[发明专利]一种基于对象的步进电机控制装置、方法及系统

说明书

本发明提供了一种基于对象的步进电机控制装置、方法及系统，该装置包括：数据结构体构建单元，用于基于目标电机的数据需求，生成结构化数据，结构化数据中预定义有指向不同控制端口的地址指针；I/O接口控制单元，用于基于结构化数据中的地址指针进行映射，将地址指针赋值为目标类型控制接口的位带地址；控制函数构建单元，用于基于目标电机的操作需求增减对应的功能函数，基于功能函数对目标电机的运行数据进行调整，并基于功能函数、位带地址和调整后的运行数据对目标电机进行控制。本发明通过上述方案实现对硬件的控制，无需再自行编写控制流程，大大地提高了开发效率。

技术领域

本发明涉及电机控制技术领域，具体涉及一种基于对象的步进电机控制装置、方法及系统。

背景技术

在工业自动化控制系统中，步进电机以其良好的性能，优越的经济性和简便的控制方式而得到广泛的使用。在众多的商业成品电机驱动模块中，使用最多的是STEP/DIR控制接口，即只需要给驱动模块提供方向和脉冲信号即可驱动电机运行。为了达到应用上对定位运行时间和效率的要求，电机驱动模块一般都由外部单片机来驱动，单片机分配两个I/O口分别连接至控制模块的STEP/DIR端口，再由单片机内部的加速、减速、失步检测等模块控制STEP/DIR这两个端口输出对应的控制脉冲。

一般来说，单片机内部的软件控制模块的架构基本上都是一样的，对于众多的应用场景，当设计人员重新设计一套硬件实现时，都需要重头编写这些软件模块，这显然降低了开发效率，甚至会延误整体工作进程。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中当设计人员重新设计一套硬件实现时，都需要重头编写这些软件模块，导致降低开发效率，延误整体工作进程的缺陷，从而提供一种基于对象的步进电机控制装置、方法及系统。

第一方面，本发明提供了一种步进电机的软件控制装置，包括：

数据结构体构建单元，用于基于目标电机的数据需求，生成结构化数据，所述结构化数据中预定义有指向不同控制端口的地址指针；

I/O接口控制单元，用于基于所述结构化数据中的所述地址指针进行映射，将所述地址指针赋值为目标类型控制接口的位带地址；

控制函数构建单元，用于基于所述目标电机的操作需求增减对应的功能函数，基于所述功能函数对所述目标电机的运行数据进行调整，并基于所述功能函数、位带地址和调整后的运行数据对所述目标电机进行控制。

通过上述方案，通过将对外接口、控制函数都封装成控制对象，通过根据具体需求自由增减功能控制函数，即可控制电机，无需再在控制其他一个或多个电机时重新自行编写控制流程，大大地提高了开发效率。

结合第一方面，本发明第一方面的第一实施方式中，所述数据结构体包括以下至少其一：电机编号、电机名称、加减速控制参数、警告标识、I/O控制指针及控制函数指针。

上述实施方式中，通过实例化结构化数据，方便I/O接口控制单元进行映射，进而实现对目标电机的控制。

结合第一方面的第一实施方式，本发明第一方面的第二实施方式中，所述功能函数至少包括：初始化函数、加减速函数、停止函数，所述控制函数构建单元包括：

初始化函数控制模块，用于将所述数据结构体的I/O控制指针赋值为当前控制I/O的地址，将所述加减速控制参数进行初始化，并将所述数据结构体内的所述控制函数指针赋值为具体实现的地址；

加减速函数控制模块，用于按照直线或者S曲线加速法，控制所述目标类型控制接口的脉冲频率按照直线或者S曲线变化，以控制所述目标电机的加速或减速；

停止函数控制模块，用于控制切换所述目标电机的控制状态；或，将目标位置与当前位置进行比对，当比对结果超出预设误差范围时触发所述警告标识。