伺服系統的軟件設計

在伺服系統軟件設計過(guò)程中，采用了模塊化設計思想。把設計過(guò)程分成兩個(gè)模塊，即電機運動(dòng)控制系統程序模塊與分布式監控網(wǎng)絡(luò )通信模塊。

在電動(dòng)機運動(dòng)控制系統程序模塊中，主要形成對電動(dòng)機運動(dòng)的多個(gè)命令數據。主要有如下的控制命令：在X軸單片機控制系統中，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中，順時(shí)針轉動(dòng)90°，逆時(shí)針轉動(dòng)90°。II x軸步進(jìn)電動(dòng)機控制系統程序為例，給出了其程序框圖(見(jiàn)圖1)。

在分布式監控系統通信網(wǎng)絡(luò )軟件設計過(guò)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，在系統網(wǎng)絡(luò )中定義了一個(gè)通信協(xié)議，其通信協(xié)議規則如表1 所示。

表1 通信協(xié)議規則

表1 所形成的通信協(xié)議組成了一個(gè)數據幀，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(gè)字節組成24位數據流，以提高通信時(shí)的抗干擾能力。DAB為目的地址，一個(gè)字節，地址從1到FEH，共254個(gè)地址，地址0不用，用FFH表示廣播地址。在本系統中，有5個(gè)單片機，其地址號從01H到05H。SAB為源地址，一個(gè)字節，只有一個(gè)主機，故SAB取01H。COMD為命令字，最多可表示255個(gè)命令，用在本系統中己經(jīng)足夠了◇DATA1～DATA4為四個(gè)字節的數據。CHSUM為一幀數據的校驗碼，一個(gè)字節，在本系統中采用的是校驗和的方式。

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

為了保證單片機能及時(shí)地處理數據幀，單片機所接收的數據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。