基于VC++的步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)研究
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實(shí)現(xiàn)串行通信一般有3種方法：使用VC++提供的串行通信控件MSComm；在單線程中實(shí)現(xiàn)自定義的串口通信類；多線程下實(shí)現(xiàn)串行通信。結(jié)合實(shí)際情況，本系統(tǒng)采用VC++提供的串行通信控件MSComm來(lái)進(jìn)行軟件編程，可以很方便地管理與控制計(jì)算機(jī)串口。
1、系統(tǒng)組成
由PC機(jī)控制步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的系統(tǒng)如圖1所示。
圖1 PC機(jī)控制步進(jìn)電機(jī)系統(tǒng)框圖
本系統(tǒng)的電機(jī)控制采用通用的RS 232串口的異步通信。由于RS 232早期是為促進(jìn)公用電話網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)通信而制定的標(biāo)準(zhǔn)，其邏輯電平對(duì)地是對(duì)稱的，與TTL、MOS邏輯電平完全不同。邏輯0電平規(guī)定為+5～+15 V之間，邏輯1電平規(guī)定為-5～-15 V之間，因此，RS 232驅(qū)動(dòng)器與TTL電平連接必須經(jīng)過(guò)電平轉(zhuǎn)換。
2、控制軟硬件的技術(shù)參數(shù)
本系統(tǒng)采用卓立漢光儀器有限公司生產(chǎn)的SC3步進(jìn)電機(jī)控制器及平移臺(tái)，實(shí)現(xiàn)平移臺(tái)的三維控制（x，y，z）。利用RS 232串口異步通信完成對(duì)步進(jìn)電機(jī)的單步和連續(xù)移動(dòng)控制，并且把電機(jī)的實(shí)際位置數(shù)據(jù)反饋給PC機(jī)處理。
電控平移臺(tái)的機(jī)械指標(biāo)如下：
（1） 精密電控旋轉(zhuǎn)臺(tái)：型號(hào)RSA200用于x軸。轉(zhuǎn)動(dòng)范圍>±40°；傳動(dòng)比180∶1；小步距0.000 312 5°；臺(tái)面直徑Φ200；分辨率0.001 25°；重復(fù)定位精度0.005°；最大速度25/s；中心最大負(fù)載60 kg。
（2） 重載型電控平移臺(tái)：型號(hào)TSA300B，用于z軸。最小步距0.003 15 mm；重復(fù)定位精度0.005 mm；加固定平移臺(tái)有效行程為150 mm。
（3） 超薄型電控平移臺(tái)：型號(hào)TSA30C，用于y軸。最小步距為0.002 mm；重復(fù)定位精度0.005 mm；有效行程30 mm。SC3步進(jìn)電機(jī)控制器設(shè)有手動(dòng)和聯(lián)動(dòng)方式，手動(dòng)能設(shè)置的操作有：速度設(shè)定、歸零操作、方向設(shè)定、位移量設(shè)定等，聯(lián)機(jī)方式可以使電機(jī)的運(yùn)動(dòng)直接受應(yīng)用軟件控制。由于是進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)，因此應(yīng)用程序必須嵌入原控制器的控制指令及協(xié)議。
該指令系統(tǒng)主要有以下幾條：
聯(lián)絡(luò)指令指令格式：“？R" CHR$（13）
該指令發(fā)出200 ms以內(nèi)SC3回送：“OK” CHR$（10），表示聯(lián)絡(luò)成功。
查詢指令指令格式：“？V” CHR$（13）
SC3接到該指令后回送：“V number” CHR$（10）。其中number為ASC碼表示的SC3當(dāng)前速度值。范圍0～255。
坐標(biāo)查詢指令指令格式：“？X” CHR$（13） 或“？Y” CHR$（13）或“？Z” CHR$（13）
SC3接到該指令后回送：“X+number” CHR$（10），或“Xnumber” CHR$（10），其他軸類似。其中number為以ASC碼表示的SC3當(dāng)前坐標(biāo)值，正負(fù)號(hào)代表當(dāng)前位置在開(kāi)機(jī)位置（0位）的正負(fù)方向的位置。
速度設(shè)置指令指令格式：“V” number CHR$（13）
其中number為以ASC碼表示的速度設(shè)置值。范圍0～255。
歸零指令指令格式：“HX” CHR$（13） 或“HY” CHR$（13） 或“HZ” CHR$（13）
SC3接到此類指令后進(jìn)行歸零操作。完成歸零操作后回送：“OK” CHR$（10），表示SC3歸零完畢。
零狀態(tài)查詢指令指令格式：“？H” CHR$（13）
SC3接到此類指令后回送：“H000” CHR$（10）
其中000的含義：
第一位數(shù)值：1表示z軸歸零成功，0表示z軸未歸零。
第二位數(shù)值：1表示y軸歸零成功，0表示y軸未歸零。
第三位數(shù)值：1表示x軸歸零成功，0表示x軸未歸零。
運(yùn)行指令指令格式：“Xdirectionnumber” CHR$（13）或“Y directionnumber” CHR$（13）或“Z directionnumber” CHR$（13）
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