上節(jié)課程我們介紹了全國產(chǎn)EtherCAT運(yùn)動(dòng)控制邊緣控制器ZMC432H的硬件接口與功能，本節(jié)課程我們主要講解一下正運(yùn)動(dòng)API函數(shù)封裝原理以及自定義API封裝例程。

一、功能簡介

全國產(chǎn)EtherCAT運(yùn)動(dòng)控制邊緣控制器ZMC432H是正運(yùn)動(dòng)的一款軟硬件全國產(chǎn)自主可控，運(yùn)動(dòng)控制接口兼容EtherCAT總線和脈沖型的獨(dú)立式運(yùn)動(dòng)控制器，最多支持32軸運(yùn)動(dòng)控制，同時(shí)支持正運(yùn)動(dòng)遠(yuǎn)程HMI功能，能提供網(wǎng)絡(luò)組態(tài)顯示，可實(shí)時(shí)監(jiān)控和調(diào)整參數(shù)配置。

ZMC432H具備豐富的硬件接口和控制功能模塊，能實(shí)現(xiàn)高效穩(wěn)定的運(yùn)動(dòng)控制和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集，以滿足工業(yè)控制協(xié)同工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用需求。ZMC432H內(nèi)置了Linux系統(tǒng)，可以使用本地的LOCAL接口進(jìn)行連接，可以做到更快速的指令交互，單條指令與多條指令一次性交互時(shí)間為40us左右。

二、統(tǒng)一的API接口

所有的控制器和控制卡均使用同一套API函數(shù)，均支持C、C++、C#、LabVIEW、Python、Delphi等開發(fā)語言，支持VC6.0、VB6.0、Qt、.Net等平臺(tái)，支持Windows、Linux、WinCE、iMac等操作系統(tǒng)。

各個(gè)開發(fā)語言都有各自所對(duì)應(yīng)的函數(shù)庫，所調(diào)用的API均一致，這大大提高了可移植性。各個(gè)開發(fā)語言庫的調(diào)用方式可參考“ZMotion PC函數(shù)庫編程手冊(cè) V2.1.1”。

文檔參考路徑：光盤資料4PC函數(shù)Zmotion PC函數(shù)庫編程手冊(cè)及例程源碼。

以下為各個(gè)功能部分API指令一覽表；

1、控制器連接

2、控制器信息獲取

3、基本軸參數(shù)設(shè)置

4、基本運(yùn)動(dòng)控制

5、VR寄存器

6、Table寄存器

7、Modbus寄存器

8、Flash/文件讀寫

更多API接口詳情可以參考“ZMotion PC函數(shù)庫編程手冊(cè) V2.1.1”。

三、在線命令的機(jī)制

ZAux_Execute或ZAux_DirectCommand可對(duì)Basic指令進(jìn)行封裝。如果使用到?jīng)]有封裝的命令或者想封裝自己的函數(shù)，可以通過ZAux_Execute發(fā)送或ZAux_DirectCommand，或是參照已有代碼修改增加相應(yīng)的函數(shù)。發(fā)送字符串命令有兩種方式，緩沖方式和直接方式。具體如圖所示：

直接方式：直接執(zhí)行單個(gè)變量/數(shù)組/參數(shù)相關(guān)命令，此時(shí)所有傳遞的參數(shù)必須是具體的數(shù)值，不能是表達(dá)式；

緩沖方式：可以執(zhí)行所有命令，并支持表達(dá)式作為參數(shù)，但是速度慢一些；

以zmcaux.cpp中對(duì)已封裝的設(shè)置運(yùn)動(dòng)速度的函數(shù)ZAux_Direct_SetSpeed()與獲取當(dāng)前編碼器反饋位置的函數(shù)ZAux_Direct_GetMpos為例。

程序如下：

#include "zmotion.h" #include "zauxdll2.h" int ZAux_Direct_SetSpeed(ZMC_HANDLE handle, int iaxis, float fValue) { char cmdbuff[2048]; char cmdbuffAck[2048]; if (iaxis> MAX_AXIS_AUX) //MAX_AXIS_AUX為zuaxdll2.h中定義的宏，zuaxdll2.h為正運(yùn)動(dòng)庫頭文件 { return ERR_AUX_PARAERR; } sprintf(cmdbuff,"SPEED(%d)=%f",iaxis,fValue);//生成對(duì)應(yīng)命令的字符串 ZAux_DirectCommand(handle,cmdbuff,cmdbuffAck,2048); } int ZAux_Direct_GetMpos(ZMC_HANDLE handle, int iaxis, float fValue) { char cmdbuff[2048]; char cmdbuffAck[2048]; if (iaxis> MAX_AXIS_AUX) { return ERR_AUX_PARAERR; } sprintf(cmdbuff,"MPOS(%d)=%f",iaxis,fValue);//生成對(duì)應(yīng)命令的字符串 ZAux_DirectCommand(handle,cmdbuff,cmdbuffAck,2048); }

四、自定義API封裝介紹及例程

1、自定義API封裝

自定義封裝API的原理實(shí)際上是利用了在線命令的機(jī)制，上位機(jī)生成由各種ZBASIC指令來達(dá)到自己想要的功能。

ZAux庫便是直接利用ZBASIC命令通過ZAux_Execute方式或ZAux_DirectCommand方式發(fā)送到控制器上，相應(yīng)函數(shù)可以參考ZBASIC手冊(cè)對(duì)應(yīng)的命令介紹。

ZAux庫是完全開源庫，源代碼皆可從官網(wǎng)下載，可以在源代碼中添加用戶自定義的函數(shù)，用戶也可以新增庫進(jìn)行封裝。

2、實(shí)用封裝例程

（1）直接獲取多種類型數(shù)據(jù)

用戶若想要獲取多種數(shù)據(jù)，如軸的命令位置，軸的反饋位置，板卡上的IO點(diǎn)等等，往往都是通過多種單獨(dú)獨(dú)立的函數(shù)獲取不同的數(shù)據(jù)，這樣堆積，會(huì)導(dǎo)致讀寫次數(shù)的上位，導(dǎo)致程序的卡頓。為了提升一個(gè)上位程序讀取控制器數(shù)據(jù)的速度，往往可以通過自定義一個(gè)函數(shù)，快速的把數(shù)據(jù)傳輸?shù)缴衔怀绦蛏厦鎭恚皇峭ㄟ^多次循環(huán)來獲取不同類型的數(shù)據(jù)。

例：假設(shè)有一個(gè)簡易的三軸平臺(tái)，需要讀取軸0，軸1，軸2的命令位置，反饋位置，以及控制器板卡上的輸入口0，輸入口32，輸出口0，輸出口33，以及三個(gè)軸的狀態(tài)。

獲取數(shù)據(jù)程序如下：

// test1.cpp : 定義控制臺(tái)應(yīng)用程序的入口點(diǎn)。 #include "stdafx.h" #include #include "zmotion.h" #include "zauxdll2.h" void commandCheckHandler(const char *command, int ret) { if (ret)//非0則失敗 { printf("%s fail!return code is %dn", command, ret); } } /************************************************************* Description: //我的自定義直接獲取數(shù)據(jù)函數(shù) Input: //handle 卡鏈接 iaxisNum 軸的總數(shù)量 iaxislist 軸號(hào)列表 fDposlist 輸出的命令位置值 fMposlist 輸出的反饋位置值 iAxisstatuslist 輸出的軸狀態(tài)位置值，按位對(duì)應(yīng) startIn 要獲取起始的IN編號(hào) endIn 要獲取結(jié)束的IN編號(hào) iIn 輸出的IN狀態(tài),按位對(duì)應(yīng) startOut 要獲取起始的OUT編號(hào) endOut 要獲取結(jié)束的OUT編號(hào) iOut 輸出的OUT狀態(tài),按位對(duì)應(yīng) Output: // Return: //錯(cuò)誤碼 *************************************************************/ int Demo_Direct_MyGetData(ZMC_HANDLE handle,int iaxisNum, int* iaxislist, float* fDposlist,float* fMposlist,int32* iAxisstatuslist,int startIn , int endIn,int *iIn,int startOut , int endOut,int *iOut) { char cmdbuff[2048]; char tempbuff[2048]; char cmdbuffAck[20480]; //若傳進(jìn)來的地址為空，則退出 if(NULL == iaxislist || NULL == fDposlist || NULL == fMposlist || NULL == iAxisstatuslist || NULL == iIn || NULL == iOut) { return ERR_AUX_PARAERR; } //若傳進(jìn)來的結(jié)束編號(hào)小于起始編碼，則退出 if ((endIn1000) { return ERR_AUX_PARAERR; //參數(shù)錯(cuò)誤，字符串拼接過長 } } //拼接MPOS for (i=0;i1000) { return ERR_AUX_PARAERR; //參數(shù)錯(cuò)誤，字符串拼接過長 } } //拼接AXISSTATUS for (i=0;i1000) { return ERR_AUX_PARAERR; //參數(shù)錯(cuò)誤，字符串拼接過長 } } int32 ostart,istart,iend,oend; //一次最多32個(gè) bool addflag; addflag=false; int32 temp; //一次最多32個(gè) int32 temp2; //一次最多32個(gè) temp=endIn-startIn+1; if (temp%32 == 0) { temp=temp/32; } else { temp=temp/32+1; } //拼接IN for (i=0;iendIn) { iend=endIn; } //生成命令 sprintf(tempbuff, "IN(%d,%d),", istart,iend); strcat(cmdbuff, tempbuff);//字符串拼接 if (strlen(cmdbuff)>1000) { return ERR_AUX_PARAERR ; //參數(shù)錯(cuò)誤，字符串拼接過長 } } temp2=endOut-startOut+1; if (temp2%32 == 0) { temp2=temp2/32; } else { temp2=temp2/32+1; } //拼接OUT for (i=0;iendOut) { oend=endOut; } //生成命令 sprintf(tempbuff, "OUT(%d,%d)", ostart,oend); strcat(cmdbuff, tempbuff);//字符串拼接 if (i1000) { return ERR_AUX_PARAERR; //參數(shù)錯(cuò)誤，字符串拼接過長 } } printf("拼接的字符串：n",cmdbuff); printf("%sn",cmdbuff); ret=ZAux_DirectCommand(handle,cmdbuff,cmdbuffAck,2048); if(ERR_OK != ret) { return ret; } //printf("%sn",cmdbuffAck); //printf("%dn",strlen(cmdbuffAck)); // if(0 == strlen(cmdbuffAck)) { return ERR_NOACK; } float ftempbuff[200]; int itempbuff[200]; ZAux_TransStringtoFloat(cmdbuffAck,iaxisNum*2,ftempbuff);//字符串轉(zhuǎn)換為浮點(diǎn)數(shù) //DPOS輸出 for(i=0;i0) ) { j++; } //轉(zhuǎn)換成位 tempval=d_in[j]>>(i-32*j); printf(" IN(%d):%d",i,tempval &(0x01)); if (((i%8)==0)&&(i>0) ) { printf("n"); } } printf("n"); printf("獲取到的輸出口狀態(tài)：n"); j=0; for (i=0;i<=33;i++) { if (((i%32)==0)&&(i?>0) ) { j++; } //轉(zhuǎn)換成位 tempval=d_out[j]>>(i-32*j); printf(" OUT(%d):%d",i,tempval &(0x01)); if (((i%8)==0)&&(i>0) ) { printf("n"); } } printf("n"); Sleep(20000); ret = ZAux_Close(handle); //關(guān)閉連接 commandCheckHandler("ZAux_Close", ret) ;//判斷指令是否執(zhí)行成功 printf("connection closed!n"); handle = NULL; return 0; }

（2）一行命令執(zhí)行多條不同類型緩沖指令

一般點(diǎn)膠行業(yè)、木工行業(yè)用的較多的是連續(xù)軌跡，連續(xù)軌跡之間有插入緩沖輸出，如果把運(yùn)動(dòng)和連續(xù)軌跡分開發(fā)送的話，難免會(huì)有局限性，可以通過自己單獨(dú)封裝運(yùn)動(dòng)函數(shù)，來達(dá)到一行命令執(zhí)行多個(gè)函數(shù)的效果。

例：假設(shè)控制一個(gè)XY兩軸平臺(tái)，從坐標(biāo)點(diǎn)（0，0），（100，0）（輸出口0輸出50ms） → （100，100）（輸出口0輸出50ms） → （0，100）（輸出口0輸出50ms） → （0，0）（輸出口0輸出50ms）的軌跡，則可以通過自己封裝，用一條函數(shù)，快速發(fā)送下去。

一行命令執(zhí)行多個(gè)函數(shù)程序如下：

// test1.cpp : 定義控制臺(tái)應(yīng)用程序的入口點(diǎn)。 // #include "stdafx.h" #include #include "zmotion.h" #include "zauxdll2.h" void commandCheckHandler(const char *command, int ret) { if (ret)//非0則失敗 { printf("%s fail!return code is %dn", command, ret); } } /************************************************************* Description: //我的自定義運(yùn)動(dòng)函數(shù) Input: //handle 卡鏈接 iMoveLen 填寫的運(yùn)動(dòng)長度 iaxisNum 參與運(yùn)動(dòng)總軸數(shù) iaxislist 軸號(hào)列表 fPoslist 距離列表 iout 緩沖輸出口 outlist 緩沖輸出列表(每條運(yùn)動(dòng)，決定是否輸出，0為不輸出，1為在運(yùn)動(dòng)后輸出) outtime 緩沖輸出時(shí)間 Output: // Return: //錯(cuò)誤碼 *************************************************************/ int Demo_Direct_MyMoveABS(ZMC_HANDLE handle,int iMoveLen,int iaxisNum, int* iaxislist, float* fPoslist,int iout,int *outlist,int outtime) { char cmdbuff[2048]; char tempbuff[2048]; char cmdbuffAck[20480]; //若傳進(jìn)來的地址為空，則退出 int ret=0; int i; //先讀取剩余直線緩沖 int iBuffLen = 0; ret = ZAux_Direct_GetRemain_LineBuffer(handle,iaxislist[0],&iBuffLen); if(iBuffLen <= iMoveLen*2) { return 1002; //運(yùn)動(dòng)緩沖不夠 } //生成命令 sprintf(cmdbuff, "BASE("); //拼接運(yùn)動(dòng)軸列表 for (i=0;i1000) { return ERR_AUX_PARAERR; //參數(shù)錯(cuò)誤，字符串拼接過長 } } sprintf(tempbuff,"%d)n",iaxislist[i]);//生成對(duì)應(yīng)命令的字符串 strcat(cmdbuff,tempbuff); //拼接運(yùn)動(dòng) for (i=0;i1000) { return ERR_AUX_PARAERR; //參數(shù)錯(cuò)誤，字符串拼接過長 } ret=ZAux_DirectCommand(handle,cmdbuff,cmdbuffAck,2048); return ret; } int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[]) { char *ip_addr = (char *)"127.0.0.1"; //控制器IP地址 ZMC_HANDLE handle = NULL; //連接句柄 int ret = ZAux_OpenEth(ip_addr, &handle); //連接控制器 if (ERR_SUCCESS != ret) { printf("控制器連接失敗!n"); handle = NULL; Sleep(2000); return -1; } printf("控制器連接成功！n"); ret =ZAux_Direct_SetAtype(handle,0,1);//設(shè)置軸0軸類型為1 commandCheckHandler("ZAux_Direct_SetAtype", ret) ;//判斷指令是否執(zhí)行成功 ret =ZAux_Direct_SetAtype(handle,1,1);//設(shè)置軸1軸類型為1 commandCheckHandler("ZAux_Direct_SetAtype", ret) ;//判斷指令是否執(zhí)行成功 ret =ZAux_Direct_SetUnits(handle,0,100);//設(shè)置軸0脈沖當(dāng)量為100 commandCheckHandler("ZAux_Direct_SetUnits", ret) ;//判斷指令是否執(zhí)行成功 ret =ZAux_Direct_SetUnits(handle,1,100);//設(shè)置軸1脈沖當(dāng)量為100 commandCheckHandler("ZAux_Direct_SetUnits", ret) ;//判斷指令是否執(zhí)行成功 ret =ZAux_Direct_SetAccel(handle,0,500);//設(shè)置軸0加速度 commandCheckHandler("ZAux_Direct_SetAccel", ret) ;//判斷指令是否執(zhí)行成功 ret =ZAux_Direct_SetAccel(handle,1,500);//設(shè)置軸1加速度 commandCheckHandler("ZAux_Direct_SetAccel", ret) ;//判斷指令是否執(zhí)行成功 ret =ZAux_Direct_SetDecel(handle,0,500);//設(shè)置軸0減速度 commandCheckHandler("ZAux_Direct_SetDecel", ret) ;//判斷指令是否執(zhí)行成功 ret =ZAux_Direct_SetDecel(handle,1,500);//設(shè)置軸1減速度 commandCheckHandler("ZAux_Direct_SetDecel", ret) ;//判斷指令是否執(zhí)行成功 ret =ZAux_Direct_SetDpos(handle,0,0);//設(shè)置軸0 DPOS清0 commandCheckHandler("ZAux_Direct_SetDpos", ret) ;//判斷指令是否執(zhí)行成功 ret =ZAux_Direct_SetDpos(handle,1,0);//設(shè)置軸1 DPOS清0 commandCheckHandler("ZAux_Direct_SetDpos", ret) ;//判斷指令是否執(zhí)行成功 ret =ZAux_Direct_SetSpeed(handle,0,100);//設(shè)置軸0速度 commandCheckHandler("ZAux_Direct_SetDecel", ret) ;//判斷指令是否執(zhí)行成功 ret =ZAux_Direct_SetSpeed(handle,1,100);//設(shè)置軸1速度 commandCheckHandler("ZAux_Direct_SetDecel", ret) ;//判斷指令是否執(zhí)行成功 ret =ZAux_Direct_SetMerge(handle,0,1);//設(shè)置開啟連續(xù)插補(bǔ)（開啟主軸的即可，如軸0，軸1插補(bǔ)，軸0為主軸，主軸號(hào)取決于連續(xù)插補(bǔ)運(yùn)動(dòng)指令軸列表的第一個(gè)軸號(hào)） int axis[2]={0,1}; float POS[12]={0,0,0,100,100,100,100,0,0,0}; int otlist[5]={0,1,1,1,1}; ZAux_Trigger(handle);//觸發(fā)示波器 ret = Demo_Direct_MyMoveABS(handle,5,2,axis,POS,0,otlist,50);// commandCheckHandler("Demo_Direct_MyMoveABS", ret) ;//判斷指令是否執(zhí)行成功 Sleep(20000); ret = ZAux_Close(handle); //關(guān)閉連接 commandCheckHandler("ZAux_Close", ret) ;//判斷指令是否執(zhí)行成功 printf("connection closed!n"); handle = NULL; return 0; }

示波器采樣波形如圖所示：

本次，正運(yùn)動(dòng)技術(shù)全國產(chǎn)EtherCAT運(yùn)動(dòng)控制邊緣控制器（二）：統(tǒng)一的上位機(jī)API接口，就分享到這里。

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審核編輯 黃宇