormat(COM_BYTESIZE8, COM_STOPBIT1,
COM_NOPARITY);
…
com3_Close();
}

設定 COM Port
Buadrate(1)
AX-12 伺服馬達支援的 baudrate :

設定 COM Port
Buadrate(2)
comN_SetBaud(baud)
a) 參數 : baud
COMBAUD_748800BPS
COMBAUD_499200BPS -> RB-110 連接 AX-12 的速度上限
COMBAUD_249600BPS
COMBAUD_115200BPS -> RB-100 連接 AX-12 的速度上限
COMBAUD_57600BPS
COMBAUD_38400BPS
COMBAUD_19200BPS
COMBAUD_9600BPS
COMBAUD_4800BPS
COMBAUD_2400BPS
COMBAUD_1200BPS
COMBAUD_300BPS
COMBAUD_50BPS

設定 COM Port
Buadrate(3)
b) 使用範例 :
#include <stdio.h>
void main(void) {
com3_SetFormat(COM_BYTESIZE8, COM_STOPBIT1,
COM_NOPARITY);
com3_SetBaud(COMBAUD_9600BPS);
…
com3_Close();
}

傳送 & 接收
Datasheet 中的範例之一 : 讀取 ID = 1 的馬達溫度

使用 COM Port 傳送資料
comN_Send(array, number)
a) 參數一 : array – 傳送資料的陣列名稱
b) 參數二 : number – 要傳送的封包 (byte) 數
c) 使用範例 : COM3 傳送 8 byte data
#include <stdio.h>
void main(void) {
unsigned char send_data[11] = {0xff, 0xff, 0x01, 0x04, 0x02, 0x2b,
0x01, 0xcc, 0, 0, 0};
// SetRBVer & Init & SetFormat & SetBaud
…
com3_Send(send_data, 8);
…
}

使用 COM Port 接收資料
comN_Receive(array, number)
a) 參數一 : array – 接收資料的陣列名稱
b) 參數二 : number – 要接收的封包 (byte) 數
c) 使用範例 : COM3 接收 7 bytes 資料
#include <stdio.h>
void main(void) {
unsigned char get_data[8] = {0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0};
…
com3_Receive(get_data, 7);
…
}

傳送 & 接收注意事項
COM2 :
使用 com_Receive() 時不會收到 com_Send() 的資料
COM3 & COM4 :
使用 com_Receive() 時會收到 com_Send() 的資料 , 必
須先將 com_Send() 送出的 data 讀完 , 才能讀到馬達
回傳的 data

使用 COM Port 控制 Serial 伺服馬達
(1)
comN_ServoTRX(carray, csize, barray, bsize)
a) 參數一 : carray – 傳送馬達指令的陣列名稱
b) 參數二 : csize – 要傳送的封包 (byte) 數
c) 參數三 : barray – 接收馬達回傳資料的陣列名稱
d) 參數四 : bsize – 要接收的封包 (byte) 數 ( 不包含
RoBoard
TX 送出的 byte 數 )

使用 COM Port 控制 Serial 伺服馬達
(2)
d) 使用範例 : COM3 ping AX-12 伺服馬達
#include <stdio.h>
void main(void) {
unsigned char send_data[11] = {0xff, 0xff, 0x01, 0x04, 0x02,
0x2b, 0x01, 0xcc, 0, 0, 0};
unsigned char get_data[8] = {0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0};
…
com3_ServoTRX(send_data, 8, get_data, 7);
…
}

Bioloid AX-12 範例
#include <stdio.h>
int main(void) {
unsigned char send_data[11] = {0xff, 0xff, 0x01, 0x07, 0x03, 0x1e, 0x00, 0x02,
0x00, 0x02, 0x00};
int i; unsigned char get_data[6];
roboio_SetRBVer(RB_100);
com4_SetFormat(COM_BYTESIZE8, COM_STOPBIT1, COM_NOPARITY);
com4_SetBaud(COMBAUD_115200BPS);
send_data[10] = ~(send_data[2] + send_data[3] + send_data[4] + send_data[5] +
send_data[6] + send_data[7] + send_data[8] + send_data[9]);
com4_ServoTRX(send_data, 11, get_data, 6);
for(i=0; i<6; i++) printf(“%d. read data = %dn”, i, get_data[i]);
com4_Close();
return 0;
}

USB2Dynamixel
Dynamixel SDK 是由 ROBOTIS 所發布的開放源碼
，可透過 USB2Dynamixel 由 PC 端 USB 連接至
Servos 。
USB2Dynamixel 可將 PC 端 USB 訊號轉成
TTL 、 RS485 以及 RS232 。

Dynamixel SDK for RoBoard
Dynamixel SDK for RoBoard 則是將 Dynamixel
SDK 移植到 RoBoard 的 Serial Port 上，讓使
用者可直接透過 RoBoard 的 Serial Port 連接
Dynami-xel servos ，省掉中間的轉接器。

Installation
解壓縮 “ Dynamixel SDK for RoBoard.rar”
在不同版本的資料夾中：
 bin: 函式庫的二位元案；檔
 example: 與原始 Dynamixel SDK 相同的範例程式碼；
 src: 函式庫的程式碼。
⁞

VS2008 專案中的設定
在建立 VS2008 的新專案之後，請先行設定新專案
的屬性。

設定 Additional Include Directories ：
 路徑 1: “using COM3” 中的 “ src” ；
 路徑 2: RoBoIO 資料夾中的 “ Include” 。

設定 Additional Library Directories ：
 路徑 1: “using COM3” 中的 “ bin” ；
 路徑 2: RoBoIO 資料夾中的 “ Lib” 。 .

設定 Additional Dependencies ：
 案檔 1: 加入 Dynamixel_DLL_COM3.lib ；
 案檔 2: 加入 RoBoIO_DLL.lib 。

Dynamixel SDK for RoBoad
使用者端軟體

使用者端軟體
硬體抽象層

使用者端軟體
硬體抽象層
硬體驅動程式

使用者端軟體
硬體抽象層
硬體驅動程式
硬體

Include Header files
……
#include "dynamixel.h"
#include "roboard_dll.h“
……
int main()
{
……
// use API of Dynamixel SDK here
……
}
RB_100 or RB_110

基本函式使用介紹
dxl_initialize()
 開對應的啟 COM Port 並進行初始化設定，執行成功回傳
1 ，失敗則回傳 0 。
使用範例：
int main() {
if( dxl_initialize() )
printf( "Succeed to open COM Port !n" );
else
printf( "Failed to open COM Port !n" );
……
}

dxl_terminate()
 關閉由 dxl_initialize() 開的啟 COM Port 。
使用範例：
int main()
{
......
dxl_terminate();
return 0;
}

dxl_set_baud( int baudnum )
 設定 baudnum 指定 RoBoard 端傳輸速率。
dxl_get_baud()
 取得目前傳輸速率的 baudnum ，如尚未設定則回傳 0xff 。
使用範例：
If( dxl_get_baud()==0xff )
dxl_set_baud( 16 ); // Set 115200 bps

COM Port 傳輸速率
由於 Dynamixel SDK for RoBoard 是透過 RoBoIO
來控制 COM Port ，所以 baudnum 對應之傳輸速
率與原始的 Dynamixel SDK 稍有不同。
Baudnum Set BPS Target BPS Tolerance
3 499200 500000 0.16 %
7 249600 250000 0.16 %
16 115200 115200 0.00 %
34 57600 57600 0.00 %
103 19200 19200 0.00%
207 9600 9600 0.00 %

dxl_read_byte( int id, int address )
 從 Servo 的 EEPROM 和 RAM 中讀取一個 byte 的。值
dxl_write_byte(int id,int address,int value)
 將 value 寫入 EEPROM 和 RAM 中，一次寫入一個
byte 。
使用範例：
int pos;
pos = dxl_read_byte( ID, 36) + dxl_read_byte( ID, 37) * 0x100;
dxl_write_byte( ID, 3, NEW_ID );

dxl_read_word( int id, int address )
 從 Servo 的 EEPROM 和 RAM 中一次讀取 2 個 bytes 的值
。
dxl_write_word(int id,int address,int value)
 將 value 拆成 2 個 bytes 一次寫入 EEPROM 和 RAM 中。
使用範例：
int pos;
pos = dxl_read_word( ID, 36 );
dxl_write_byte( ID, 30, NEW_POS );

API Reference
其餘的 API 為獲得 Servo 的狀態、工具函式以及收
發 packet 的 API ，其使用方式請參考
ROBOTIS e-Manual
-> Software Help -> Dynamixel SDK -> API Reference

範例程式 SyncWrite.cpp
Dynamixel SDK Dynamixel SDK for RoBoard
// Windows version
#include <windows.h>
……
……
int main()
{
......
}
// Windows version
#include <windows.h>
……
#include "roboard_dll.h“
……
int main()
{
……
……
}

COM Lib of RoBoIO
在 RoBoard 上除了使用 Dynamixel SDK for
RoBoard 可以控制 Dynamixel Servos ，也可以直接
使用 COM Lib 經由 Serial Port 收發訊號。
Dynamixel Servos 的 Packet 格式可參考 Servo
的 Manual。

Dynamixel RX-28
在 RoBoard 官網上的 Code & Video 可以下載利
用 COM2 控制 Dynamixel RX-28 的範例程式。

Dynamixel RX-28
RBSample_RX28:
 bin:
二位元案。檔
 RoBoIO:
Header files 和 Library 案。檔
 VC2005CE:
可在 winCE 下運作的 VS2005
的專案。檔

Dynamixel RX-28
RBSample_RX28:
 VC2005XP:
在 winXP 下運作的 VS2005
的專案。檔
 Make.LINUX:
Linux 系統下的 gcc Makefile
案。檔
 RX28_C2.cpp:
範例程式碼。

RBSample_RX28
範例程式 RX28_C2.cpp 中，使用 COM Lib 控制
RX-28 的程式流程：

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