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5.3.5 上位机控制台到单片机的信息发送 22
5.4本章小结 23
总结 24
致谢 26
参考文献 27
1 绪论
1.1 步进电机的应用
步进电机作为执行元件，是机电一体化的关键产品之一，随着微电子和计算机技术的发展，步进电机的需求量与日俱增，它广泛用于打印机、电动玩具等消费类产品以及数控机床、工业机器人、医疗器械等机电产品以及控制化系统当中，其在各个国民经济领域都有应用。尤其是在微电学的迅速发展以及计算机的普及和应用，为步进电机的应用开阔了广阔的前景，使得以往硬件电路构成的庞大复杂的控制器得以用软件加以实现，既降低硬件成本又提高了控制的灵活性、可靠性以及多功能性，研究步进电机的软件控制系统，对提高控制精度和响应速度、节约能源等都具有重要意义。
1.2 串口通信原理
现代智能仪器的设定往往要考虑与PC机的信息交互，以利用PC机强大数据处理能力和表现能力。使用微机串行通信接口与其他方式相比，具有成本较低、开发容易、使用灵活的特点[3]。采用RS-232串口通信的传输速率为9600bps或其整数倍，最大可以达到115200bps，如果采用的是工业上常用的RS-485串口通信，其速率还可以大大的提高，对于常用的单片机与PC机之间的串口连接，使用RS-232的9600bps已经足够使用了。步进电机的工作状态以及经过单片机简单加工后的数据通过串口转发到PC机中，再通过PC机做进一步处理，另外PC机根据需要，还可以向作为下位机使用的单片机的发出命令信息，如让步进电机连续转动至某个目的坐标，控制步进电机的点动以及正反转等[4]。下图为PC机与单片机实现串口通信的原理图：
图1-1 串口通信两个接口之间的数据传输
如图1-1描绘了数据发送与接收的情况：发送方不断地从输出缓存提供数据形成数据帧发送出去，而接收方则不断把收到的数据包解开后放入输入缓存中去，两者共同遵循数据包协议进行收发。
1.3 C#的介绍
本次系统设计主要负责步进电机的软件控制方面的编程以及调试，使用的语言是C#，利用微软的microsoft visual studio 的设计平台，结合步进电机使用功能进行综合编程。
C sharp又被简称为C#，是微软公司在2000年6月发布的一种的新的编程语言，C#看起来与Java有着惊人的相似，它包括诸如单一继承、界面、与Java几乎同样的语法以及编程生成的中间代码再运行的过程。但是C#与Java有着明显的不同，它借鉴了Delphi的一个特点，与COM（组件对象模型）是直接集成的，而且它是微软公司制作的，是基于.NET windows网络框架的主角。在一个软件系统中，电脑硬件+操作系统为其提供了基本的功能，许多代码开发出来的程序，都是基于操作系统提供的基本功能上做进一步的逻辑设计。[17]不同的操作系统提供的基本功能是有差异的，所以针对一款操作系统开发的软件，一般都不能在其他系统中运行。比如为iPhone开发的程序，不能直接在安卓的手机上用，在Linux上开发的东西，也不能直接在Windows上用。伴随着个各个操作系统在手机与电脑行业日趋激烈的竞争，跨平台的软件开发显得越来越重要。由此也就诞生了Java虚拟机以及C#的编程平台.net windows，它们都通过在操作系统之上再架构一层中间层（也就是虚拟机概念）[18]，将多种不同的操作系统的有差异的基础操作规范成一种统一模式，所以这样的软件一旦开发，可以在多种不同系统中运行。手机种类繁多的今天，软件开发商不可能为每种操作系统都开发一版本软件，由此跨平台的编程的重要性显得越来越重要。由于windows产品固有的收费性，决定了其不可能在各个操作系统上运行自如，尤其难在LINUX这样的免费的操作系统上运行，但由于windows系统本身的广泛性，使得.net windows技术有着越来越广泛的应用[6]。