基于VC++的步进电机控制系统研究

实现串行通信一般有3种方法：使用VC++提供的串行通信控件MSComm；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。


图1 PC机控制步进电机系统框图

本系统的电机控制采用通用的RS 232串口的异步通信。由于RS 232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～+15 V之间，逻辑1电平规定为-5～-15 V之间，因此，RS 232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RS 232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0.000 312 5°；台面直径Φ200；分辨率0.001 25°；重复定位精度0.005°；最大速度25/s；中心最大负载60 kg。

（2） 重载型电控平移台：型号TSA300B，用于z轴。最小步距0.003 15 mm；重复定位精度0.005 mm；加固定平移台有效行程为150 mm。

（3） 超薄型电控平移台：型号TSA30C，用于y轴。最小步距为0.002 mm；重复定位精度0.005 mm；有效行程30 mm。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。

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200 ms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：“V number” 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$（13）或“Y directionnumber” CHR$（13）或“Z directionnumber” CHR$（13）

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