伺服系統(tǒng)的軟件設(shè)計

在伺服系統(tǒng)軟件設(shè)計過程中，采用了模塊化設(shè)計思想。把設(shè)計過程分成兩個模塊，即電機運動控制系統(tǒng)程序模塊與分布式監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)通信模塊。

在電動機運動控制系統(tǒng)程序模塊中，主要形成對電動機運動的多個命令數(shù)據(jù)。主要有如下的控制命令：在X軸單片機控制系統(tǒng)中，慢速左移Ⅳ步，慢速右移Ⅳ步，快速左移Ⅳ步，快速右移Ⅳ步;在y軸單片機控制系統(tǒng)中，慢速前移Ⅳ步，慢速后移Ⅳ步，快速前移Ⅳ步，快速后移Ⅳ步;在z軸單片機控制系統(tǒng)中，慢速上移Ⅳ步，慢速下移Ⅳ步，快速上移Ⅳ步，快速下移Ⅳ步;在物鏡切換單片機控制系統(tǒng)中，順時針轉(zhuǎn)動90°，逆時針轉(zhuǎn)動90°。II x軸步進電動機控制系統(tǒng)程序為例，給出了其程序框圖(見圖1)。

在分布式監(jiān)控系統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò)軟件設(shè)計過程中，以PC為主機，單片機為分機，為了保證每臺單片機能與PC有序地通信，在系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)中定義了一個通信協(xié)議，其通信協(xié)議規(guī)則如表1 所示。

表1 通信協(xié)議規(guī)則

表1 所形成的通信協(xié)議組成了一個數(shù)據(jù)幀，并在通信網(wǎng)絡(luò)中傳輸，以保證通信的可靠性。在表1中，SYNC，HCD1，HCD2為同步頭，分別用54H，5AH，5BH三個字節(jié)組成24位數(shù)據(jù)流，以提高通信時的抗干擾能力。DAB為目的地址，一個字節(jié)，地址從1到FEH，共254個地址，地址0不用，用FFH表示廣播地址。在本系統(tǒng)中，有5個單片機，其地址號從01H到05H。SAB為源地址，一個字節(jié)，只有一個主機，故SAB取01H。COMD為命令字，最多可表示255個命令，用在本系統(tǒng)中己經(jīng)足夠了◇DATA1～DATA4為四個字節(jié)的數(shù)據(jù)。CHSUM為一幀數(shù)據(jù)的校驗碼，一個字節(jié)，在本系統(tǒng)中采用的是校驗和的方式。

在通信過程中，由PC(上位機)發(fā)送一數(shù)據(jù)幀給單片機(下位機)，在單片機接收到一幀數(shù)據(jù)之后，根據(jù)本身的地址來分析當前數(shù)據(jù)幀是否為自己所接收的數(shù)據(jù)幀，若是則接收進來，否則放棄該數(shù)據(jù)幀，準備接收下一數(shù)據(jù)幀。

為了保證單片機能及時地處理數(shù)據(jù)幀，單片機所接收的數(shù)據(jù)幀全部放在單片機的串行口中斷完成，其程序框圖如圖2所示。