上海优爱宝驱动控制器RS232串口型UIM241使用手册.pdf

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1、 使用手册 UIM241XX 系列 RS232 指令控制 微型一体化步进电机控制驱动器 M41110923CN 第 2 页 UI Robot Technology Co. Ltd UIM24102/04/08 知识产权保护声明知识产权保护声明 使用UIROBOT产品前请注意以下三点： UIROBOT的产品均达到UIROBOT使用手册中所述的技术功能要求。 UIROBOT愿与那些注重知识产权保护的客户合作。 任何试图破坏UIROBOT器件代码保护功能的行为均可视为违反了知识产权保护法案和条列。如果这种行为导致在未经UIROBOT授 权的情况下，获取软件或其他受知识产权保护的成果，UIROBOT有

2、权依据该法案提起诉讼制止这种行为。 免责声明免责声明 本使用手册中所述的器件使用信息及其他内容仅为您提供便利，它们可能在未来版本中被更新。确保应用符合技术规范，是您自身应 负的责任。UIROBOT对这些信息不作任何形式的声明或担保，包括但不限于使用情况、质量、性能、适销性或特定用途的适用性的声 明或担保。UIROBOT对因这些信息及使用这些信息而引起的后果不承担任何责任。如果将UIROBOT器件用于生命维持和/或生命安全 应用，一切风险由买方自负。买方同意在由此引发任何一切伤害、索赔、诉讼或费用时，会维护和保障UIROBOT免于承担法律责任和 赔偿。未经UIROBOT同意，不得以任何方式转让任

3、何许可证。 商标和外观设计声明商标和外观设计声明 UIROBOT 的名称和徽标组合为 UIROBOT Ltd.在中国和其他国家或地区的注册商标。 UIROBOT的UIM24XXX系列步进电机（控制）驱动器和UIM25XX系列转换控制器外观设计均以申请专利保护。 UIM241XX 产品订购说明产品订购说明 在订购 UIM241XX 产品时请按以下格式提供产品号，以便我们准确及时地为您提供产品： UIM241XX 产品牌号产品牌号 注： 如果不需要该模块，可以省略该方框，如示例。 如果不填控制端口连接器，默认为 T（螺纹接线端子） 。 示例：UIM24104；UIM24104P-M；UIM2410

4、4P-M-S-E；UIM24104-S； 控制端口连接器示例: 标准螺纹接线端子台 压线式插拔端子 类别 UIM 电机控制 系列 241 RS232 指令控制 2 4 1 - - UIM - 02 = 2A; 04 = 4A; 08 = 8A 峰值电流 E =外部编码器闭环控制 IE =内部编码器闭环控制 可选模块 S =2 传感器端口 可选模块 M =高级运动控制 可选模块 T = 螺纹接线端子 P = 压线插拔端子 控制端口连接器 UI Robot Technology Co. Ltd. M41110923CN 第 3 页 UIM241XX 微型一体化步进电机控制驱动器微型一体化步进电机控

5、制驱动器 UIM24102 / 04 / 08 RS232 指令控制 微型一体化步进电机控制驱动器 微型一体化设计微型一体化设计 小体积 42.3 mm x 42.3 mm x 16.5 mm 与电机一体化设计，亦可分立工作 精密铸造铝合金机壳，坚固耐用，便于散热 电机驱动特性电机驱动特性 宽电压输入 1240VDC 电流输出 2A/4A/8A 可调相电流，指令调整 微步 116 细分 H 桥双极恒流，在线可控脱机/使能 细分和电流控制准确 通讯特性通讯特性 RS232 三线串口通讯 最高比特率 57600 DSP 嵌入式微处理系统嵌入式微处理系统 高性能 64 位计算精度硬件 DSP（数字信

6、号处 理）嵌入式微处理器系统 绝对位置记录/反馈，可指令或传感器复位 支持编码器，可实现自闭环控制 高级运动控制模块，线性 / 非线性加减速，S-曲 线位移，PT / PVT 位置控制 2 个传感器输入端口 8 种事件实时状态变化通知 6 种传感器事件触发 9 种预设实时控制动作 指令丰富，结构简单直观 智能控制、高容错，傻瓜型用户界面 简介简介 UIM24102 / 04/08 是使用 RS232 通讯协议的微型一体化步进电机控制驱动器。加上对应的法兰后，能直 接固定在 42 / 57 / 85 / 110 等系列的步进电机上。用户通过 RS232 指令操控 UIM241XX 控制驱动器。

7、指令结构简单，高容错。用户无需任何关于步进电机驱动的知识。 UIM241XX 控制驱动器可实现开环或者基于正交编码器的自闭环控制。其控制系统包括：通讯模块、基 本运动控制模块、绝对位置计数器、正交编码器界面以及事件变化通知模块。此外还有 3 个可选控制模 块：高级运动控制（线性 / 非线性加减速，S-曲线 PV / PVT 位置控制） 、编码器闭环控制模块和传感器 输入控制模块。实验证明使用高级运动控制模块，UIM241XX 能在 0.25 秒内将 57 电机从 0 加速到 4000 转 / 分。 控制驱动器内置高性能 DSP 嵌入式微处理系统，具备运动控制和实时状态变化通知功能，全部控制循环

8、 在 1 毫秒内完成。 控制驱动器外壳为全铝合金铸件，坚固耐用，散热性能好。使用方式见“控制驱动器安装示意图”。 M41110923CN 第 4 页 UI Robot Technology Co. Ltd UIM24102/04/08 接线端口接线端口 图图0-1: 接线端口接线端口 控制端口控制端口 端口端口 符号符号 说明说明 1 V+ 工作电压正极。电压：12 - 40V 直流 2 GND 工作电压地线，即 0V（工作电压正负极不可接错） 3 RX 上位机串口的 RX 引脚。DB9 插头的引脚 2；DB25 插头的引脚 3 4 TX 上位机串口的 TX 引脚。DB9 插头的引脚 3；DB

9、25 插头的引脚 2 5 GND 上位机串口的 GND。DB9 插头的引脚 5；DB25 插头的引脚 7 6 AG 传感器输入的模拟地 7 S1 传感器信号输入 1 8 S2 传感器信号输入 2 9 RST R232 通讯波特率重置 步进电机端口步进电机端口 端口端口 说明说明 A+ / A- 步进电机的 A 相接线。 B+ / B- 步进电机的 B 相接线。 警告：接错相将会永久性损坏驱动器！警告：接错相将会永久性损坏驱动器！ 同相的两根引线间电阻一般小于 100。不同相的引线间电阻大于几百 K，可以用万用表方便测得。 控制端口 电机端口 A+ A- B- B+ V+ GNDTXRXGNDA

10、GS1S2RST 为避免意外丢失，应随 时拧紧接线端子螺钉。 UI Robot Technology Co. Ltd. M41110923CN 第 5 页 UIM241XX 微型一体化步进电机控制驱动器微型一体化步进电机控制驱动器 典型接线典型接线 UIM241XX 驱动器接线非常简单。 由于采用 3 线制 RS232 接线方式，只要将驱动器的第 3 引脚（RX）与上位机的 RS232 串口的 RX 引脚 相接，将驱动器的第 4 引脚（TX）与上位机的 RS232 串口的 TX 引脚相接，将驱动器的第 5 引脚（GND） 与上位机的 RS232 串口的 GND 引脚相接即可。图 0-2 中给出

11、的接线方式针对的是主机串口为 9 针公接 口的情况。如果是其他接口，只要接线符合上述三条规则即可。用户可以使用现有的 RS232 缆线或自己 改装的缆线。 传感器 1 和传感器 2 的信号线接到端子 7 和 8。传感器的信号地接到端子 6。 同时请注意： 传感器的电源需用户自行解决。 传感器输入电压（相对于端口 6）不可超过 5.3V 或者低于-0.3V 使用正交编码器时，A 相接 S1 端口，B 相接 S2 端口，地线接 AG 端口。 图图0-2: 典型接线方式典型接线方式 12 - 40VDC 电源 步进电机 母针 2 接 RX (UIM 端口 3) 母针 3 接 TX (UIM 端口 4

12、) 母针 5 接 GND (UIM 端口 5) UIM241XX 控制驱动器 1 2 3 4 5 7 8 6 TX RX V+ GND GND AG S1 S2 传感器 1 传感器 2 A+A-B-B+ 9 端口 9 用于重置 RS232 波特率 （见 3.4 章） RST M41110923CN 第 6 页 UI Robot Technology Co. Ltd UIM24102/04/08 指令总表指令总表 指令指令 说明说明 反馈信息头反馈信息头 信息标识码信息标识码 BDR=X; 设置 RS232 通讯波特率0xAA 0xBD MDL; 查询驱动器型号/模块/固件版本0xCC 0xDE

13、 MCFG=X; 设置主配置寄存器0xAA 0xB0 MCFG; 查询当前主配置寄存器数值0xAA 0xB0 ENA; 步进电机驱动电路使能0xAA N/A OFF; 步进电机驱动电路禁止0xAA N/A CUR=X; 设置电流值 0xAA N/A ACR=X; 设置电流减半 0xAA N/A MCS=X; 设置细分值 0xAA N/A DIR=X; 设置方向(已过时,不建议使用)0xAA N/A ORG; 设置原点 0xCC 0xB0 SPD=X; 设置期望速度值，正负决定转向0xAA 0xB5 SPD; 查询当前速度值 0xCC 0xB2 STP=X; 设置期望位移增量，正负决定转向0xA

14、A 0xB6 STP; 查询当前位移增量0xCC 0xB3 POS=X; 设置期望绝对位置 ，正负决定转向0xAA 0xB7 POS; 查询当前绝对位置0xCC 0xB0 FBK; 查询运动/工作状态0xCC N/A MACC=X; 设置加速度 0xAA 0xB1 MACC; 查询加速度 0xAA 0xB1 MDEC=X; 设置减速度 0xAA 0xB2 MDEC; 查询减速度 0xAA 0xB2 MMSS=X; 设置最大启动速度0xAA 0xB3 MMSS; 查询最大启动速度0xAA 0xB3 MMDS=X; 设置最大瞬停速度0xAA 0xB3 MMDS; 查询最大瞬停速度0xAA 0xB3

15、 SCFG=X; 设置传感器控制寄存器0xAA 0xC0 SCFG; 查询传感器控制寄存器0xAA 0xC0 SFBK; 查询传感器状态 0xCC 0xC1 STORE; 存储运动参数 0xAA 0xD1 QER=X; 设置编码器每圈线数0xAA 0xC2 QER; 查询编码器每圈线数0xAA 0xC2 QEC=X; 设置期望编码器位移，正负决定转向0xAA 0xB8 QEC; 查询当前编码器位移0xCC 0xB1 UI Robot Technology Co. Ltd. M41110923CN 第 7 页 UIM241XX 微型一体化步进电机控制驱动器微型一体化步进电机控制驱动器 性能指标性

16、能指标 绝对最大值（注绝对最大值（注 1） 供电电压. 10V 至 40V 传感器输入引脚相对于 GND 的电压. -0.3V 至+5.3V 传感器输入最大灌电流. 20 mA 传感器输入最大拉电流. 20 mA RS232 RX 相对于 GND 的电压. -25V 至+25V RS232 TX 相对于 GND 的电压 -13.2V 至+13.2V 偏置电压下的环境温度 -20C 至+85C 储存温度 -50C 至+150C 注 1：如果器件工作条件超过上述“绝对最大值”，可能会对器件造成永久性损坏。上述值仅为运行条件极大值，建议不要使器 件在该规范规定的范围以外运行。器件长时间工作在最大值条

17、件下，其稳定性会受到影响。 工作电气性能（环境温度工作电气性能（环境温度 25时）时） 供电电压 12V 40VDC 输出电流 峰值 2A / 4A / 8A 每相 （指令可调） 驱动方式 恒相流 PWM 控制 励磁方式 整步，半步，4 细分，8 细分，16 细分 通讯方式（环境温度通讯方式（环境温度 25时）时） 通讯协议 RS232 物理连接 三线制：TX、RX、GND 通讯波特率 最大 57600 bps; 用户指令可调, 可复位到出厂设置 9600 使用环境及参数使用环境及参数 冷却方式 自然冷却 使用场合 避免粉尘、油雾及腐蚀性气体 使用温度 -40 C 85 C 使用湿度 低 变化

18、时 2 传感器 1 上升沿 0xA1 传感器 1 电平发生：低 高 变化时 3 传感器 2 下降沿 0xA2 传感器 2 电平发生：高 低 变化时 4 传感器 2 上升沿 0xA3 传感器 2 电平发生：低 高 变化时 5 超出阈值上限 0xA1* 模拟量输入大于用户预设的阈值上限时 6 低于阈值下限 0xA0* 模拟量输入小于用户预设的阈值下限时 7 位移控制到位 0xA8 位移控制执行完毕到达指定位移电机停止时 8 原点到位 0xA9 脉冲记数器或者编码器计数 到达零位时 注: * 当用户将 S1 配置为模拟量时，0xA1 表示事件 5，否则 0xA1 表示事件 2。 * 当用户将 S1

19、配置为模拟量时，0xA0 表示事件 6，否则 0xA0 表示事件 1。 4.2 使能使能 / 禁止状态变化通知禁止状态变化通知 所有实时状态变化通知可被指令使能或者禁止。 使能和禁止是通过写主配置寄存器的 ORGIE（MCFG ） 、STPIE（MCFG ） 、S2IE（MCFG ）以及 S1IE（MCFG ）来实现的。配置方法请参阅 4.1 节主配置寄存器。 注意，用户还需配置传感器功能寄存器 S12CON、S34CON 和 ATCON 来最终实现上述 1 到 8 项所述事 件。具体参见传感器控制传感器控制一章。 UI Robot Technology Co. Ltd. M41110923C

20、N 第 17 页 UIM241XX 微型一体化步进电机控制驱动器微型一体化步进电机控制驱动器 5.0 软硬件的指令配置软硬件的指令配置 为了最大限度提高 UIM241XX 控制驱动器的控制灵活性，其硬件和固件是可以通过用户指令加以配置的。 用户可以通过指令的形式将所期望的配置写入相应的配置寄存器。UIM241XX 提供 4 个配置寄存器：主 配置寄存器，传感器控制寄存器 S12CON、模拟量阈值上限和下限寄存器。这一章提高主要介绍最基本 软硬件配置寄存器主配置寄存器。其余的 3 个配置寄存器将在传感器输入控制一章详述。 5.1 主配置寄存器主配置寄存器 UIM241XX 有一个主配置寄存器用以

21、使能或禁止系统的主要硬件、控制模式和实时状态变化通知信息。一 但配置完成，主配置寄存器的参数会立刻生效并且自动存入控制器上 EEPROM，掉电不会丢失。该存入 过程不影响控制的实时性。 主配置寄存器由 16 位组成，结构如下： MCFG 寄存器位定义寄存器位定义 位 15 1413 12 11109 8 765 4 3 2 1 0 定义 ANE CHSQEI X QEMCMAMDMXXORGIE STPIE X X S2IES1IE 位 15 ANE 使能使能/禁止传感器端口的模拟量输入禁止传感器端口的模拟量输入 0 = 禁止模拟输入，所有传感器端口配置为数字信号输入 1 = 使能模拟输入，S

22、1 端口可接受模拟信号输入 位 14 CHS 模拟量输入端口选择模拟量输入端口选择 0 = 模拟量输入端口为 S1 1 = 模拟量输入端口为 S3（只适用于 UIM242XX） 注意：由于 UIM241XX 只有两个传感器输入端口 S1 和 S2，所以该位必须为 0。 位 13 QEI 正交编码器使能正交编码器使能 0 = 禁止编码器 1 = 使能编码器 位 12 保留，读作保留，读作 0。写入被忽略。写入被忽略。 位 11 QEM 使用正交编码器作为自闭环控制的位移反馈使用正交编码器作为自闭环控制的位移反馈 0 = 不使用正交编码器作为位移反馈输入，开环控制， 1 = 使用正交编码器作为位移

23、反馈输入，闭环控制 位 10 CM 运动控制模式运动控制模式 0 = 禁止高级运动控制模块，使用基本运动控制 1 = 如果具备高级运动控制模块，则使能高级运动控制模块 位 9 AM 加速度输入方式加速度输入方式 0 = 数值输入：输入值被认为是每秒增加的速度，单位是 pps/sec（脉冲/平方秒） 1 = 时间输入：输入值被认为由当前速度加速到期望速度的允许时间，单位是毫秒 位 8 DM 减速度输入方式减速度输入方式 0 = 数值输入：输入值被认为是每秒减小的速度，单位是 pps/sec（脉冲/平方秒） 1 = 时间输入：输入值被认为由当前速度减速到期望速度的允许时间，单位是毫秒 位 7-6

24、保留，读作保留，读作 0，写入被忽略。，写入被忽略。 位 5 ORGIE 到达原点状态变化通知到达原点状态变化通知 0 = 禁止原点状态变化通知 1 = 使能原点状态变化通知，如果脉冲记步器或者编码器计数到达原点，自动发回一个信息。 位 4 STPIE 位移指令（位移指令（STP/POS/QEC）执行完毕变化通知）执行完毕变化通知 0 = 禁止位移指令执行完毕变化通知 1 = 使能位移指令执行完毕变化通知。位移指令执行完毕，自动发回一个信息。 M41110923CN 第 18 页 UI Robot Technology Co. Ltd UIM24102/04/08 位 3-2 保留，读作保留，

25、读作 0。写入被忽略。写入被忽略。 位 1 S2IE 传感器传感器 S2 状态变化通知状态变化通知 0 = 禁止传感器 S2 状态变化通知 1 = 使能传感器 S2 状态变化通知 位 0 S1IE 传感器传感器 S1 状态变化通知状态变化通知 0 = 禁止传感器 S1 状态变化通知 1 = 使能传感器 S1 状态变化通知 5.2 主配置寄存器设置指令（主配置寄存器设置指令（MCFG） MCFG = x; 指令功能指令功能 设定主配置寄存器数值 x。 变量范围变量范围 整数 x = 0、1 65535, 或者 16 进制数 x= 0x0000 0xFFFF ACK 信息信息 0xAA 0x00

26、0xB0 CFG2 CFG1 CFG0 0xFF 相关备注相关备注 0xB0 是 MCFG 的信息标识码。 CFG2 CFG0 表示主配置寄存器数值。转换方式参见图 2-1。 如采用整数输入，用户需首先将上述主配置寄存器的各位填写 0 或者 1，然后再 将得到的 16 位二进制数转成十进制数，然后将得到的十进制数填入语法结构中 x 的位置。如果采用 16 进制输入，则该 16 进制数必须以“0x”开头。 相关示例相关示例 用户发送 : MCFG34611; 或者 MCFG0x8733； ACK 反馈: 0xAA 0x00 0xB0 0x02 0x0E 0x33 0xFF 解 释: 将 0x02

27、 0x0E 0x33 转换为 16 位 (2 个 8 位字节) 数据后得到： 0x8733 （10 进制的 34611） 。 5.3 查询主配置寄存器查询主配置寄存器 MCFG; 指令功能指令功能 查询当前主配置寄存器数值。 变量范围变量范围 无 ACK 信息信息 0xAA 0x00 0xB0 CFG2 CFG1 CFG0 0xFF 相关备注相关备注 0xB0 是 MCFG 的信息标识码。 CFG2 CFG0 是信息数据，采用 7 位字节数据结构表示 16 位数据（图 2-1） 。 UI Robot Technology Co. Ltd. M41110923CN 第 19 页 UIM241XX

28、 微型一体化步进电机控制驱动器微型一体化步进电机控制驱动器 6.0 基本功能和指令基本功能和指令 UIM241XX 控制驱动器的控制指令非常丰富，基本的控制指令有如下几条： 指令符指令符 功能功能 示例示例 1 ENA 驱动使能指令 ENA; 2 OFF 驱动脱机指令 OFF; 3 CUR 电流设定 CUR=17;或者 CUR17; 4 MCS 微步细分选择 MCS16; 5 ACR 自动电流消减使能/禁止 ACR=1; 或者 ACR1; 6 DIR 电机转向设定 DIR0; 7 SPD 转速设定 SPD65000; 或者 SPD-65000; 8 STP 相对位移设定 STP -30000;

29、 9 FBK 电机工作现状查询 FBK; 10 ORG 位置记数器清零指令 ORG; 11 POS 位置设置 / 查询指令 POS+20000000; 以上基本控制指令同时适用于基本运动控制（无加减速和 S-曲线位移控制）和高级运动控制。用户通过 MCFG 指令设置主配置寄存器来决定基本运动控制还是高级运动控制。 本章将先介绍 UIM241XX 的电机运动控制模式作一简要说明，然后对上述指令作详细介绍。 M41110923CN 第 20 页 UI Robot Technology Co. Ltd UIM24102/04/08 6.1 运动控制简介运动控制简介 UIM241XX 的运动控制模式分

30、为三种：速度追踪，位置追踪，以及速度位置追踪。 速度追踪速度追踪 Velocity Tracking (VT) 在该模式下，UIM241XX 将控制电机的转速，达到用户设定的期望转速。 图图6-1 速度控制速度控制 在使用 VT 模式时，需要注意以下几点： 速度值的正负决定了电机的转向。因此，如果使用指令 SPD=1000；或者 SPD=+1000；都会让电 机以正向 1000pps 的速度转动。同样的，如果使用指令 SPD= -1000（负 1000） ，则会让电机以反 向 1000pps 的速度转动。 虽然 UIM241 提供方向指令 DIR，但是由于 SPD 指令的正负已经可以决定电机的

31、转向，所以 DIR 不 再有实际使用意义，请避免使用请避免使用 DIR 指令。指令。值得注意的是，如果 DIR 指令在 SPD 指令之后使用， 仍然可以改变电机转动方向。 如果配备了高级运动控制模块，用户可以使用线性或者非线性加减速来控制速度。详情前参阅高级运动控 制一章。如果没有配备高级运动控制模块，则电机速度在驱动器收到 SPD 指令的瞬间切换到输入的期望 速度。 位置追踪位置追踪 Position Tracking (PT) 在 PT 模式下，UIM241 将控制电机的转速以逼近期望转速，并在达到设定位移时停止。用户在设定了期 望转速后，可以连续或者间断地输入期望位置/位移（可以是绝对位

32、置，也可以是增量位移） 。UIM241 在 保证精确到达用户设置的位置/位移的前提下，最大限度逼近期望速度。 从图 6-2 可以看出，一旦接收到 POS，STP 或者 QEC 等位移控制指令，UIM241 自动转入位置控制模式， 直到接到位移控制终止指令 STP0； 。 （STP 本身是增量位移控制指令。按正常逻辑，发送 STP0；将位移 增量设置为 0，即可解释为不需要移动。既然不需要移动，却又发送需要移动的指令，这本身是矛盾的。 故而，UIM241 将此指令解释为要求退出位置控制模式，并且进入速度控制模式） 在位置控制模式下，电机的实际运转速度和方向取决于期望位置和实际位置的偏差。而不受期

33、望速度的影 响。在期望速度的正负（速度矢量）和由位置偏差计算得到的方向矛盾时，以位置偏差矢量决定方向，但 是取期望速度的绝对值最为电机的转动速度。 T（时间） 转速 当前转速 此时收到指令 SPD=1000; 1000 没有高级运动控制时，直接加速 有高级运动控制时，线性/非线性加速 T（时间） 转速 当前转速 此时收到指令 SPD= - 1000; -1000 没有高级运动控制时，直接减速 有高级运动控制时，线性/非线性减速 UI Robot Technology Co. Ltd. M41110923CN 第 21 页 UIM241XX 微型一体化步进电机控制驱动器微型一体化步进电机控制驱动

34、器 图图6-2 位置追踪控制（没有使用加减速）位置追踪控制（没有使用加减速） T（时间） 位置 T（时间） 电机 实际 转速 0 收到 SPD1000; 0 1000 收到 POS2000; 位置到达 2000 收到 ORG; 收到 ENA; 收到 POS -2000; 编号编号 用户操作用户操作 或或 控制事件控制事件 控制模式期望位置当前位置 位置偏差 控制模式期望位置当前位置 位置偏差 期望值减去 当前值 期望值减去 当前值 期望速度期望速度 电机电机 方向方向 电机电机 当前速度当前速度 1 上电 速度 0 保存位置-保存位置 0 1 0 2 使能 速度 0 保存位置-保存位置 0 1

35、 0 3 设置原点 速度 0 0 0 0 1 0 4 设置位置 位置 2000 0 2000 0 1 0 5 设置速度 位置 2000 0 2000 1000 1 1000 6 到达位置 位置 2000 2000 0 1000 1 0 7 设置位置 位置 -2000 2000 -4000 1000 0 1000 8 到达位置 位置 -2000 -2000 0 1000 0 0 9 设置速度 位置 -2000 -2000 0 -2000 0 0 10 设置位置 位置 1000 -2000 3000 -2000 1 2000 11 到达位置 位置 1000 1000 0 1000 1 0 12 终

36、止位置控制 速度 1000 1000 0 0 1 0 13 脱机 速度 0 1000 -1000 0 1 0 1 2 3 位置到达 -2000 收到 SPD -2000; 4 5 678910111213 收到 POS 1000; 位置到达 1000 收到 STP0; 收到 OFF; -2000 1000 2000 -1000 2000 M41110923CN 第 22 页 UI Robot Technology Co. Ltd UIM24102/04/08 位置速度追踪位置速度追踪 Position Velocity Tracking (PVT) 该模式是位置追踪模式的扩展。在该模式下，用户

37、可以同时输入期望位置以及到达该位置的速度。 UIM241 将控制电机的转速以逼近用户设定的转速，并在达到用户设定的位置时停止转动。用户可以连续 或间断地同时输入期望速度和期望位置/位移。三种模式的相互切换关系如下图所示： 图图6-3 运动控制模式切换运动控制模式切换 6.2 使能使能H桥指令（桥指令（ENA） ENA; 指令功能指令功能 步进电机 H 桥驱动电路使能。 变量范围变量范围 无 ACK 信息信息 见下文的基本指令确认 相关备注相关备注 只有使能了 H-桥电路，控制驱动器才能够驱动电机工作。 6.3 脱机指令（脱机指令（OFF） OFF; 指令功能指令功能 步进电机 H 桥驱动电路禁

38、止。 变量范围变量范围 无 ACK 信息信息 见下文的基本指令确认 相关备注相关备注 禁止步进电机驱动的 H-桥电路（即脱机） 。脱机后驱动器的绝大多数器件关闭， 包括场效应管。电机处于自由状态，逻辑电路正常工作。 上电 指令 ENA 1) H-桥禁止，逻辑电路工作 2) 可以接受，缓冲和处理指令 脱机状态 1) 逼近设定期望速度 2) 达到设定速度后，持续运行 3) 需要停止时，设定期望速度 为零 VT 速度追踪模式 1) 设定速度后,连续或间断设定位置(或增量位移) 1) 保证达到设定位置的前提下，逼近设定速度 2) 达到设定速度后，持续运行 3) 达到设定位置后停止 PT 位置追踪模式

39、指令 STP=x 指令 POS=x 或者 指令 QEC=x 指令 STP=0 2) 连续或间断设定速度和位置(或增量位移) 3) 保证达到设定位置的前提下，逼近设定期望速度 4) 达到设定速度后，持续运行 5) 达到设定位置后停止 PVT 位置速度追踪模式 指令 OFF SPD=x; POS=x; SPD=x; STP=x; 或者 SPD=x; QEC=x; 指令 STP=x 指令 POS=x 或者 指令 QEC=x UI Robot Technology Co. Ltd. M41110923CN 第 23 页 UIM241XX 微型一体化步进电机控制驱动器微型一体化步进电机控制驱动器 6.4

40、 电流设置指令（电流设置指令（CUR） CUR = x; 指令功能指令功能 设定控制驱动器的输出到电机的相电流值 x。 变量范围变量范围 整数 x = 0、1 80 ACK 信息信息 见下文的基本指令确认 相关备注相关备注 整数 080，分别代表 08.0 安培。电流值保存于 EEPROM，断电不丢失。 如果接收到的电流值不是以上 81 个整数中的一个，控制驱动器将通过 RS232 反 馈错误信息。指令被抛弃不执行。 6.5 待机电流消减指令（待机电流消减指令（ACR） ACR = x; 指令功能指令功能 使能/禁止控制驱动器的在电机停转时的自动电流消减功能 x。 变量范围变量范围 整数 x

41、= 0,1 ACK 信息信息 见下文的基本指令确认。 相关备注相关备注 ACR 是 Automatic Current Reduce 的简写。ACR = 1;该功能启用。ACR=0;该功 能禁止。使能时，电机停止转动后，控制驱动器自动将电机电流消减。该功能意 味着保持力矩的下降。输入值保存于 EEPROM，断电不丢失。 6.6 步进细分设置指令（步进细分设置指令（MCS） MCS = x; 指令功能指令功能 设定控制驱动器的微步细分数值 x。 变量范围变量范围 整数 x = 1, 2, 4, 8, 16 ACK 信息信息 见下文的基本指令确认 相关备注相关备注 实时更新细分数。MCS 是 Mi

42、crostepping（微步）的简写。x = 1, 2, 4, 8, 16 分别 代表 整步、半步、4、8 和 16 细分。输入值保存于 EEPROM，断电不丢失。 6.7 转向设置指令（转向设置指令（DIR） DIR = x; (已过时，不应该再使用 (已过时，不应该再使用) 指令功能指令功能 设定控制驱动器的期望转动方向 x。 变量范围变量范围 整数 x = 0, 1 ACK 信息信息 见下文的基本指令确认 相关备注相关备注 该指令仅为考虑兼容性才保留。该指令仅为考虑兼容性才保留。 速度值的正负或者位移设定值的正负决定方向。使用 DIR 设定方向后，如果再使 用 SPD，STP，POS 或

43、者 QEC 指令设定相应速度或位移将重新设定方向。SPD 等指令不加+或者-号时，系统认为是正向，因而 DIR 自动变成 1。电机的实际转 向还取决于电机和控制驱动器之间的连线方式。 M41110923CN 第 24 页 UI Robot Technology Co. Ltd UIM24102/04/08 6.8 原点原点/零位设定指令（零位设定指令（ORG） ORG; 指令功能指令功能 将绝对位移的计数器清零，以创建一个原点或者零位。 变量范围变量范围 无 反馈信息反馈信息 0xCC 0x00 0xB0 0x00 0x00 0x00 0x00 0x00 0xFF 相关备注相关备注 0xCC

44、表示收到反馈信息。 0xB0 是 ORG 的信息标识码。 绝对位移计数器清零后返回的是当前位移绝对值（POS = 0） 。 6.9 速度设置指令（速度设置指令（SPD） SPD = x; 指令功能指令功能 设定控制驱动器的期望速度数值 x。 变量范围变量范围 整数 x = - 65535-1, 0, 1 + 65535 ACK 信息信息 0xAA 0x00 0xB5 SPD2 SPD1 SPD0 0xFF 相关备注相关备注 0xAA 表示指令确认（ACK） 。 0xB5 是 期望速度 的信息标识码。 SPD2 SPD0 表示了电机的设置（期望）转速。转换方法参见图 2-1。单位: 脉 冲/秒，

45、PPS 或 Hz。速度数值的的正负决定了转向。设定速度后，使用 DIR 指令 可能改变转向。不指明 + 或者 - 号，默认为 +。 SPD 是 Speed（速度）的简写。 一旦使能了电机 H-桥，如果接收到速度设置指令 SPD=x（x 不为零） ，电机将立 刻开始转动，直到再次收到 SPD=0 指令。 相关示例相关示例 以步距角 1.8 度的电机为例，若速度设定为 100 pps，则 用户发送 ：SPD = 100； 当 MCS=1 ，电机转速 = 1.8 * 100 = 180 度/秒 = 30 rpm 当 MCS=16，电机转速 = 1.8 * 100 / 16 = 11.25 度/秒 =

46、 1.875 rpm 6.10 查询当前速度查询当前速度 SPD; 指令功能指令功能 查询当前电机速度。 变量范围变量范围 无 反馈信息反馈信息 0xCC 0x00 0xB2 SPD2 SPD1 SPD0 0xFF 相关备注相关备注 0xCC 表示当前状态反馈。 0xB2 是 当前速度 的信息标识码。 SPD2 SPD0 表示了电机的当前转速。转换方法参见图 2-1。单位: 脉冲/秒， PPS（Pulses per Second）或 Hz。速度数值的的正负表明了转向。 UI Robot Technology Co. Ltd. M41110923CN 第 25 页 UIM241XX 微型一体化步

47、进电机控制驱动器微型一体化步进电机控制驱动器 6.11 相对位移控制指令（相对位移控制指令（STP） STP = x; 指令功能指令功能 设定期望相对位移（增量）数值 x，即相对于当前位置的位移。 变量范围变量范围 整数 x = - 2,000,000,000-1, 0, 1 + 2,000,000,000 ACK 信息信息 0xAA 0x00 0xB6 STP4 STP3 STP2 STP1 STP0 0xFF 相关备注相关备注 0xAA 表示指令确认（ACK） 。 0xB6 是 期望位移增量 的信息标识码。 STP4 STP0 表示电机的设置（期望）的当前位移增量。转换方法参见图 2-2。

48、 相对位移以脉冲计数或者编码器计数来定义。实际发往电机的脉冲由相对位移计 数器控制。实际电机的转角还和微步细分数以及编码器每圈线数相关。 如果电机正在执行 STP 指令但尚未完成设定的步数时，又收到 STP=0；则电机 停止转动（即 SPD 被复位为 0） ，之前的 STP 指令被认为已完成。同时系统将跳 出位置控制模式进入速度控制模式。 如果电机已处于转动状态，再执行 STP 指令，之前的转动不被记录在 STP（相 对位移）计数器内。 相关示例相关示例 以步距角 1.8 度的电机为例，若相对位移设定为 200 pulse（步） ，不使用编码 器，则： 用户发送 ：STP 200； 当 MCS

49、=1 ，电机转动角度 = 1.8 * 200 = 360 度 当 MCS=16，电机转动角度 = 1.8 * 200 / 16 = 22.5 度 6.12 查询位移增量查询位移增量 STP; 指令功能指令功能 查询当前相对位移（增量）数值。 变量范围变量范围 无 反馈信息反馈信息 0xCC 0x00 0xB3 STP4 STP3 STP2 STP1 STP0 0xFF 相关备注相关备注 0xCC 表示当前状态反馈。 0xB3 是 当前位移增量 的信息标识码。 STP4 STP0 表示了电机的设置（期望）的当前位移增量。转换方法见图 2-2。 M41110923CN 第 26 页 UI Robot Technology Co. Ltd UIM24102/04/08 6.13 位置控制指令（位置控制指令（POS） POS=x; 指令功能指令功能 设置期望的位置 x（用于开环控制） 。 变量范围变量范围 整数 x = - 2,000,000,000-1,