#ifndef PROTOCOL_H #define PROTOCOL_H #include "main.h" #include "usart.h" #include #ifdef USE_ELOG #define LOG_TAG "motor" #include #else // 重定向log_e等函数到printf，并自动添加换行符 #define log_e(format, ...) printf(format "\r\n", ##__VA_ARGS__) #define log_i(format, ...) printf(format "\r\n", ##__VA_ARGS__) #define log_d(format, ...) printf(format "\r\n", ##__VA_ARGS__) #define log_w(format, ...) printf(format "\r\n", ##__VA_ARGS__) #endif // 帧头帧尾定义 #define FRAME_HEADER 0xA55A5AA5 #define FRAME_TAIL 0x5AA5A55A #define READ_ACK_TIMEOUT 50 #define ACK_OK 0x0000 #define ACK_FAILED 0x0001 #define ACK_OTHER 0x0002 // 功能码定义 #define HOST_CMD_STATUS_QUERY 0x0001 // 状态查询 #define HOST_CMD_VALVE_CTRL 0x0002 // 三通阀控制 #define HOST_CMD_PUMP_RUN_TIME 0x0003 // 泵运行时长控制 #define HOST_CMD_PUMP_RUN_SPEED 0x0004 // 泵运行速度设置 #define HOST_CMD_SOFT_STOP 0x0005 // 软急停功能 #define HOST_CMD_PUMP_RUN_STEP 0x0006 // 泵步进设置 #define HOST_CMD_SYSTEM_INIT 0x0007 // 系统初始化 #define CMD_BR_SET 0x0008 // 波特率设置 #define CMD_PR_SET 0x0009 // 通信协议设置 #define PUMP_SPEED_RPS 240//速度单位为1/240 rps #define PUMP_ACCEL_RPS 6//加速度单位为1/6 rps/s #define PUMP_DECEL_RPS 6//减速度单位为1/6 rps/s #define PUMP_SPEED_RPS_MAX 50// // 命令帧错误码定义 typedef enum { CMD_FRAME_OK = 0, CMD_FRAME_HEADER_ERROR = -1, CMD_FRAME_TAIL_ERROR = -2, CMD_FRAME_CHECK_ERROR = -3, CMD_FRAME_CMD_ERROR = -4, } CmdFrameError_t; // MOONS’驱动器支持的Modbus功能码如下： // 0x03：读取保持寄存器 // 0x06：写单个寄存器 // 0x10：写多个寄存器 #define RTU_FUNC_READ_HOLD_REG 0x03 // 读取保持寄存器 #define RTU_FUNC_READ_INPUT_REG 0x04 // 读取输入寄存器 #define RTU_FUNC_WRITE_REG 0x06 // 写单个寄存器 #define RTU_FUNC_WRITE_MULTI_REG 0x10 // 写多个寄存器 /*寄存器4001告警代码 报警代码用来表示驱动器当前的报警信息，用户可以通过查询报警代码寄存器了解具体的报警信息。报 警代码寄存器的每一位代表不同的报警信息，当某一位被置1时表示驱动器正处于该位定义的报警状态， 具体每一位的定义可参考下表： 0 位置误差超限 1 CCW方向禁止限位 2 CW方向禁止限位 3 驱动器过温 4 驱动器内部电压错误 5 驱动器过压 6 驱动器欠压 7 驱动器过流 8 电机绕组开关 9 电机编码器信号错误 10 通讯异常 11 参数保存失败 12 在电机未使能时命令其运转 13 电机重载状态 14 调用的Q程序段为空 15 存储器错误 */ // 使用联合体表示 // 告警寄存器联合体定义 typedef union { struct { uint16_t position_error:1; // 位0: 位置误差超限 uint16_t ccw_limit:1; // 位1: CCW方向禁止限位 uint16_t cw_limit:1; // 位2: CW方向禁止限位 uint16_t over_temp:1; // 位3: 驱动器过温 uint16_t voltage_error:1; // 位4: 驱动器内部电压错误 uint16_t over_voltage:1; // 位5: 驱动器过压 uint16_t under_voltage:1; // 位6: 驱动器欠压 uint16_t over_current:1; // 位7: 驱动器过流 uint16_t winding_switch:1; // 位8: 电机绕组开关 uint16_t encoder_error:1; // 位9: 电机编码器信号错误 uint16_t comm_error:1; // 位10: 通讯异常 uint16_t param_save_failed:1; // 位11: 参数保存失败 uint16_t motor_disabled:1; // 位12: 在电机未使能时命令其运转 uint16_t motor_overload:1; // 位13: 电机重载状态 uint16_t empty_q_program:1; // 位14: 调用的Q程序段为空 uint16_t memory_error:1; // 位15: 存储器错误 } bits; uint16_t all; // 访问完整的16位寄存器 }AlarmCode_t; // 用于输出具体的告警信息字符串 static const uint8_t alarmInfo[16][50]={ "位置误差超限", "CCW方向禁止限位", "CW方向禁止限位", "驱动器过温", "驱动器内部电压错误", "驱动器过压", "驱动器欠压", "驱动器过流", "电机绕组开��", "电机编码器信号错误", "通讯异常", "参数保存失败", "在电机未使能时命令其运转", "电机重载状态", "调用的Q程序段为空", "存储器错误", }; /* 寄存器4002状态代码 状态代码用来表示驱动器当前的工作状态，用户可以通过查询状态寄存器了解具体的状态信息。状态代 码寄存器的每一位代表不同的状态信息，当某一位被置1时表示驱动器正处于该位定义的状态，具体每一 位的定义可参考下表。 位 说明 0 使能 1 采样中（软件示波器功能开启） 2 驱动器报故障 3 运动到位 4 运动中 5 点动运行中 6 减速中 7 等待输入信号（例如执行WI指令） 8 参数保存中 9 驱动器报警告 10 回原点中 11 等待时间（例如执行WT、WD指令） 12 内部使用 13 编码器检测中 14 Q程序运行中 15 初始化（步进系），伺服准备好（伺服系） */ typedef union { struct { uint16_t enable:1; // 位0: 使能 uint16_t sample:1; // 位1: 采样中（软件示波器功能开启） uint16_t fault:1; // 位2: 驱动器报故障 uint16_t position_reached:1; // 位3: 运动到位 uint16_t moving:1; // 位4: 运动中 uint16_t point_move:1; // 位5: 点动运行中 uint16_t decelerating:1; // 位6: 减速中 uint16_t wait_input:1; // 位7: 等待输入信号（例如执行WI指令） uint16_t parameter_save:1; // 位8: 参数保存中 uint16_t alarm:1; // 位9: 驱动器报警告 uint16_t return_home:1; // 位10: 回原点中 uint16_t wait_time:1; // 位11: 等待时间（例如执行WT、WD指令） uint16_t encoder_check:1; // 位12: 编码器检测中 uint16_t q_program_run:1; // 位13: Q程序运行中 uint16_t init:1; // 位14: 初始化（步进系），伺服准备好（伺服系） } bits; uint16_t all; } StatusCode_t; static const uint8_t statusInfo[16][60]={ "使能", "采样中（软件示波器功能开启）", "驱动器报故障", "运动到位", "运动中", "点动运行中", "减速中", "等待输入信号（例如执行WI指令）", "参数保存中", "驱动器报警告", "回原点中", "等待时间（例如执行WT、WD指令）", "内部使用", "编码器检测中", "Q程序运行中", "初始化（步进系），伺服准备好（伺服系）", }; // 位置控制，点对点模式 /* 设置加速度、减速度、速度和目标位置，对应MOONS’ SCL指令如下： +----------+----------+----------+--------------+--------------+--------------+--------------------------------------------------+ | SCL指令 | 设定数值 | 单位 | 寄存器地址 | 十六进制格式 | 写入寄存器值 | 说明 | | | | | | 寄存器地址 | | | +----------+----------+----------+--------------+--------------+--------------+--------------------------------------------------+ | AC | 100 | Rps/sec | 40028 | 001B | 600 | 预设置加速度为100，需要对寄存器40028 | | | | | | | | 写入600(0x0258) | +----------+----------+----------+--------------+--------------+--------------+--------------------------------------------------+ | DE | 100 | Rps/sec | 40029 | 001C | 600 | 预设置减速度为100，需要对寄存器40029 | | | | | | | | 写入600(0x0258) | +----------+----------+----------+--------------+--------------+--------------+--------------------------------------------------+ | VE | 1 | Rps | 40030 | 001D | 240 | 预设置速度为1，需要对寄存器40030写入 | | | | | | | | 240(0x00F0) | +----------+----------+----------+--------------+--------------+--------------+--------------------------------------------------+ | DI | 200000 | Counts | 40031,40032 | 001E,001F | 200000 | 预设定目标位置为200000，需要对40031和40032寄存器 | | | | | | | | 写入200000(0x00030D40) | +----------+----------+----------+--------------+--------------+--------------+--------------------------------------------------+ */ #define RTU_PUMP_CMD_AC 0x001B // 加速度 #define RTU_PUMP_CMD_DE 0x001C // 减速度 #define RTU_PUMP_CMD_VE 0x001D // 速度 #define RTU_PUMP_CMD_DI 0x001E // 目标位置 #define RTU_PUMP_CMD_HW 0x006C // 硬件版本40109 #define RTU_PUMP_CMD_BR 0x0094 //波特率BR，40149 #define RTU_PUMP_CMD_PR 0x0095 //通信协议PR，40150 #define RTU_PUMP_CMD_SPEED 0x000A //瞬时实际速度,40011 #define RTU_PUMP_CMD_POS 0x0008 //绝对位置,40009-40010 // 速度控制，慢跑Jogging模式 /* +----------+----------+----------+------------+--------------+--------------+--------------------------------------+----------+ | SCL指令 | 设定数值 | 单位 | 寄存器地址 | 十六进制格式 | 写入寄存器值 | 说明 | | | | | | | 寄存器地址 | | | | +----------+----------+----------+------------+--------------+--------------+--------------------------------------+----------+ | JA | 100 | Rps/sec | 40047 | 002E | 600 | 预设置加速度为100， | | | | | | | | | 需要对寄存器40047写600入600(0x0258) | | +----------+----------+----------+------------+--------------+--------------+--------------------------------------+----------+ | JL | 100 | Rps/sec | 40048 | 002F | 600 | 预设置减速度为100， | | | | | | | | | 需要对寄存器40048写入600(0x0258) | | +----------+----------+----------+------------+--------------+--------------+--------------------------------------+----------+ | JS | 10 | Rps | 40049 | 0030 | 2400 | 预设置速度为10， | (0x0960) | | | | | | | | 需要对寄存器40049写入2400 | | +----------+----------+----------+------------+--------------+--------------+--------------------------------------+----------+ */ #define RTU_PUMP_CMD_JA 0x002E // Jog加速度 #define RTU_PUMP_CMD_JL 0x002F // Jog减速度 #define RTU_PUMP_CMD_JS 0x0030 // Jog速度 /* 备注： 1. Modbus报文读写时，注意寄存器地址间的转换关系，如寄存器40125转换后为0x007C， 即 40125-40000-1=124(0x007C) 2. PR=5模式和PR=133模式的区别: 为了将目标位置DI=200000写入目标位置寄存器(40032 ,40031)，即向32位寄存器地址写入 200000(0x030D40) • 在PR=5，即Big Endian模式下，表示写入32位数据为高16位数据排放在内存的低地址端，低 16位数据排放在内存的高地址端 • 在PR=133，即Little Endian模式下，表示写入32位数据为低16位数据排放在内存的低地址端， 高16位数据排放在内存的高地址端 3. 速度、加/减速度寄存器参数设定值单位 • 速度类寄存器参数设定值单位为 1 240 rps • 加/减速度类寄存器参数设定值单位为 1 6 rps/s */ #define RTU_PUMP_CMD_CO 0x007C // 操作码，Command Opcode #define RTU_PUMP_CMD_SC 0x0002 // 状态寄存器 #define RTU_PUMP_CMD_AL 0x0001 // 告警寄存器 // valve /* +------------------------------------+------------+ | 指令名称 | 寄存器地址 | +------------------------------------+------------+ | 控制模式设置为CIA402模式 | 00B1h | +------------------------------------+------------+ | 运行模式设置为原点回归模式 | 03C2h | +------------------------------------+------------+ | 设置原点回归方式为17（负限位开关） | 0416h | | 或者18（正限位开关）两个选一个 | | +------------------------------------+------------+ | 设置寻找原点开关为10000（高速） | 0417h | +------------------------------------+------------+ | 设置寻找原点信号速度为1000（低速） | 0419h | +------------------------------------+------------+ | 设置回零加速度为200000 | 041Bh | +------------------------------------+------------+ | 使电机准备 | 0380h | +------------------------------------+------------+ | 使电机���能 | 0380h | +------------------------------------+------------+ | 使电机使能 | 0380h | +------------------------------------+------------+ | 使电机运行原点回归 | 0380h | +------------------------------------+------------+ */ #define VALVE_PULSE_PER_ROUND 10000 //阀门一圈的脉冲数 #define RTU_VALVE_CMD_CTL_MODE 0x00B1 // 阀门控制模式 #define RTU_VALVE_CMD_RUN_MODE 0x03C2 // 阀门运行模式 #define RTU_VALVE_CMD_PP_POS 0x03E7 // 阀门轮廓位置 #define RTU_VALVE_CMD_PP_SPEED 0x03F8 // 阀门轮廓速度 #define RTU_VALVE_CMD_PP_ACCEL 0x03FC // 阀门轮廓加速度 #define RTU_VALVE_CMD_PP_DECEL 0x03FE // 阀门轮廓减速度 #define RTU_VALVE_CMD_SC 0x0381 // 阀门运行状态 #define RTU_VALVE_CMD_AL 0x037F // 阀门运行告警 #define RTU_VALVE_CMD_POS 0x03C8 // 阀门运行位置，用户单位 #define RTU_VALVE_CMD_SPEED 0x03D5 // 阀门当前速度，用户单位/s，rpm #define RTU_VALVE_CMD_HOME_MODE 0x0416 // 阀门原点回归方式 #define RTU_VALVE_CMD_HOME_SWT_SPEED 0x0417 // 阀门回归寻找开关的速度 #define RTU_VALVE_CMD_HOME_ORI_SPEED 0x0419 // 阀门回归寻找���点的速度 #define RTU_VALVE_CMD_HOME_ACCEL 0x041B // 阀门回归加速度 #define RTU_VALVE_CMD_FUNC 0x0380 // 阀门控制 #define RTU_VALVE_CMD_HOME_TORQUE 0x0170 // 阀门原点回归堵转检测力矩 #define RTU_VALVE_CMD_HOME_TIME 0x0172 // 阀门原点回归堵转检测时间 #define RTU_VALVE_CFG_COMM_CIA402 0x0000 // 为CIA402模式 #define RTU_VALVE_CFG_MODE_HM 0x0006 // 原点回归模式(HM) #define RTU_VALVE_CFG_MODE_PP 0x0001 // 轮廓位置模式(PP) #define RTU_VALVE_CFG_PREPARE 0x0006 // 准备 #define RTU_VALVE_CFG_DISABLE 0x0007 // 失能 #define RTU_VALVE_CFG_ENABLE 0x000F // 使能 #define RTU_VALVE_CFG_RUN_ORIGIN 0x001F // 运行原点回归 // 错误码定义 typedef enum { ERR_NONE = 0x00, ERR_COMM = 0x01, ERR_CTRL = 0x02, // 其他错误码待定 } ErrorCode_t; // 设备状态相关定义 // 1. 下挂设备状态 typedef enum { SENSOR_OFFLINE = 0, SENSOR_ONLINE = 1 } SensorStatus; // 2. 三通阀角度 typedef enum { VALVE_ANGLE_120 = 120, VALVE_ANGLE_210 = 210 } ValveAngle; // 3. 泵状态 typedef enum { PUMP_STATUS_STOP = 0, PUMP_STATUS_CLOCKWISE = 1, PUMP_STATUS_ANTICLOCKWISE = 2 } PumpStatus; // 4. 泵速度范围 #define PUMP_SPEED_MIN 0 #define PUMP_SPEED_MAX 100 // 5. 气泡状态 typedef enum { BUBBLE_NONE = 0, BUBBLE_DETECTED = 1 } BubbleStatus; // 6. 急停按键状态 typedef enum { ESTOP_NORMAL = 0, ESTOP_PRESSED = 1 } EstopStatus_t; // 7. 初始化状态 typedef enum { INIT_IN_PROGRESS = 0, INIT_SUCCESS = 1, INIT_FAILED = 2 } InitStatus_t; // 三通阀结构体 typedef struct { uint8_t angle[2]; // 阀门角度 (120/210) } ValveStatus_t; // 泵结构体 typedef struct { uint8_t status[2]; // 泵运行状态 (停止/顺时针/逆时针) uint8_t speed[2]; // 泵速度百分比 (0-100)，设置值 } PumpStatus_t; // 设备状态结构体，用于上报HOST typedef struct { uint8_t sensorStatus; // 下挂设备状态 ValveStatus_t valves; // 两个三通阀状态 PumpStatus_t pumps; // 两个泵状态 uint8_t bubbleStatus; // 气泡状态 uint16_t activityMeter; // 活度计mCi uint8_t estopStatus; // 急停状态 uint8_t errorCode; // 错误码 uint8_t initStatus; // 初始化状态 } DeviceStatus_t; typedef struct { DeviceStatus_t ds; uint32_t valvesSpeed[2];//实时速度 uint8_t valvesSpeedPercent[2];//实时速度百分比 uint32_t valvesPos[2];//实时位置 uint32_t pumpsSpeed[2];//实时速度 uint8_t pumpsSpeedPercent[2];//实时速度百分比 uint32_t pumpsPos[2];//实时位置 uint16_t rst;//RTU命令执行结果 } SystemStatus_t;//包含需要上报的状态及附加状态 typedef struct { uint8_t name[20]; uint8_t id; uint32_t speed;//满速 uint32_t accel; uint32_t decel; uint16_t fullCount;//电机总步数，用于根据角度估算需要移动的步数 int16_t offsetPos;//电机偏移位置，用于补偿电机移动误差 uint8_t speedPercent;//设置速度百分比数，如100表示100% uint8_t torque;//堵转力矩百分比,堵转转矩阈值应大于找寻原点过程中的实际运行转矩，且一般应小于最大转矩，以避免触发堵转故障保护 uint8_t timeout;//回归超时时间，单位s } MotorDefaultParam_t; // 定义设备默认参数 typedef struct { MotorDefaultParam_t pump[2]; MotorDefaultParam_t valve[2]; } DeviceParam_t; extern DeviceParam_t dp; extern DeviceStatus_t deviceStatus; // 函数声明 void ProcessHostCommand(uint8_t *rxBuf, uint8_t rxLen); void runPumpDemo(void); void runValveDemo(void); void updateSystemStatus(void); void initCTLSystem(void); #endif // PROTOCOL_H