摘要：介紹了一種計(jì)算機(jī)串行口經(jīng)二次開發(fā)，用作步進(jìn)電機(jī)控制器的新方法。計(jì)算機(jī)通過向串行口發(fā)送數(shù)據(jù)產(chǎn)生控制脈沖，實(shí)現(xiàn)對(duì)步進(jìn)電機(jī)的控制。
關(guān)鍵詞：串行口　二次開發(fā)　控制脈沖　步進(jìn)電機(jī)控制器

1.1 硬件編程法
直接使用端口的輸入、輸出(I/O)函數(shù)對(duì)串行口的控制電路進(jìn)行編程。適用于DOS及Windows平臺(tái)(Windows Me以前的各版本)，但在基于NT技術(shù)構(gòu)建的操作系統(tǒng)(Windows NT、Windows 2000、Windows XP等)中因不允許用戶程序直接操作硬件而不適用。常用的端口輸入、輸出函數(shù)（指令）有：匯編語言的IN、OUT指令及軟中斷調(diào)用，C語言的inport( )　、outport( )　、inportb( )　、outportb( )，C++的_inp( )、_outp( )等。計(jì)算機(jī)串行口采用Intel 8250異步串行通訊組件構(gòu)成，COM1、COM2、COM3、COM4的基地址分別為16#3F8(16進(jìn)制數(shù)3F8，表示法下同)、16#2F8、16#3E8、16#2E8，波特率因子(DR)計(jì)算方法為：DR＝1.8432×1000000/16B,8250編程請(qǐng)見參考文獻(xiàn)[3]。
1.2 文件操作法[4]
文件操作法是將串行口作為系統(tǒng)的一個(gè)文件來處理，通過對(duì)這個(gè)文件的讀、寫操作引發(fā)串口對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行收、發(fā)動(dòng)作。這種方法在DOS、Windows、Windows NT、Windows2000及Windows XP等平臺(tái)下都能正常工作。例如在BASIC語言中可用語句：OPEN "COM1,1200,n,8,1,rs,cs,ds,cd"AS #1將串行口COM1作為文件#1進(jìn)行讀寫操作。在VC++中，可用CreateFile()、BuildCommDCB()、Read()、Write()、EscapeCOMMFunction()等函數(shù)將串行口作為文件進(jìn)行操作。
1.3 串口控件法
用VB及VC++編程時(shí)，可用控件對(duì)串行口進(jìn)行編程。這種方法通用性好，在Windows、Windows NT、Windows2000及Windows XP等平臺(tái)下都能正常工作。在VB中，使用MSCOMM控件；在VC++下使用Microsoft Communication Control這一ActiveX類控件。串口控件使用方法請(qǐng)參考MSDN。

在用串行口發(fā)送數(shù)據(jù)產(chǎn)生控制脈沖時(shí)，雖然通過改變所發(fā)字節(jié)內(nèi)容的辦法能產(chǎn)生1~5中間任意個(gè)數(shù)的脈沖，但若發(fā)送一個(gè)字節(jié)所產(chǎn)生的脈沖少于5個(gè)，后面接著發(fā)送數(shù)據(jù)產(chǎn)生的脈沖時(shí)，兩個(gè)字節(jié)銜接時(shí)所產(chǎn)生的脈沖頻率和占空比均會(huì)產(chǎn)生波動(dòng)。為使電機(jī)運(yùn)行的三個(gè)階段能平滑過渡，需要對(duì)每個(gè)階段的脈沖數(shù)量進(jìn)行調(diào)整，使I、II兩個(gè)階段的步數(shù)均為5的整數(shù)倍(分別為n1×5、n2×5)；將非5整數(shù)倍的步數(shù)安排在減速停車的III階段，發(fā)出脈沖數(shù)為n3×5+Δp，其中Δp＝(1~4)。這可通過改變III階段所發(fā)送的一個(gè)字節(jié)內(nèi)容實(shí)現(xiàn)任意數(shù)量的脈沖輸出。產(chǎn)生1~4個(gè)脈沖應(yīng)發(fā)送的數(shù)據(jù)分別為16#FF、16#FB、16#F5、16#D5。
由圖4所示的電機(jī)運(yùn)行過程可知，在電機(jī)運(yùn)行過程中，控制脈沖的頻率f應(yīng)隨時(shí)變化以滿足電機(jī)低速起停及高速運(yùn)行的需要。脈沖頻率由發(fā)送數(shù)據(jù)的波特率(B)決定，每發(fā)出一個(gè)脈沖需用兩個(gè)二進(jìn)制位1和0來構(gòu)成其高、低電平，所以f＝B/2，通過調(diào)整發(fā)送數(shù)據(jù)的波特率可改變所發(fā)出的控制脈沖的頻率。按常規(guī)波特率系列發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)所產(chǎn)生的控制脈沖頻率變化較大，不能滿足電機(jī)正常起停及調(diào)速的要求，為此計(jì)算機(jī)需按非標(biāo)準(zhǔn)的波特率發(fā)送數(shù)據(jù)以產(chǎn)生任意頻率的控制脈沖。一般在電機(jī)起動(dòng)及停止階段(I、III)每發(fā)送一個(gè)字節(jié)調(diào)整波特率，以使電機(jī)起停得盡量平滑。