伺服系统的软件设计

在伺服系统软件设计过程中，采用了模块化设计思想。把设计过程分成两个模块，即电机运动控制系统程序模块与分布式监控网络通信模块。

在电动机运动控制系统程序模块中，主要形成对电动机运动的多个命令数据。主要有如下的控制命令：在X轴单片机控制系统中，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轴单片机控制系统中，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轴单片机控制系统中，慢速上移Ⅳ步，慢速下移Ⅳ步，快速上移Ⅳ步，快速下移Ⅳ步;在物镜切换单片机控制系统中，顺时针转动90°，逆时针转动90°。II x轴步进电动机控制系统程序为例，给出了其程序框图(见图1)。

在分布式监控系统通信网络软件设计过程中，以PC为主机，单片机为分机，为了保证每台单片机能与PC有序地通信，在系统网络中定义了一个通信协议，其通信协议规则如表1 所示。

表1 通信协议规则

表1 所形成的通信协议组成了一个数据帧，并在通信网络中传输，以保证通信的可靠性。在表1中，SYNC，HCD1，HCD2为同步头，分别用54H，5AH，5BH三个字节组成24位数据流，以提高通信时的抗干扰能力。DAB为目的地址，一个字节，地址从1到FEH，共254个地址，地址0不用，用FFH表示广播地址。在本系统中，有5个单片机，其地址号从01H到05H。SAB为源地址，一个字节，只有一个主机，故SAB取01H。COMD为命令字，最多可表示255个命令，用在本系统中己经足够了◇DATA1～DATA4为四个字节的数据。CHSUM为一帧数据的校验码，一个字节，在本系统中采用的是校验和的方式。

在通信过程中，由PC(上位机)发送一数据帧给单片机(下位机)，在单片机接收到一帧数据之后，根据本身的地址来分析当前数据帧是否为自己所接收的数据帧，若是则接收进来，否则放弃该数据帧，准备接收下一数据帧。

为了保证单片机能及时地处理数据帧，单片机所接收的数据帧全部放在单片机的串行口中断完成，其程序框图如图2所示。