EPICS电机支持(asynMotor)

EPICS电机支持

1） 顶层对象是EPICS motor记录

已经对这个对象编写了很多代码：spec，IDL和Python类等

2）下一层是EPICS设备支持

了解motor记录，与驱动会话

3）最底层是EPICS驱动

对motor记录一无所知，与硬件会话

当前推荐的设备和驱动开发框架是asynMotor(模型3)

asynPortDriver用于扩展这个框架用于不被motorRecord支持的硬件特性。

asynMotor(模型3)

1）从2011年，在synApps motor模块中出现。

2）C++模型。

3）两个基类，asynMotorController和asynMotorAxis。

4）基类提供了大部分功能，只需要编写设备相关的实现。

5）易于支持控制器相关的特性。

6）在驱动API中对协同轮廓移动的直接支持。

基于synApps的motor驱动开发

1） synApps motor模块(需要ASYN，BUSY，IPAC和SNCSEQ)

        a) motorRecord($(MOTOR)/motorApp/MotorSrc)

        b) asynMotor设备支持(devMotorAsyn.c)

        c) asynMotor驱动基类

                i) asynMotorController.h, .cpp
                ii) asynMotorAxis.h, .cpp

 

2) Motor驱动代码要实现asynMotor基类的控制器相关方法

        a) <Name>MotorDriver.cpp

        b) <Name>MotorDriver.h

        c) <Name>MotorSupport.dbd

’控制器‘构造器做什么？

1） 创建一个实现了一个'真实'电机控制器的控制器对象(asynPortDriver)。

        电机控制器硬件必须初始化

2）为在'CreateController'参数中，为每个请求的电机通道调用轴数次'Axis'构造器。

3）启动Poller任务，将更新所有电机通道的状态。

4）实现非-motorRecord特性。

  • 用于其它控制器参数的asynPortDriver方法
  • 内建"轮廓移动"(协同多轴)方法

ACRController构造器

在从st.cmd调用iocInit()前：asynMotor.cmd（BCDA标准IOC启动文件）

ACR示例：motor/iocWithAsyn/st.cmd.acr

# portName, asynPort, num of axes, active poll period(ms), idle poll period(ms)

ACRCreateController("ACR1", "ARIES", 1, 20, 1000)

extern "C" int ACRCreateController(const char * portName, const char * ACRPortName, int numAxes,int movingPollPeriod,int idlePollPeriod)
{new ACRController(portName, ACRPortName, numAxes, movingPollPeriod/1000., idlePollPeriod/1000.)
}

创建一个新的ACRController对象。

参数：

  • [in] portName：将为这个驱动创建的asyn端口的名称。
  • [in] ACRPortName：先前创建的为连接ACR控制器的drvAsynIPPort的名称。
  • [in] numAxes：这个控制器支持的轴数。
  • [in] movingPollPeriod：当任何轴在移动时，轮询之间的时间。
  • [in] idlePollPeriod：当没有轴在移动时，轮询之间的时间。
ACRController::ACRController(const char * portName, 
const char * ACRPortName, int numAxes, double movingPollPeriod, double idlePollPeriod)
: asynMotorController(portName, numAxes, NUM_ACR_PARAMS, asynUInt32DigitalMask,
asynUInt32DigitalMask, ASYN_CANBLOCK | ASYN_MULTIDEVICE, 1, 0, 0)
asynMotorController:asynMotorController(const char * portName,int         numAxes,int         numParams,int         interfaceMask,int         interruptMask,int         asynFlags,int         autoConnect,int         priority,int         stackSize
)

 创建一个新的asynMotorController对象。所有参数只是被传递给了asynPortDriver基类的构造器。在调用这个基类构造器后，这个方法创建了在asynMotorDriver.h中定义的电机参数。

ACRController::ACRController(const char * portName, 
const char * ACRPortName, int numAxes, double movingPollPeriod, double idlePollPeriod)
: asynMotorController(portName, numAxes, NUM_ACR_PARAMS, asynUInt32DigitalMask,asynUInt32DigitalMask, ASYN_CANBLOCK | ASYN_MULTIDEVICE, 1,  // 自动连接0, 0) // 默认优先级和栈尺寸
{...// 创建控制器相关的参数createParam(ACRJerkString,            asynParamFloat64,    &ACRJerk_);createParam(ACRReadBinaryIOString,    asynParamInt32,      &ACRReadBinaryIO_);// 连接到ACR控制器status = pasynOctetSyncIO->connect(ACRPortName, 0, &pasynUserContorller_, NULL);// 关闭命令回送sprintf(outString_, "ECHO 4");writeController();// 创建轴对象for (axis = 0; axis < numAxes; axis++){new ACRAxis(this, axis);}startPoller(movingPollPeriod, idlePollPeriod, 2);
}
ACRAxis::ACRAxis(class ACRController * pc, int axisNo)

创建一个ACRAxis对象。

参数：

[in] pC：指向这个轴所属的ACRController的指针

[in]axisNo：这个轴的索引，范围从0到pc->numAxes_-1。

初始化寄存器数目等。

asynStatus asynMotorController::startPoller(double movingPollPeriod,double indlePollPeriod,int    forcedFastPolls)

启动这个电机的poller线程。派生类将在它们构造器接近末尾处调用这个方法。派生类一般可以使用这个poller线程的基类实现，但如果需要，可以自动重新实现。

参数：

  • [in] movingPollPeriod：当电机正在运动时，轮询之间的时间。
  • [in] idlePollPeriod：当没有轴运动时，轮询之间的时间。
  • [in] forcedFastPolls：在唤醒这个poller后，执行movingPollPeriod的次数。对于在告诉一个轴已经启动后，不立即报告那个轴正在移动的控制器，这需要非0。

asynMotorController方法ACRController自定义参数

asynStatus ACRController::writeFloat64(asynUser * pasynUser, epicsFloat64 value)
{int function = pasynUser->reason;asynStatus status = asynSuccess;ACRAxis * pAxis = getAxis(pasynUser);static const char * functionName = "writeFloat64";if (function == ACRJerk_){sprintf(outString_, "%s JOG JRK %f", pAxis->axisName_, value);}else{/* 调用基类方法 */status = asynMotorController::writeFloat64(pasynUser, value);}/* 进行回调， 因而更高层看到任何变化 */pAxis->callParamCallbacks();
}
asynStatus ACRController::writeFloat64(asynUser * pasynUser, epicsFloat64 value)

当客户端调用pasynFloat64->write()时，被调用。

从pasynUser中提取功能和轴编号。在参数库中设置这个值。如果功能时ACRJerk_，它设置控制器中的jerk值。对这个pasynUser->reason和地址，调用任何已注册的回调。对于所有其它功能，它调用asynMotorController::writeFloat64()。

参数：

[in] pasynUser：编码reasone和地址的asynUser结构体。

[in] value：要写的值。

对asynMotorController的重新实现。

asynMotorAxis构造器

创建一个Axis对象，它自定义为一个特定的电机控制器。

1）在控制器硬件中的电机轴必须初始化。

2）根据motorRecord表征motorRecord：GrainSupport， HasEncoder

3）实现提供所有可用motorRecord功能的方法：move，moveVelocity, home, setPosition,...

实现'report'方法

ACRAxis

ACRAxis::ACRAxis(ACRController * pc, int axisNo) : asynMotorAxis(pC, axisNo), pC_(pC)

ACRAxis::ACRAxis(ACRController * pc, int axisNo)

创建一个新的asynMotorAxis对象。

参数：

[in] pC：指向这个轴所属的asynMotorController的指针。

[in] axisNo：这个轴的索引号，范围从0到pC->numAxies_ - 1。

检查那个pC不是NULL，并且axisNo在有效范围内。在pC->pAxes[axisNo_]中设置一个指向自身的指针。连接pasynUser_为这个asyn端口和axisNo。

asynMotorAxis方法

ACRAxis Move

asynStatus ACRAxis::move(double position,int    relative,double minVelocity,double maxVelocity,double acceleration)

移动电机到一个绝对位置或者通过相对量。

参数：

[in] position：(如果relative=0)移动到绝对位置，或者(如果relative=1)要移动的相对位置。(单位steps)。

[in] relative：表明相对移动(1)或者绝对移动(0)的标记。

[in] minVelocity：初始速度，经常称为基速度。单位=steps/sec。

[in] maxVelocity：最大速度，经常称为回转速度。单位=steps/sec。

[in] acceleration：加速度值。单位=steps/sec/sec。

asynStatus ACRAxis::move(double position, int relative, double minVelocity,double maxVelocity, double acceleration)
{sprintf(pc_->outString_, "%s JOG ACC %f", axisName_, acceleration/pulsesPerUnit_);status = pC_->writeController();sprintf(pc_->outString_, "%s JOG VEL %f",  axisName_, maxVelocity/pulsePerUnit_);status = pc_->writeCOntroller();if (relative){sprintf(pC_->outString_, "%c:%s JOG INC %f", CtlY, axisName_, position/pulsePerUnit_);status = pC_->writeController();}else{sprintf(pC_->outString_, "%c:%s JOG ABS %f", CtlY, axisName_, position/pulsesPerUnit_);status = pC_->writeController();}
}

ACRAxis MoveVelocity

asynStatus ACRAxis::moveVelocity(double minVelocity, double maxVelocity, double acceration)

以固定速度移动电机，直到告诉电机停止。

参数：

[in] minVelocity：初始速度，经常被称为基速度。单位=steps/sec。

[in] maxVelocity：最大速度，经常称为回转速度。单位=steps/sec。

[in] acceration：加速度值。单位=steps/sec/sec。

对来自asynMotorAxis的重新实现。

ACRAxis Poll

asynStatus ACRAxis::poll(bool * moving)

查询这个轴。这个函数读取控制器位置，编码器位置，限位状态，移动状态和驱动上电状态。它为它轮询的每项调用setIntegerParam()和setDoubleParam()，并且接着在末尾调用callParamCallbacks()。

参数：

[out] moving：一个标记，设置它来表明这个轴是移动(1)或者结束(0)。

 

asynStatus ACRAxis::poll(bool * moving)
{// 读取当前编码器位置sprintf(pC_->outString, "?P%d", encoderPostionReg_);comStatus = pC_->writeReadController();if (comStatus) goto skip;encoderPosition_ = atof(pC_->inString);setDoubleParam(pC_->motorEncoderPosition_, encoderPostion);// 读取当前标记sprintf(pC_->outString_, "?P%d", flagReg_);comStatus = pC_->writeReadController();if (comStatus) goto skip;currentFlag_ = atoi(pC_->inString_);done = (currentFlags & 0x1000000) ? 0: 1;setIntegerParam(pC_->motorStatusDone_, done);* moving = done ? false : true;// 读取当前状态sprintf(pC_->outString, "?P%d", limitsReg_);comStatus = pC_->writeReadController();if (comStatus) goto skip;currentLimits_ = atoi(pC->inString_);limit = (currentLimts_ & 0x1) ? 1:0;setIntegerParam(pC_->motorStatusHighLimit_, limit);limit = (currentLimits_ & 0x2)?1:0;setIntegerParam(pC_->motorStatusAtHome_, limit);skip:setIntegerParam(pC_->motorStatusProblem_, comStatus ? 1: 0);callParamCallbacks();return comStatus ? asynError : asynSuccess;
}

ACRAxis Home

asynStatus ACRAxis::home(double minVelocity, double maxVelocity, double acceleration, int forwards)

移动电机到home位置。

参数：

[in] minVelocity：初始速度，经常称为基速度。单位=steps/sec。

[in] maxVelocity：最大速度，经常称为回转速度。单位=steps/sec。

[in] acceraltion：加速度值。单位=steps/sec/sec。

[in] forwards：表明正(1)反(0)方向移动电机的标记。某些控制器需要被告知方向，另一些直到用哪种方式移动到home。

ACRAxis Report

void ACRAxis::report(FILE *fp, int level)

报告驱动的状态。

参数：

[in] fp：文件指针，报告信息将写入这个文件。

[in] level：详细程度。

如果detail>0，则输出每个轴的信息。在打印控制器相关信息后，调用asynMotorController::report()。

ACRAxis setPosition

asynStatus ACRAxis::setPosition(double position)

设置电机的当前值。

参数：

[in] position：新的绝对电机位置应该被设置到硬件中。Units=Steps。

ACRAxis Stop

asynStatus ACRAxis::stop(double acceleration)

停止电机。

参数：

[in] acceleration：绝对值。单位=steps/sec/sec。

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