步進電動機控制系統(tǒng)上位機程序設(shè)計
宋受俊，劉衛(wèi)國
(西北工業(yè)大學(xué)，陜西西安710072)
摘要：從整體上簡要介紹了步進電動機控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及功能特點；詳細介紹了上位機軟件的功能及實現(xiàn)方法。所設(shè)計的控制程序具有友好的人機交互特性，可設(shè)定多種運行模式，可實時顯示系統(tǒng)運行狀態(tài)，且可應(yīng)用于需要復(fù)雜控制算法及控制功能的使用場合。
關(guān)鍵詞：混合式步進電動機；微型計算機；MCs-51單片機；Visual Basic；MSComm控件
中圖分類號：TM383．6 文獻標識碼：A 文章編號：1004—7018(2008)04—0003—03
0引 言
隨著工業(yè)生產(chǎn)和計算機技術(shù)的日新月異，微型計算機在工業(yè)控制領(lǐng)域的應(yīng)用越來越廣泛。利用微型計算機可以存儲更多的數(shù)據(jù)，進行復(fù)雜的運算，還可以通過多種形式對信息進行顯示。另外，還可以設(shè)計高效、友好的用戶界面，對系統(tǒng)進行控制。
本系統(tǒng)以單片機作為下位機而微機作為上位機，兩者通過RS-232串行接口進行通信。上位機設(shè)計了友好的用戶界面，以便對系統(tǒng)進行控制，下位機在得到控制命令之后，具體實施控制，并將系統(tǒng)的工作狀態(tài)信息傳給上位機進行顯示處理。
單片機采用80C51，而上位機是在windows xP操作系統(tǒng)下，用Visual Basic 6 0開發(fā)的監(jiān)控軟件。在windows監(jiān)控軟件開發(fā)中，如何實現(xiàn)微機與單片機之間的串行通信是一個較大的障礙，而且是設(shè)計的關(guān)鍵之一。系統(tǒng)利用了VB提供的特別便于串行口操作的電話機控件一MSComm，通過編寫較簡單的程序，完成了微機與單片機之間的串行通信。本文主要介紹了該系統(tǒng)上位機軟件的實現(xiàn)過程。
l系統(tǒng)特點簡述
系統(tǒng)的控制對象是混合式步進電動機，通過上位機軟件和下位機軟硬件的良好配合，系統(tǒng)具有以下特點：
(1)可以通過上位機控制界面進行控制，操作直觀、方便；
(2)可以驅(qū)動包括兩相、三相和五相混合式步進電動機在內(nèi)的多種步進電動機，增強了系統(tǒng)的適用性；
(3)具有包括細分、升降頻、正反轉(zhuǎn)、預(yù)置頻率以及預(yù)置步等多種控制功能，拓寬了被控步進電動機的適用場合。
使用者可以通過上位機控制界面實時地觀測運行中的驅(qū)動系統(tǒng)的運行狀態(tài)，同時還可以通過上位機控制界面對系統(tǒng)進行控制，為了實現(xiàn)微機和單片機之間的數(shù)據(jù)交換，該系統(tǒng)使用了串行通訊方式。整個步進電動機控制系統(tǒng)如圖1所示。
2上位機程序總體流程
在上位機軟件編程語言的選擇上，著重考慮的是便于界面的編寫及可進行方便的串行通訊。為此，系統(tǒng)上位機使用了Visual Basic****語言編程環(huán)境，這種語言特別便于界面編寫，更重要的是，它具有一個特別方便的通信控件-JMSComm。MSComm控件的目的是為了讓用戶設(shè)計一個系統(tǒng)可以和串行端口進行溝通及傳送數(shù)據(jù)。
如上所述，上位機主要完成用戶的交互控制以及電機運行狀態(tài)的實時顯示，所以，上位機軟件首先要能夠根據(jù)用戶輸入的運行模式設(shè)定相應(yīng)的變量及標志量；其次，還需要將下位機反饋的實時運行狀態(tài)以圖形化的方式顯示出來。圖2為其程序總體框架。
下面，將以窗口的設(shè)計為順序?qū)ι衔粰C軟件的總體流程進行較詳細的闡述：用戶設(shè)定輸人窗口同時也是主界面窗口，其窗口設(shè)置如圖3所示。它包
括了程序運行的所有控制功能，具體表現(xiàn)為：
(1)在電機運行方式設(shè)定區(qū)，用戶可以通過選擇各個列表框中列出的選項設(shè)定被控電機的運行方式。其中，電機類型選擇包括：兩相、三相及五相混合式步進電動機；細分模式選擇包括：整步、二細分及四細分；正反轉(zhuǎn)選擇包括：正轉(zhuǎn)及反轉(zhuǎn)；預(yù)置模式選擇包括：預(yù)置頻率及預(yù)置步。
(2)在電機預(yù)置參數(shù)設(shè)定區(qū)，如果選擇的是預(yù)置頻率運行方式，用戶便可以在第一個文本框中輸入電機的運行頻率，這樣在啟動運行時，系統(tǒng)便會控制電機從突跳頻率逐漸加速到運行頻率，在停止運行時，系統(tǒng)會控制電機逐漸減速直到停機為止；如果選擇的是預(yù)置步運行方式，用戶便可以在第 |
