基于VC++的步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)研究
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時(shí)間：2013-10-21
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3、軟件實(shí)現(xiàn)
3.1 利用VC++提供的串行通信控件MSComm實(shí)現(xiàn)串行通信
首先，在VC++的對(duì)話框中創(chuàng)建通信控件，若Control工具欄中缺少該控件，可通過(guò)菜單Project→Add toProject→Components and Control插入即可，再將該控件從工具箱拉到對(duì)話框中。此時(shí)，你只需要關(guān)心控件提供的對(duì)Windows通信驅(qū)動(dòng)程序的API函數(shù)的接口，即只需要設(shè)置和監(jiān)視MSComm控件的屬性和事件。
在ClassWizard中為新建的通信控件定義成員對(duì)象（CMSComm m_Serial），通過(guò)該對(duì)象便可以對(duì)串口屬性進(jìn)行設(shè)置，MSComm控件共有27個(gè)屬性，其中主要包括：
Commport：設(shè)置并返回通信端口號(hào)，缺省為COM1。
Settings：以字符串的形式設(shè)置并返回波特率、奇偶校驗(yàn)、數(shù)據(jù)位、停止位。
PortOpen：設(shè)置并返回通信端口的狀態(tài)，也可以打開(kāi)和關(guān)閉端口。
Input：從接收緩沖區(qū)返回和刪除字符。
Output：向發(fā)送緩沖區(qū)寫(xiě)入字符串。
InputLen：每次設(shè)置Input讀入的字符個(gè)數(shù)，缺省值為0，表明讀取接收緩沖區(qū)中的全部?jī)?nèi)容。
InBufferCount：返回接收緩沖區(qū)中已接收到的字符數(shù)，將其置0可以清除接收緩沖區(qū)。
InputMode：定義Input屬性獲取數(shù)據(jù)的方式（為0：文本方式；為1：二進(jìn)制方式）。
RThreshold和SThreshold屬性，表示在OnComm事件發(fā)生之前，接收緩沖區(qū)或發(fā)送緩沖區(qū)中可接收的字符數(shù)。
以下是通過(guò)設(shè)置控件屬性對(duì)串口進(jìn)行初始化的實(shí)例：
打開(kāi)所需串口后，需要考慮串口通信的時(shí)機(jī)。在接收或發(fā)送數(shù)據(jù)過(guò)程中，可能需要監(jiān)視并響應(yīng)一些事件和錯(cuò)誤，所以事件驅(qū)動(dòng)是處理串行端口交互作用的一種非常有效的方法。使用OnComm事件和CommEvent屬性捕捉并檢查通信事件和錯(cuò)誤的值。發(fā)生通信事件或錯(cuò)誤時(shí)，將觸發(fā)OnComm事件，CommEvent屬性的值將被改變，應(yīng)用程序檢查CommEvent屬性值并作出相應(yīng)的反應(yīng)。在程序中用ClassWizard為CMSComm控件添加OnComm消息處理函數(shù)：
3.2 系統(tǒng)初始化
在執(zhí)行應(yīng)用程序時(shí)首先必須進(jìn)行初始化，其初始化程序框圖如圖2所示。
圖2 初始化程序框圖
運(yùn)行程序時(shí)，視圖執(zhí)行初始化操作函數(shù)OnInitialUpdate（），該函數(shù)內(nèi)要先打開(kāi)串口1，通過(guò)設(shè)置對(duì)象m_ContrCom各成員函數(shù)，設(shè)置好各通信參數(shù)：
然后經(jīng)過(guò)一個(gè)位置選擇對(duì)話框，通常選“保持原來(lái)的位置”，然后就發(fā)出詢(xún)問(wèn)各軸的坐標(biāo)值的指令。流程如圖2所示。除x軸是直接發(fā)送坐標(biāo)詢(xún)問(wèn)指令獲得坐標(biāo)數(shù)據(jù)外，其他2個(gè)軸都是通過(guò)連續(xù)的2個(gè)定時(shí)器來(lái)詢(xún)問(wèn)坐標(biāo)的，定時(shí)器響應(yīng)后執(zhí)行圖3的程序。此后就進(jìn)入待操作畫(huà)面。
3.3 運(yùn)行操作的編程
在電機(jī)運(yùn)動(dòng)操作區(qū)的各文本框內(nèi)輸入某一軸向的位移值、速度值，按下“運(yùn)行”按鈕，則程序會(huì)把位移值轉(zhuǎn)化為字符型的實(shí)際要運(yùn)行的步數(shù)，通過(guò)串口送到SC3步進(jìn)電機(jī)控制器，控制對(duì)應(yīng)的軸的電機(jī)運(yùn)行相應(yīng)的步數(shù)。運(yùn)行結(jié)束后，SC3會(huì)返回一個(gè)“OK”字符至串口，PC機(jī)接受到這個(gè)字符后，就知道電機(jī)運(yùn)行結(jié)束，然后向串口發(fā)送坐標(biāo)詢(xún)問(wèn)指令，SC3會(huì)回送有關(guān)坐標(biāo)數(shù)據(jù)，PC機(jī)接到這些數(shù)據(jù)后進(jìn)行處理運(yùn)算并在文本框中顯示出來(lái)。這樣就結(jié)束了一個(gè)完整的運(yùn)行操作。
所有主要的PC機(jī)和SC3控制器的有關(guān)數(shù)據(jù)通信程序都在MSComm控件內(nèi)。包括所有的接受、識(shí)別返回字符，各軸向坐標(biāo)的運(yùn)算和顯示。
當(dāng)步進(jìn)運(yùn)動(dòng)完畢后，返回到PC機(jī)的數(shù)據(jù)為步進(jìn)電機(jī)已經(jīng)運(yùn)行的步數(shù)，根據(jù)這個(gè)步數(shù)要計(jì)算相應(yīng)的坐標(biāo)，必須知道各軸的脈沖當(dāng)量。步進(jìn)電機(jī)每走一步，電移臺(tái)的位移等于脈沖當(dāng)量，即分辨率。
坐標(biāo)值=初始坐標(biāo)+運(yùn)行步數(shù)＊脈沖當(dāng)量
平移臺(tái)脈沖當(dāng)量=絲杠導(dǎo)程mm＊步距角/（360＊細(xì)分?jǐn)?shù)）
旋轉(zhuǎn)臺(tái)（x軸）的脈沖當(dāng)量（度）=步進(jìn)電機(jī)步距角/（傳動(dòng)比＊細(xì)分?jǐn)?shù)）
其中細(xì)分?jǐn)?shù)是由控制器后面板撥碼開(kāi)關(guān)設(shè)置的。
步進(jìn)電機(jī)的步距角都為1.8°，縱軸的絲杠導(dǎo)程為1 mm，橫軸為4 mm，旋轉(zhuǎn)軸傳動(dòng)比為180∶1，細(xì)分?jǐn)?shù)為2，則根據(jù)以上公式可得出：
縱軸（z）脈沖當(dāng)量=1/100
橫軸（y）脈沖當(dāng)量=1/400
旋轉(zhuǎn)軸（x）脈沖當(dāng)量=1/200
4、結(jié)語(yǔ)
在PC機(jī)和單片機(jī)之間實(shí)現(xiàn)串行通信控制是近幾年很受歡迎、較為流行的方法。本文介紹的運(yùn)用MSComm控件來(lái)編制的由PC機(jī)對(duì)步進(jìn)電機(jī)直接控制的應(yīng)用軟件具有友好的人機(jī)交互界面，且編程簡(jiǎn)便、工作可靠，是一種切實(shí)有效的方法。同時(shí)，這種串行控制方法和技術(shù)還可運(yùn)用于相應(yīng)的工業(yè)控制場(chǎng)合。
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