基于VC++的步進(jìn)電機控制方法探討

3、軟件實(shí)現

3.1利用VC++提供的串行通信控件MSComm實(shí)現串行通信
首先，在VC++［5］的對話(huà)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→AddtoProject→ComponentsandControl插入即可，再將該控件從工具箱拉到對話(huà)框中。此時(shí)，你只需要關(guān)心控件提供的對Windows通信驅動(dòng)程序的API函數的接口，即只需要設置和監視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象（CMSCommm_Serial），通過(guò)該對象便可以對串口屬性進(jìn)行設置，MSComm控件共有27個(gè)屬性，其中主要包括：
Commport：設置并返回通信端口號，缺省為COM1。
Settings：以字符串的形式設置并返回波特率、奇偶校驗、數據位、停止位。
PortOpen：設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：從接收緩沖區返回和刪除字符。
Output：向發(fā)送緩沖區寫(xiě)入字符串。
InputLen：每次設置Input讀入的字符個(gè)數，缺省值為0，表明讀取接收緩沖區中的全部?jì)热荨?BR>InBufferCount：返回接收緩沖區中已接收到的字符數，將其置0可以清除接收緩沖區。
InputMode：定義Input屬性獲取數據的方式（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，接收緩沖區或發(fā)送緩沖區中可接收的字符數。
以下是通過(guò)設置控件屬性對串口進(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。在接收或發(fā)送數據過(guò)程中，可能需要監視并響應一些事件和錯誤，所以事件驅動(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誤的值。發(fā)生通信事件或錯誤時(shí)，將觸發(fā)OnComm事件，CommEvent屬性的值將被改變，應用程序檢查CommEvent屬性值并作出相應的反應。在程序中用ClassWizard為CMSComm控件添加OnComm消息處理函數：
3.2系統初始化
在執行應用程序時(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

運行程序時(shí)，視圖執行初始化操作函數OnInitialUpdate（），該函數內要先打開(kāi)串口1，通過(guò)設置對象m_ContrCom各成員函數，設置好各通信參數：
然后經(jīng)過(guò)一個(gè)位置選擇對話(huà)框，通常選“保持原來(lái)的位置”，然后就發(fā)出詢(xún)問(wèn)各軸的坐標值的指令。流程如圖2所示。除x軸是直接發(fā)送坐標詢(xún)問(wèn)指令獲得坐標數據外，其他2個(gè)軸都是通過(guò)連續的2個(gè)定時(shí)器來(lái)詢(xún)問(wèn)坐標的，定時(shí)器響應后執行圖3的程序。此后就進(jìn)入待操作畫(huà)面。
3.3運行操作的編程
在電機運動(dòng)操作區的各文本框內輸入某一軸向的位移值、速度值，按下“運行”按鈕，則程序會(huì )把位移值轉化為字符型的實(shí)際要運行的步數，通過(guò)串口送到SC3步進(jìn)電機控制器，控制對應的軸的電機運行相應的步數。運行結束后，SC3會(huì )返回一個(gè)“OK”字符至串口，PC機接受到這個(gè)字符后，就知道電機運行結束，然后向串口發(fā)送坐標詢(xún)問(wèn)指令，SC3會(huì )回送有關(guān)坐標數據，PC機接到這些數據后進(jìn)行處理運算并在文本框中顯示出來(lái)。這樣就結束了一個(gè)完整的運行操作。
所有主要的PC機和SC3控制器的有關(guān)數據通信程序都在MSComm控件內。包括所有的接受、識別返回字符，各軸向坐標的運算和顯示。
當步進(jìn)運動(dòng)完畢后，返回到PC機的數據為步進(jìn)電機已經(jīng)運行的步數，根據這個(gè)步數要計算相應的坐標，必須知道各軸的脈沖當量。步進(jìn)電機每走一步，電移臺的位移等于脈沖當量，即分辨率。
坐標值=初始坐標+運行步數＊脈沖當量
平移臺脈沖當量=絲杠導程mm＊步距角/（360＊細分數）
旋轉臺（x軸）的脈沖當量（度）=步進(jìn)電機步距角/（傳動(dòng)比＊細分數）
其中細分數是由控制器后面板撥碼開(kāi)關(guān)設置的。
步進(jìn)電機的步距角都為1.8°，縱軸的絲杠導程為1mm，橫軸為4mm，旋轉軸傳動(dòng)比為180∶1，細分數為2，則根據以上公式可得出：
縱軸（z）脈沖當量=1/100
橫軸（y）脈沖當量=1/400
旋轉軸（x）脈沖當量=1/200
4、結語(yǔ)
在PC機和單片機之間實(shí)現串行通信控制是近幾年很受歡迎、較為流行的方法。本文介紹的運用MSComm控件來(lái)編制的由PC機對步進(jìn)電機直接控制的應用軟件具有友好的人機交互界面，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)還可運用于相應的工業(yè)控制場(chǎng)合。