微控制器软件

　　PIC微控制器的功能是接受PC机通过RS232口发来的命令，并且执行。负责产生和提交控制步进电机的步进脉冲序列。还能产生与指定电机相适应的最佳加速和减速步长周期。这就是为什么项目中采用一个PIC，而不直接用PC机来直接控制步进电机的原因。

　　虽然过去在以DOS为基础的计算机程序中，这种实时直接控制方式是可行的。但在当前已不适宜。因为最新的32位WINDOWS操作系统实际上是多任务多线程的，处理器将时间分片利用，这就妨碍了定时的准确和稳定。

　　本项目固件采用CCS公司提供的供第三方使用的C语言编译器来编程，它与MICROChipMPLAB环境完全兼容。对于此编译器的更详细的说明和完整的话言资料，可以在CCS的网站上在线获得。代码分为3个文件：

　　MAIN,C:PROTOCOL,H和PORTS.H。

　　主程序在main.c中；管脚配置定义（各种名字）在ports．h中；而客户通讯协议在protocol．h中定义。固件的源代码可网站下载。

　　此项目中的通讯协议十分简单。

　　每个命令传送一个字节，如果命令还需要参数，就接着顺序发送参数。例如：为了通知PIC要使步进电机沿原方向运行1000步，需要3个字节：第一个字节为运行命令，其他两个字节指定运行步数（范围在0—65535之间）。根据第一个字节决定所传送命令的总长度。执行命令后，微控制器以一个应答字节通知PC机的软件。如果需要，可以接受更多的命令。

　　主程序模块功能是：首先初始化和复位所有的I/O端口。包括设置UART的传输率为38400bit/s。然后，程序进入一个空循环，等待在UART上接到一个命令字节。当接到命令时，程序转入相应的命令处理程序段，可以在UART上接受进一步字节。有效的命令列在下面：

　　和减速过程。

　　MOVE_A_FW(A向前运行，20H):

　　命令后接两个附加字节（16位二进制整数），指定步进电机A朝前方运行的步数。

　　MOVE_A_RV(A向后运行，21H):

　　命令后接两个附加字节（16位二进制整数），指定步进电机A朝反方向运行的步数。

　　MOVE_B_FW(B向前运行，22H):

　　MOVE_B_RV(B向后运行．23H):

　　MOVE_C_FW(C向前运行，24H):

　　MOVE_C_RV(C向后运行，25H):

　　MOVE_D_FW(D向前运行，26H):

　　MOVE_D_RV(D向后运行，27H):

　　以上与MOVEARN和MOVEA_RV类似，分别用于控制B、C、D电机运行。

　　在使用PIC编程器进行编程时，不要忘记关闭DEBUG_MODE特性，确认POWER_ON_RESET有效，并且关闭WATCH_DOG_TIMER和BROWN_OUT_DETECT特性。还要确认时钟的速度已设置为20MHz。

　　推荐的PIC编程器和开发组件是：

　　ELEKTORELECTRONICS公司的PICProg2003，以及MICROCHIP公司的PICSTART及ICD模块（需要外加一个28针接头）。或者使用TAYLICLTD公司提供的能与ICD模块相当的产品代替（价格在50英镑以下），完全与从MICROCHIP公司免费下载的软件兼容。

　　PC机的软件PC机的软件用BORLANDDELPHI4语言编写，称作QCCOM32的免费视频元件库(VCL)软件用来做串行口的存取。

　　从网站下载的测试程序，用于说明命令是怎样通过串口传送给步进电机的。此程序也可以在站点www．ELEKTOR-ELECTRONICS.CO.UK上免费下载取得。确认QCCOM32的属性设置与固件中UART初始化时的属性完全匹配十分重要。基本数传率=38400bit/s。为使每个命令传到微控制器上，端口要打开，传送所需字节，然后程序等待一个应答信号，最后关闭端口。

　　测试与应用在加电之前，先检查所有元件是否正确的安装并焊接牢固。拔掉所有步进电机的连线，然后加电。用电流表测试电路的输出电流。然后用电压表看一下电源电压是否正常。在这一步如果出现任何错误，要立即关掉电源并检查PCB板和连接器。

　　当电路加电正常时，5个LED管都应该点亮，表示微控制器电路正常。

　　如果仅有一个LED管亮，表示电路已加电，但微控制器固件运行不正确。如果微控制器已经正确编程，那么检查一下在相应管脚接到的电源电压；如果正确，就检查一下振荡器元件(X1、C6、C7)，确认这些元件装配正确；如果仍然无效，可试着重新编程，或重新拔插一下微控制器芯片。

　　一旦电路正确开始工作。使用一个1:1（非交叉）的九针连接器和电缆将控制器的PCB板与PC机的RS232口相连。运行PC机上的测试软件并选择适当的COM口设置。然后试着测试各命令。在传送一个命令的过程中，4个LED灯灭，一个点亮，以指示使用的是那一个通道。一旦命令执行后．4个LED灯点亮。如果工作过程正确，关闭控制器电源。将一台电机接到某通道上，注意确认相位和公共插头连接正确。然后接通电源，重新测试。启动和停止时，电机应平稳地旋转、加速和减速。

　　如果电机出现跳动，运动不平稳，可检查一下各相位连接是否正确。对于步进电机来说，加速不可太快。记住：小的延时周期意味着高的转速。如果你以同样的延时来设置速度，将不会有加速和减速阶段。大多数步进电机以500～1000步延时来工作。

　　当所有的测试完成并能正常工作时，你就可以定制你的命令（PC机）软件和控制(PlC)软件，使之包含你所要执行的命令和改进功能。通过较大的修改，还可以控制多台步进电机，使之在任何时候沿不同轴向旋转。本文讨论的这种驱动器可以在机器人上找到。也可用于光学仪器、机器人、照相机或CNC机械工具中部件的精确运动和定位控制。

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