雷赛人员浅析运动控制卡应用编程技巧几招(1)-专业自动化论坛-中国工控网论坛

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发表于：2012-10-15 09:08:58

楼主

声明一下，写下这些编程技巧，即不是什么祖传秘籍，也不是什么必杀招或绝招，在此只为方便同仁们在编程控制软件时，对此可以进行适当的斟酌。以下展现的编程思想及奉上的源代码都非常简易，但并不是随手写写，可都是在雷赛做研发几年下来实践的。若没有成功经验作后盾，我也就没有必要在此打字练五笔了。

事实上，正如一个编程大师所言（Michael
Abrash），当你的软件正常而且有效率的运行起来时，好像一切都是那么显而易见。故，在此，我仍坚持那句编程口号，将事情变得越简单越好，越简单就越有效率，越稳定。

在以下的介绍中，我将尽可能的展示本人的编程思想，运用雷赛1000系列控制卡最大可能的给出知其然也知其所然的解释。若你有更好的见解，希望能得到你的指正。人长大了明显标志就是变得不太负责，而且不敢承认自己还需要努力，害怕面对自己的错误。若是这样，放心，我还没长大。因为我无法保证我能面面俱到。

关于源代码的阅读，需要读者有一定的C++编程基础，至少对以下表示形式不会产生误解：
constｃｈａｒ*pString; //指定pString邦定的数据不能被修改
char * const pString; //指定pString的地址不能被修改
constｃｈａｒ* const pString; //含上面两种指定功能
当然，随便提醒一下，这些源代码若需要加入你的软件工程当中，还需要作一些调整和修改，因此，这些源代码实质上称为伪代码也可以，之所以展现它们，是让程序员们有个可视化的快感，特别是那些认为源代码就是一切的程序员。

同时，为了提高针对性，大部分控制卡调用的函数会明确指出是邦定哪些卡的，实际应用时，程序员可自行选择，以体现一下自己的智商是可以写写软件的。

一、控制卡类的单一实例实现
把控制卡类作一个类来处理，几乎所有C++程序员都为举双手表示赞同，故第一个什么都没有的伪代码就此产生，如下表现：
class CCtrlCard
{
public:
…Function
public:
…attrib
}

于是，用这个CctrlCard可以产生n多个控制卡实例，只要内存足够。然而，针对现实世界，情况并不那么美好。通常情况下，PC机内只插同种类型的控制卡1到2张，在通过调用d1000_board_init或d3000_board_init函数时，它们会负责返回有效卡数nCards，然后从0-nCards*4
-
1自行按排好轴数。初始化函数就是C++的new或malloc的操作，取得系统的资源，但是控制卡的资源与内存不一样，取得资源后必需要释放才可以再次获取，即控制卡资源是唯一的。

既然控制卡资源是唯一的，那么最好Cctrlcard产生的实例也是唯一的，这样，我们可以方便的需要定义一个全局变量即可:
CctrlCard g_Dmcard;
在其它需要调用的地方，进行外部呼叫：
extern CctrlCard g_DmcCard;

以上方法实在太简单了，很多人都会开心起来。实质上，方法还有很多，即然可以产生n多对实例，我们的核心是只要保证调用board_init函数一次即可，故也可以单独定义一个InitBoard函数：

class CctrlCard
{
public:
static int InitBoard(); //定义一个静态函数，以表警示

}
int CctrlCard::InitBoard()
{
return d1000_board_init();
}

还有一种方法，情况稍加复杂，但表达的功能也要强一些，以下展现可以稍微安慰一下代码狂。

Class CctrlCard
{
public:
CctrlCard(); //请注意这个构造函数的定义
}

CctrlCard::CctrlCard()
{//呵呵，也很明了
static int n(0); //注意，是个静态变量

n++; //每次调用CctrlCard生成实例时，都会计数一次
assert( n == 1 ); //在DEBUG版本下，只有n==1的情况下可以通过
//否则，会出现致命错误，还好，它会告诉你错在哪个文件，
//哪一行，呵呵，是个好东东啊。
}
通过强行报警处理，当你有g_DmcCard这个实例时，其它的所有控制卡的定义都只能是以引用或指针的方式进行了，不会再产生新有效的实例了，对于由小组编程的项目软件，而你又恰好负责编程控制卡这一块的话，以上的显性报警，会让其它人心领神会。当然，你也可以将上面的方法加入到InitBoard当中去，可以避你的无意识的多次调用了。

附：无意识的多次调用经常发生，特别是那些对MFC机制不明确的程序员，在多文档框架下，不知道这个CctrlCard::InitBoard函数到底是应该放在CmainFrame的OnCreate里面，还是应该放在CchildFrame的OnCreate，或者是Cview的OnInitUpdate里面进行调用。

在一言难尽MFC的情况下，我建议两个小方法：
No.1 将CctrlCard的函数置于Cmainframe的OnCreate或者Capp::Initstance内调用
No.2 将InitBoard函数稍加改造成这样：
Int CctrlCard::InitBoard()
{
static int n(-1000);//注意，-1000是控制卡函数不可能返回的值
if( n == -1000 )
n = d1000_board_init();
return n;//这样，即使多次调用也不样怕了，呵呵，雕虫小技也可以除虫啊
}

必须额外声明一下，我们不是不重视资源的释放，而是作为一个C++程序员写下这些代码是基本的义务（这也是我为什么要交待读者必须要有一定的C++基础）：
class CctrlCard
{
public:
~CctrlCard()
{//定义析构函数，在此释放资源，对此，我不想再转到读者的眼球了
d1000_board_close();
}
}

二、数据结构及数据类型的定义，部分相关声明
调用控制卡驱动函数时，经常会有如下形式：
单轴相对运动 d1000_start_t_move( axis, pulse, start, speed, accel );
单轴绝对运动 d1000_start_ta_move( axis, pulse, start, speed, accel );
两轴相对插补 d1000_start_t_line( axisArray, distArray, start, speed, accel );
两轴绝对插补 d1000_start_ta_line( axisArray, distArray, start, speed, accel );
圆弧相对插补 d3000_start_t_arc( axisArray, C1, C2, E1,E2, dir, start, speed, accel );
圆弧绝对插补 d3000_start_ta_arc( axisArray, C1, C2, E1,E2, dir, start, speed, accel );

以上的调用，很多重复枯燥，又不直观，难于理解，并且在面向客户时，常常是指每分多少米，或者每秒多少毫米，很少有人问每秒多少脉冲，移动多少脉冲作距离，故需要单位之间的换算。显然，对于这些问题，我想，Ｃ＋＋程序员应该找到用武之地了，所以我们一步一步来，慢慢统一各个问题。实质上，在以下的几个技巧，也需要在此澄清一些概念。

我们先来几个宏定义提高一下情绪：
# define MAX_AXIS 4 //最多轴数
# define XCH 0 //定义Ｘ轴的值
# define YCH 1
# define ZCH 2
# define UCH 3
…..(其它以次类推)

# define M_ABS 0x01 //定义一个绝对标志位
# define M_INP 0x02 //定义一个插补位

接下来深入一点点，再来几个结构定义：

typedef struct tag_ARC
{
tag_ARC( double ox=0.0, double oy=0.0, double ex=0.0, double ey=0.0, int dir=0
):
ox(ox), oy(oy),
ex(ex), ey(ey),
dir(dir)//定义这样一个构造函数需要勇气，看似不合理，但是好用麻
{
}
double ox,oy;
double ex,ey;
int dir;
}ARC;

typedef struct tag_SPEED
{
tag_SPEED( double start=0.0, double speed=0.0, double accel=0.0, double
decel=0.0,
double scc=0.0 ) :
start(start),
speed(speed),
accel(accel),
decel(decel),
scc(scc)
{
}

double start;
double speed;
double accel;
double decel;
double scc;
}SPEED;

以上两个ARC和SPEED的结构定义，把几个参数变成一个参数。比如要实现的单轴驱动函数，就变得非常明了：
void Move( int nAxis, double fMM, const SPEED &speed, int nFlag = M_ABS
);//往后我们再具体完善其实现。

以上的结构具有类的特性，但是由于其每个成员都可以给外部直接使用，故就不需要什么类的public及其析构函数的定义了。之所以全都采用double的数据类型，是面向客户习惯及单位计算方便的。

接下来是对控制卡常用的单位计算及部分常用变量的声明：
class Cctrlcard
{
public:
…(其它略去)
public:
//属性
mutable int ORGIN; //指定原点状态位
mutable int LIMIT_A, LIMIT_B; //指定左右限位状态位
private:
//以下的属性不给外部访问的
struct tag_AXIS{//单轴属性
double fUnitPM; //脉冲当量
long nRP; //每转脉冲数
double fJourey; //行程
};
tag_AXIS m_axis【MAX_AXIS】;
};

定义ORGIN，LIMIT_A, LIMIT_B为变量，是有两个意义：
No.1 当你访问它们的状态时，不需要每次调用d1000_get_axis_status函数，你可以这样：
Int nStatus = d1000_get_axis( XCH );
If( nStatus & g_DmcCard.ORGIN == g_dmcCard.ORGIN )
If( nStatus & g_DmcCard.LIMIT_A == g_DmcCard.LIMIT_A )
If( nStatus & g_DmcCard.LIMIT_B == g_DmcCard.LIMIT_B );
No.2
你可以扩展不同的卡，当外部调用的程序逻辑已被确定时，当你需要从DMC1000控制卡升级到DMC3000控制卡时，只需要给ORGIN等状态位指定不同的值即可。指定状态位的值也有一个小小的技巧，以ORGIN为例，在DMC1000控制卡，其位值在2位，则可以这样：

ORGIN = 1<<2;
在DMC3000控制卡，其值在第9位，则这样：
ORGIN = 1<<9;
方法都很简单，关键是要想得到。

对于tag_AXIS定义，引出几个函数的声明，专门为其服务：
void SetUP( nit nAxis, double fMM, double nPulse, double fMax );//设定当量
double P2M ( int nAxis, long nPulse ); //脉冲转成毫米 pulse to metric
long M2P( int nAxis, double fMM ); //毫米转成脉冲 mitric to pulse

现在，我们再回过头来完成Move函数的实现，以便获得一点点成就感，同时也展示一下以上的大堆表述是有其意义的。

void Move( int nAxis, double fMM, const SPEED &speed, int nFlag = M_ABS )
{
( nFlag & M_ABS == M_ABS ) ?
d1000_start_ta_move( nAxis, //绝对
M2P( nAxis, fMM),
M2P( nAxis, speed.start ),
M2P( nAxis, speed.speed),
Speed.accel ): //注意是冒号，?:是一个表达式
d1000_start_t_move( nAxis, //相对
M2P( nAxis, fMM),
M2P( nAxis, speed.start ),
M2P( nAxis, speed.speed),
Speed.accel );
}

是不是很简单呢，当外部调用时，客户的观念就直接面对Metric即可，如：

Move( XCH, 10.0, SPEED(5,10,0.1), M_ABS );//达到绝对位置10.0毫米处。

以上罗嗦了一大堆，对于刚开始C++编程的程序员来说应该是收益不小，对于高手，则希望能够体会一下我的良苦用心。在以下的技巧介绍当中，我将变得很简易。一般来讲，程序员的基础不是太差的话，至少能够在1分钟内明白是什么道理。

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yiyping

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发表于：2012-10-23 11:48:32

1楼

本人熟悉雷赛控制卡6400,6480编程，有需要代笔的，请联系13459200729，杨

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发表于：2014-11-28 16:37:00

2楼

可以使用简单易用的MPC014微型运动控制器，基于485通讯，代替运动控制卡。

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发表于：2014-12-14 21:24:41

3楼

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