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    步进电机是一种将电脉冲转化为角位移的机电式数模转换器，在控制系统中具有十分广泛的用途，但传统的步进电机的控制通常都采用汇编语言或C语言进行软件开发，本文利用VC++提供的串行通信控件MSComm实现PC机与步进电机控制器之间的串行通信［1］。与 DOS下串行通信程序不同的是，Windows不提倡应用程序直接控制硬件，而是通过Windows操作系统提供的设备驱动程序来进行数据传送。串行口在Win32中是作为文件来进行处理的，而不是直接对端口进行操作，对于串行通信，Win32提供了相应的文件I/O函数与通信函数，通过了解这些函数的使用，可以编制出符合不同需要的通信程序。

    实现串行通信［2］一般有3种方法［3］：使用VC++提供的串行通信控件MSComm［4］；在单线程中实现自定义的串口通信类；多线程下实现串行通信。结合实际情况，本系统采用VC++提供的串行通信控件MSComm来进行软件编程，可以很方便地管理与控制计算机串口。

    1、系统组成

    由PC机控制步进电动机的系统如图1所示。

图1 PC机控制步进电机系统框图

    本系统的电机控制采用通用的RS 232［5］串口的异步通信。由于RS 232早期是为促进公用电话网络进行数据通信而制定的标准，其逻辑电平对地是对称的，与TTL、MOS逻辑电平完全不同。逻辑0电平规定为+5~+15 V之间，逻辑1电平规定为-5~-15 V之间，因此，RS 232驱动器与TTL电平连接必须经过电平转换。

    2、控制软硬件的技术参数

    本系统采用卓立汉光仪器有限公司生产的SC3步进电机控制器及平移台，实现平移台的三维控制（x，y，z）。利用RS 232串口异步通信完成对步进电机的单步和连续移动控制，并且把电机的实际位置数据反馈给PC机处理。

    电控平移台的机械指标如下：

    (1) 精密电控旋转台：型号RSA200用于x轴。转动范围>±40°；传动比180∶1；小步距0.000 312 5°；台面直径Φ200；分辨率0.001 25°；重复定位精度<0.005°；最大速度25/s；中心最大负载60 kg。

    (2) 重载型电控平移台：型号TSA300B，用于z轴。最小步距0.003 15 mm；重复定位精度<0.005 mm；加固定平移台有效行程为150 mm。

    (3) 超薄型电控平移台：型号TSA30C，用于y轴。最小步距为0.002 mm；重复定位精度<0.005 mm；有效行程30 mm。SC3步进电机控制器设有手动和联动方式，手动能设置的操作有：速度设定、归零操作、方向设定、位移量设定等，联机方式可以使电机的运动直接受应用软件控制。由于是进行二次开发，因此应用程序必须嵌入原控制器的控制指令及协议。

    该指令系统主要有以下几条：

    联络指令指令格式：“?R" & CHR$(13)

    该指令发出200 ms以内SC3回送：“OK”& CHR$(10)，表示联络成功。

    查询指令指令格式：“?V”& CHR$(13)

    SC3接到该指令后回送：“V number” & CHR$(10)。其中number为ASC码表示的SC3当前速度值。范围0~255。

    坐标查询指令指令格式：“?X”& CHR$(13) 或“?Y”& CHR$(13)或“?Z”& CHR$(13)

    SC3接到该指令后回送：“X+number” & CHR$(10)，或“Xnumber” & CHR$(10)，其他轴类似。其中number为以ASC码表示的SC3当前坐标值，正负号代表当前位置在开机位置（0位）的正负方向的位置。

    速度设置指令指令格式：“V”& number & CHR$(13)

    其中number为以ASC码表示的速度设置值。范围0~255。

    归零指令指令格式：“HX”& CHR$(13) 或“HY”& CHR$(13) 或“HZ”& CHR$(13) 

    SC3接到此类指令后进行归零操作。完成归零操作后回送：“OK”& CHR$(10)，表示SC3归零完毕。

    零状态查询指令指令格式：“?H”& CHR$(13)

    SC3接到此类指令后回送：“H000” & CHR$(10)

    其中000的含义：

    第一位数值：1表示z轴归零成功，0表示z轴未归零。

    第二位数值：1表示y轴归零成功，0表示y轴未归零。

    第三位数值：1表示x轴归零成功，0表示x轴未归零。

    运行指令指令格式：“Xdirectionnumber”& CHR$(13)或“Y directionnumber”& CHR$(13)或“Z directionnumber”& CHR$(13)
 
    3、软件实现

    3.1 利用VC++提供的串行通信控件MSComm实现串行通信

    首先，在VC++［5］的对话框中创建通信控件，若Control工具栏中缺少该控件，可通过菜单Project→Add to