上節(jié)課程我們介紹了全國產(chǎn)EtherCAT運(yùn)動控制邊緣控制器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API函數(shù)封裝原理以及自定義API封裝例程。

01功能簡介

全國產(chǎn)EtherCAT運(yùn)動控制邊緣控制器ZMC432H是正運(yùn)動的一款軟硬件全國產(chǎn)自主可控，運(yùn)動控制接口兼容EtherCAT總線和脈沖型的獨(dú)立式運(yùn)動控制器，最多支持32軸運(yùn)動控制，同時支持正運(yùn)動遠(yuǎn)程HMI功能，能提供網(wǎng)絡(luò)組態(tài)顯示，可實(shí)時監(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)動控制和實(shí)時數(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間為40us左右。

ZMC432H視頻介紹：

02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，支持Windows、Linux、WinCE、iMac等操作系統(tǒng)。 各個開發(fā)語言都有各自所對應(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 V2.1.1”。 文檔參考路徑：光盤資料?4PC函數(shù)motion PC函數(shù)庫編程手冊及例程源碼。

以下為各個功能部分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 V2.1.1”。

03在線命令的機(jī)制

ZAux_Execute或ZAux_DirectCommand可對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)行單個變量/數(shù)組/參數(shù)相關(guān)命令，此時所有傳遞的參數(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中對已封裝的設(shè)置運(yùn)動速度的函數(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)動庫頭文件
    { 
        return ERR_AUX_PARAERR; 
    } 
    sprintf(cmdbuff,"SPEED(%d)=%f",iaxis,fValue);//生成對應(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);//生成對應(yīng)命令的字符串 
    ZAux_DirectCommand(handle,cmdbuff,cmdbuffAck,2048); 
}

04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手冊對應(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。

API函數(shù)封裝介紹

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)有一個簡易的三軸平臺，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，以及三個軸的狀態(tài)。

獲取數(shù)據(jù)程序如下：

// test1.cpp : 定義控制臺應(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 %d
", 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，按位對應(yīng)
             startIn           要獲取起始的IN編號
             endIn             要獲取結(jié)束的IN編號
             iIn               輸出的IN狀態(tài),按位對應(yīng)
             startOut          要獲取起始的OUT編號
             endOut            要獲取結(jié)束的OUT編號
             iOut              輸出的OUT狀態(tài),按位對應(yīng)
Output:      //
Return:      //錯誤碼
*************************************************************/
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)束編號小于起始編碼，則退出
    if ((endIn1000)
        {
            return  ERR_AUX_PARAERR;  //參數(shù)錯誤，字符串拼接過長
        }
    }
    //拼接MPOS
    for (i=0;i1000)
        {
            return  ERR_AUX_PARAERR;  //參數(shù)錯誤，字符串拼接過長
        }
    }
    //拼接AXISSTATUS
    for (i=0;i1000)
        {
            return  ERR_AUX_PARAERR;  //參數(shù)錯誤，字符串拼接過長
        }
    }
    int32 ostart,istart,iend,oend;    //一次最多32個
    bool addflag;
    addflag=false;
    int32 temp;    //一次最多32個
    int32 temp2;    //一次最多32個
    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)錯誤，字符串拼接過長
        }
    }
    printf("拼接的字符串：
",cmdbuff);
    printf("%s
",cmdbuff);
    ret=ZAux_DirectCommand(handle,cmdbuff,cmdbuffAck,2048);
    if(ERR_OK != ret)
    {
        return ret;
    }
    //printf("%s
",cmdbuffAck);
    //printf("%d
",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("
");
        }
    }
printf("
");
    printf("獲取到的輸出口狀態(tài)：
");
    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("
");
        }
    }
    printf("
");
    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("connectionclosed!
");
    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)動和連續(xù)軌跡分開發(fā)送的話，難免會有局限性，可以通過自己單獨(dú)封裝運(yùn)動函數(shù)，來達(dá)到一行命令執(zhí)行多個函數(shù)的效果。 例：假設(shè)控制一個XY兩軸平臺，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)行多個函數(shù)程序如下：

// test1.cpp : 定義控制臺應(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 %d
", command, ret);
    }
}
/*************************************************************
Description: //我的自定義運(yùn)動函數(shù)
Input:       //handle      卡鏈接
 iMoveLen填寫的運(yùn)動長度
             iaxisNum      參與運(yùn)動總軸數(shù)
             iaxislist     軸號列表
             fPoslist      距離列表
             iout          緩沖輸出口
             outlist       緩沖輸出列表(每條運(yùn)動，決定是否輸出，0為不輸出，1為在運(yùn)動后輸出)
             outtime       緩沖輸出時間
Output:      //
Return:      //錯誤碼
*************************************************************/
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];
charcmdbuffAck[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)動緩沖不夠
    }
    //生成命令
    sprintf(cmdbuff, "BASE(");
    //拼接運(yùn)動軸列表
    for (i=0;i1000)
        {
            return  ERR_AUX_PARAERR;  //參數(shù)錯誤，字符串拼接過長
        }
    }
    sprintf(tempbuff,"%d)
",iaxislist[i]);//生成對應(yīng)命令的字符串
    strcat(cmdbuff,tempbuff);
    //拼接運(yùn)動
    for (i=0;i1000)
    {
        return  ERR_AUX_PARAERR;  //參數(shù)錯誤，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!
");
        handle = NULL;
        Sleep(2000);
        return -1; 
    }
    printf("控制器連接成功！
");
    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，主軸號取決于連續(xù)插補(bǔ)運(yùn)動指令軸列表的第一個軸號）
    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("connectionclosed!
");
    handle = NULL;
    return 0;
}

示波器采樣波形如圖所示：

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

關(guān)于正運(yùn)動技術(shù)

深圳市正運(yùn)動技術(shù)有限公司成立于2013年，專注于純國產(chǎn)運(yùn)動控制技術(shù)研究和通用運(yùn)動控制軟硬件平臺和產(chǎn)品的研發(fā)，是國家級高新技術(shù)和專精特新“小巨人”企業(yè)。

正運(yùn)動技術(shù)匯集了來自華為、中興等公司的優(yōu)秀人才。力求創(chuàng)新，目前公司擁有專利、著作權(quán)等知識產(chǎn)權(quán)五十余項(xiàng)。在堅(jiān)持自主創(chuàng)新的同時，積極聯(lián)合各大高校和科研院所協(xié)同運(yùn)動控制基礎(chǔ)技術(shù)的研究，是國內(nèi)工控領(lǐng)域發(fā)展最快的企業(yè)之一，也是國內(nèi)少有、完整掌握運(yùn)動控制核心技術(shù)和實(shí)時工控軟件平臺技術(shù)的企業(yè)。

正運(yùn)動技術(shù)除本部研發(fā)中心外，設(shè)有中山、武漢、上海三個研發(fā)分部。為更好地服務(wù)客戶，本部之外設(shè)有蘇州、東莞兩個區(qū)域性服務(wù)中心，設(shè)有佛山、廈門、青島、西安、武漢、成都、天津、鄭州等銷售和技術(shù)服務(wù)機(jī)構(gòu)。

經(jīng)過眾多合作伙伴多年的開發(fā)應(yīng)用，正運(yùn)動技術(shù)的產(chǎn)品廣泛地應(yīng)用于3C電子、半導(dǎo)體、新能源、機(jī)器人、包裝印刷、紡織服裝、激光加工、醫(yī)療制藥、數(shù)控機(jī)床、傳統(tǒng)加工等領(lǐng)域。