伺服系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)

在伺服系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)過程中，采用了模塊化設(shè)計(jì)思想。把設(shè)計(jì)過程分成兩個(gè)模塊，即電機(jī)運(yùn)動控制系統(tǒng)程序模塊與分布式監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)通信模塊。

在電動機(jī)運(yùn)動控制系統(tǒng)程序模塊中，主要形成對電動機(jī)運(yùn)動的多個(gè)命令數(shù)據(jù)。主要有如下的控制命令：在X軸單片機(jī)控制系統(tǒng)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(jī)控制系統(tǒng)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(jī)控制系統(tǒng)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(jī)控制系統(tǒng)中，順時(shí)針轉(zhuǎn)動90°，逆時(shí)針轉(zhuǎn)動90°。II x軸步進(jìn)電動機(jī)控制系統(tǒng)程序?yàn)槔?，給出了其程序框圖(見圖1)。

在分布式監(jiān)控系統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò)軟件設(shè)計(jì)過程中，以PC為主機(jī)，單片機(jī)為分機(jī)，為了保證每臺單片機(jī)能與PC有序地通信，在系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)中定義了一個(gè)通信協(xié)議，其通信協(xié)議規(guī)則如表1 所示。

表1 通信協(xié)議規(guī)則

表1 所形成的通信協(xié)議組成了一個(gè)數(shù)據(jù)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(jié)組成24位數(shù)據(jù)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(jié)，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(tǒng)中，有5個(gè)單片機(jī)，其地址號從01H到05H。SAB為源地址，一個(gè)字節(jié)，只有一個(gè)主機(jī)，故SAB取01H。COMD為命令字，最多可表示255個(gè)命令，用在本系統(tǒng)中己經(jīng)足夠了◇DATA1～DATA4為四個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)。CHSUM為一幀數(shù)據(jù)的校驗(yàn)碼，一個(gè)字節(jié)，在本系統(tǒng)中采用的是校驗(yàn)和的方式。

在通信過程中，由PC(上位機(jī))發(fā)送一數(shù)據(jù)幀給單片機(jī)(下位機(jī))，在單片機(jī)接收到一幀數(shù)據(jù)之后，根據(jù)本身的地址來分析當(dāng)前數(shù)據(jù)幀是否為自己所接收的數(shù)據(jù)幀，若是則接收進(jìn)來，否則放棄該數(shù)據(jù)幀，準(zhǔn)備接收下一數(shù)據(jù)幀。

為了保證單片機(jī)能及時(shí)地處理數(shù)據(jù)幀，單片機(jī)所接收的數(shù)據(jù)幀全部放在單片機(jī)的串行口中斷完成，其程序框圖如圖2所示。