一種直接采用計算機串行口控制步進(jìn)電機的新方法

步進(jìn)電機在數控機床、醫療器械、儀器儀表等自動(dòng)或半自動(dòng)設備中得到了廣泛應用。用計算機控制步進(jìn)電機的通常作法是采用步進(jìn)控制卡，系統構成如圖1所示[1][2]。其中Pulse、Dir分別為控制電機的轉換步數和旋轉方向的信號；CWL（Clock Wise Limit）、CCWL（Counter Clock Wise Limit）分別為電機順、逆時(shí)針旋轉的限位信號；ORG為定位信號。

這種方法不僅成本較高，而且不便于操作。在計算機擴展槽上安裝控制卡，必需打開(kāi)機箱才能操作，而且在小型平板電腦和嵌入式電腦中根本沒(méi)有安裝控制卡的空間和擴展槽。將計算機串行口二次開(kāi)發(fā)，用于控制步進(jìn)電機，代替控制卡的作用，具有成本低、操作簡(jiǎn)單、兼容性好等優(yōu)點(diǎn)。

1 RS232串行口及編程

計算機串行接口采用RS232標準：規定邏輯1的電平為-3～-15V，邏輯0的電平為+3～+15V，常用的信號有8個(gè)（接口為DB9M插座時(shí)，引腳號如表1所示），其中RXD、TXD為收、發(fā)數據，可與RS232串行口設備直接進(jìn)行通訊，RTS、DTR、CD、DSR、CTS、BELL為控制與檢測MODEM的信號，在通訊過(guò)程中起聯(lián)絡(luò )與控制作用。數據格式有5、6、7、8位幾種，1位起始位（邏輯0），1、1.5或2位停止位（邏輯1），可以選擇奇校驗、偶校驗和無(wú)校驗，常用波特率為2400、4800、7200、9600bps等。串行口編程方法主要有三種：硬件編程法、文件操作法、串口控件法。

表1 RS232接口各引腳定義

1.1 硬件編程法

直接使用端口的輸入、輸出（I/O）函數對串行口的控制電路進(jìn)行編程。適用于DOS及Windows平臺（Windows Me以前的各版本），但在基于NT技術(shù)構建的操作系統（Windows NT、Windows 2000、Windows XP等）中因不允許用戶(hù)程序直接操作硬件而不適用。常用的端口輸入、輸出函數（指令）有：匯編語(yǔ)言的IN、OUT指令及軟中斷調用，C語(yǔ)言的inport()、outport（）、inportb()、outportb()，C++的_inp()、_outp()等。計算機串行口采用Intel 8250異步串行通訊組件構成，COM1、COM2、COM3、COM4的基地址分別為16#3F8（16進(jìn)制數3F8，表示法下同）、16#2F8、16#3E8、16E2E8，波特率因子（DR）計算方法為：DR=1.8432×1000000/16B，8250編程請見(jiàn)參考文獻[3]。

1.2 文件操作法[4]

文件操作法是將串行口作為系統的一個(gè)文件來(lái)處理，通過(guò)對這個(gè)文件的讀、寫(xiě)操作引發(fā)串口對數據進(jìn)行收、發(fā)動(dòng)作。這種方法在DOS、Windows、Windows NT、Windows 2000及Windows XP等平臺下都能正常工作。例如在BASIC語(yǔ)言中可用語(yǔ)句：OPEN “COM1，1200，n，8，1，rs,cs,ds,cd”AS #1將串行口COM1作為文件#1進(jìn)行讀寫(xiě)操作。在VC++中，可用CreateFile()、BuildCommDCB()、Read()、Write（）、EscapeCOMMFunction()等函數將串行口作為文件進(jìn)行操作。