基于VC++的步进电机控制方法探讨

3、软件实现

3.1利用VC++提供的串行通信控件MSComm实现串行通信
首先，在VC++［5］的对话框中创建通信控件，若Control工具栏中缺少该控件，可通过菜单Project→AddtoProject→ComponentsandControl插入即可，再将该控件从工具箱拉到对话框中。此时，你只需要关心控件提供的对Windows通信驱动程序的API函数的接口，即只需要设置和监视MSComm控件的属性和事件。
在ClassWizard中为新建的通信控件定义成员对象（CMSCommm_Serial），通过该对象便可以对串口属性进行设置，MSComm控件共有27个属性，其中主要包括：
Commport：设置并返回通信端口号，缺省为COM1。
Settings：以字符串的形式设置并返回波特率、奇偶校验、数据位、停止位。
PortOpen：设置并返回通信端口的状态，也可以打开和关闭端口。
Input：从接收缓冲区返回和删除字符。
Output：向发送缓冲区写入字符串。
InputLen：每次设置Input读入的字符个数，缺省值为0，表明读取接收缓冲区中的全部内容。
InBufferCount：返回接收缓冲区中已接收到的字符数，将其置0可以清除接收缓冲区。
InputMode：定义Input属性获取数据的方式（为0：文本方式；为1：二进制方式）。
RThreshold和SThreshold属性，表示在OnComm事件发生之前，接收缓冲区或发送缓冲区中可接收的字符数。
以下是通过设置控件属性对串口进行初始化的实例：
打开所需串口后，需要考虑串口通信的时机。在接收或发送数据过程中，可能需要监视并响应一些事件和错误，所以事件驱动是处理串行端口交互作用的一种非常有效的方法。使用OnComm事件和CommEvent属性捕捉并检查通信事件和错误的值。发生通信事件或错误时，将触发OnComm事件，CommEvent属性的值将被改变，应用程序检查CommEvent属性值并作出相应的反应。在程序中用ClassWizard为CMSComm控件添加OnComm消息处理函数：
3.2系统初始化
在执行应用程序时首先必须进行初始化，其初始化程序框图如图2所示。

图2初始化程序框图

运行程序时，视图执行初始化操作函数OnInitialUpdate（），该函数内要先打开串口1，通过设置对象m_ContrCom各成员函数，设置好各通信参数：
然后经过一个位置选择对话框，通常选“保持原来的位置”，然后就发出询问各轴的坐标值的指令。流程如图2所示。除x轴是直接发送坐标询问指令获得坐标数据外，其他2个轴都是通过连续的2个定时器来询问坐标的，定时器响应后执行图3的程序。此后就进入待操作画面。
3.3运行操作的编程
在电机运动操作区的各文本框内输入某一轴向的位移值、速度值，按下“运行”按钮，则程序会把位移值转化为字符型的实际要运行的步数，通过串口送到SC3步进电机控制器，控制对应的轴的电机运行相应的步数。运行结束后，SC3会返回一个“OK”字符至串口，PC机接受到这个字符后，就知道电机运行结束，然后向串口发送坐标询问指令，SC3会回送有关坐标数据，PC机接到这些数据后进行处理运算并在文本框中显示出来。这样就结束了一个完整的运行操作。
所有主要的PC机和SC3控制器的有关数据通信程序都在MSComm控件内。包括所有的接受、识别返回字符，各轴向坐标的运算和显示。
当步进运动完毕后，返回到PC机的数据为步进电机已经运行的步数，根据这个步数要计算相应的坐标，必须知道各轴的脉冲当量。步进电机每走一步，电移台的位移等于脉冲当量，即分辨率。
坐标值=初始坐标+运行步数＊脉冲当量
平移台脉冲当量=丝杠导程mm＊步距角/（360＊细分数）
旋转台（x轴）的脉冲当量（度）=步进电机步距角/（传动比＊细分数）
其中细分数是由控制器后面板拨码开关设置的。
步进电机的步距角都为1.8°，纵轴的丝杠导程为1mm，横轴为4mm，旋转轴传动比为180∶1，细分数为2，则根据以上公式可得出：
纵轴（z）脉冲当量=1/100
横轴（y）脉冲当量=1/400
旋转轴（x）脉冲当量=1/200
4、结语
在PC机和单片机之间实现串行通信控制是近几年很受欢迎、较为流行的方法。本文介绍的运用MSComm控件来编制的由PC机对步进电机直接控制的应用软件具有友好的人机交互界面，且编程简便、工作可靠，是一种切实有效的方法。同时，这种串行控制方法和技术还可运用于相应的工业控制场合。