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VC++控制步进电机方法探讨

供稿:中国工控网 2016/3/2 15:31:45

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  • 关键词: VC++ 步进电机 控制器
  • 摘要:步进电机是一种将电脉冲信号转换为线位移或角位移的电机,但步进电机的控制通常都采用汇编语言或C语言进行软件开发,本文结合SC3步进电机控制器及平移台的控制开发为例,介绍了一种如何在Windows平台下利用VisualC++6.0提供的串行通信控件MSComm来实现PC机与步进电机控制器之间的数据通讯,最终实现由PC机直接控制步进电机的方法,并详细介绍了编写串行通信程序的基本步骤和方法。

 

步进电机是一种将电脉冲信号转换为线位移或角位移的电机,但步进电机的控制通常都采用汇编语言或C语言进行软件开发,本文结合SC3步进电机控制器及平移台的控制开发为例,介绍了一种如何在Windows平台下利用VisualC++6.0提供的串行通信控件MSComm来实现PC机与步进电机控制器之间的数据通讯,最终实现由PC机直接控制步进电机的方法,并详细介绍了编写串行通信程序的基本步骤和方法。调试结果表明:设计的控制程序简单、易懂,工作可靠,且具有友好的人机交互界面。

步进电机是一种将电脉冲转化为角位移的机电式数模转换器,在控制系统中具有十分广泛的用途,但传统的步进电机的控制通常都采用汇编语言或C语言进行软件开发,本文利用VC++提供的串行通信控件MSComm实现PC机与步进电机控制器之间的串行通信[1]。与DOS下串行通信程序不同的是,Windows不提倡应用程序直接控制硬件,而是通过Windows操作系统提供的设备驱动程序来进行数据传送。串行口在Win32中是作为文件来进行处理的,而不是直接对端口进行操作,对于串行通信,Win32提供了相应的文件I/O函数与通信函数,通过了解这些函数的使用,可以编制出符合不同需要的通信程序。

实现串行通信[2]一般有3种方法[3]:使用VC++提供的串行通信控件MSComm[4];在单线程中实现自定义的串口通信类;多线程下实现串行通信。结合实际情况,本系统采用VC++提供的串行通信控件MSComm来进行软件编程,可以很方便地管理与控制计算机串口。


1、系统组成

由PC机控制步进电动机的系统如图1所示。

PC机控制步进电机系统框图

                                   图1PC机控制步进电机系统框图

本系统的电机控制采用通用的RS232[5]串口的异步通信。由于RS232早期是为促进公用电话网络进行数据通信而制定的标准,其逻辑电平对地是对称的,与TTL、MOS逻辑电平完全不同。逻辑0电平规定为+5~+15V之间,逻辑1电平规定为-5~-15V之间,因此,RS232驱动器与TTL电平连接必须经过电平转换。

2、控制软硬件的技术参数

本系统采用卓立汉光仪器有限公司生产的SC3步进电机控制器及平移台,实现平移台的三维控制(x,y,z)。利用RS232串口异步通信完成对步进电机的单步和连续移动控制,并且把电机的实际位置数据反馈给PC机处理。

电控平移台的机械指标如下:

(1)精密电控旋转台:型号RSA200用于x轴。转动范围>±40�;传动比180∶1;小步距0.0003125�;台面直径Φ200;分辨率0.00125�;重复定位精度<0.005�;最大速度25/s;中心最大负载60kg。

(2)重载型电控平移台:型号TSA300B,用于z轴。最小步距0.00315mm;重复定位精度<0.005mm;加固定平移台有效行程为150mm。< p="">

(3)超薄型电控平移台:型号TSA30C,用于y轴。最小步距为0.002mm;重复定位精度<0.005mm;有效行程30mm。sc3步进电机控制器设有手动和联动方式,手动能设置的操作有:速度设定、归零操作、方向设定、位移量设定等,联机方式可以使电机的运动直接受应用软件控制。由于是进行二次开发,因此应用程序必须嵌入原控制器的控制指令及协议。< p="">

该指令系统主要有以下几条:

联络指令指令格式:“?R"&CHR$(13)
该指令发出200ms以内SC3回送:“OK”&CHR$(10),表示联络成功。

查询指令指令格式:“?V”&CHR$(13)
SC3接到该指令后回送:“Vnumber”&CHR$(10)。其中number为ASC码表示的SC3当前速度值。范围0~255。

坐标查询指令指令格式:“?X”&CHR$(13)或“?Y”&CHR$(13)或“?Z”&CHR$(13)
SC3接到该指令后回送:“X+number”&CHR$(10),或“Xnumber”&CHR$(10),其他轴类似。其中number为以ASC码表示的SC3当前坐标值,正负号代表当前位置在开机位置(0位)的正负方向的位置。

速度设置指令指令格式:“V”&number&CHR$(13)
其中number为以ASC码表示的速度设置值。范围0~255。

归零指令指令格式:“HX”&CHR$(13)或“HY”&CHR$(13)或“HZ”&CHR$(13)
SC3接到此类指令后进行归零操作。完成归零操作后回送:“OK”&CHR$(10),表示SC3归零完毕。

零状态查询指令指令格式:“?H”&CHR$(13)
SC3接到此类指令后回送:“H000”&CHR$(10)

其中000的含义:

第一位数值:1表示z轴归零成功,0表示z轴未归零。
第二位数值:1表示y轴归零成功,0表示y轴未归零。
第三位数值:1表示x轴归零成功,0表示x轴未归零。

运行指令指令格式:“Xdirectionnumber”&CHR$(13)或“Ydirectionnumber”&CHR$(13)或“Zdirectionnumber”&CHR$(13)

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