ECM Starter Kit ECM-SK 快速入門 版本 : V.1.7.1 日期 : 2020.05 1
目錄 第 1 章硬體腳位及使用說明... 4 1.1 ECM-SK V1.0 腳位說明... 4 1.2 ECM-SK V1.1 腳位說明... 5 1.3 LED 狀態顯示及 Config. 設定說明... 6 1.4 系統連接圖... 8 1.5 ECM-SK SPI 與控制器間的接線... 8 1.6 SPI 規格與傳輸模式... 9 1.7 SPI 傳輸時序說明... 10 1.8 EtherCAT 狀態流程... 10 1.9 尺寸及固定孔位置... 14 第 2 章命令與回應... 15 2.1 命令與回應資料結構... 15 2.1.1 GET_STATUS Command... 16 2.1.2 SET_STATE Command... 17 2.1.3 SET_AXIS Command... 18 2.1.4 SET_DC Command... 19 2.1.5 SET_EX Command... 21 2.1.6 SET_FIFO Command... 22 2.1.7 DRIVE_MODE Command... 23 2.1.8 SDO_RD Command... 24 2.1.9 SDO_WR Command... 25 2.1.10 ALM_CLR Command... 26 2.1.11 SV_ON Command... 27 2.1.12 SV_OFF Command... 28 2
2.1.13 IO_RD Command... 29 2.1.14 IO_WR Command... 29 2.1.15 CSP Command... 30 2.1.16 CSV Command... 32 2.1.17 CST Command... 34 2.1.18 GO_HOME Command... 35 2.1.19 ABORT_HOME Command... 36 2.1.20 LIO_RD Command... 37 2.1.21 LIO_WR Command... 38 2.1.22 SW_RESET Command... 38 2.2 回應資料... 40 第 3 章流程範例... 42 第 4 章動態函式庫... 43 4.1 動態函式庫簡介... 43 4.2 USBLib 函式庫... 43 4.2.1 OpenECMUSB 函式說明... 43 4.2.2 CloseECMUSB 函式說明... 44 4.2.3 ECMUSBWrite 函式說明... 44 4.2.4 ECMUSBRead 函式說明... 44 4.3 USB_dotNET 函式庫... 45 4.3.1 OpenECMUSB 函式說明... 47 4.3.2 CloseECMUSB 函式說明... 48 4.3.3 ECMUSBWrite 函式說明... 48 4.3.4 ECMUSBRead 函式說明... 48 4.3.5 ClearCmdData 函式說明... 49 4.4 Visual Studio 專案環境設定... 50 3
第 1 章硬體腳位及使用說明 1.1 ECM-SK V1.0 腳位說明 1.1.1 GPIO / CONFIG (J1) 腳位說明 Pin 11 Pin 9 Pin 7 Pin 5 Pin 3 Pin 1 Input 5 Output 0 Input 3 Reserved Reserved 3.3V Out Pin 12 Pin 10 Pin 8 Pin 6 Pin 4 Pin 2 CONFIG0 Output 1 Input 1 Input 2 Reserved Reserved Pin 25 Pin 23 Pin 21 Pin 19 Pin 17 Pin 15 Pin 13 Reserved Output 5 Output 4 CONFIG3 CONFIG2 Output 2 CONFIG1 Pin 26 Pin 24 Pin 22 Pin 20 Pin 18 Pin 16 Pin 14 GND Reserved Input 4 Input 0 Reserved Busy (Output) Output 3 * 注意 :J1 Input / Output 腳位直接由 ECM IC 提供, 請設計適當之隔離電路, 以 免 IC 損毀,3.3V 為 High,0V 為 Low 請參考 EC01M data sheet 4
1.1.2 SPI(J3) 腳位說明 Pin 11 Pin 9 Pin 7 Pin 5 Pin 3 Pin 1 /RESET SPI_MISO SPI_/SS Busy Power In Reserved (Output) (3.3V) Pin 12 Pin 10 Pin 8 Pin 6 Pin 4 Pin 2 Reserved SPI_MOSI SPI_CLK Reserved Reserved GND 1.2 ECM-SK V1.1 腳位說明 1.2.1 GPIO (J1) 腳位說明 Pin 13 Pin 11 Pin 9 Pin 7 Pin 5 Pin 3 Pin 1 Input 5 Input 4 Input 3 Input 2 Input 1 Input 0 3.3V Out Pin 14 Pin 12 Pin 10 Pin 8 Pin 6 Pin 4 Pin 2 Output 5 Output 4 Output 3 Output 2 Output 1 Output 0 GND * 注意 :J1 Input / Output 腳位直接由 ECM IC 提供, 請設計適當之隔離電路, 以 免 IC 損毀,3.3V 為 High,0V 為 Low 請參考 EC01M data sheet 1.2.2 SPI(J2) 腳位說明 Pin 11 Pin 9 Pin 7 Pin 5 Pin 3 Pin 1 /RESET SPI_MISO SPI_/SS Busy Power In Reserved (Output) (3.3V) Pin 12 Pin 10 Pin 8 Pin 6 Pin 4 Pin 2 Reserved SPI_MOSI SPI_CLK Reserved Reserved GND 5
1.2.3 SPI(Arduino Connectors) 腳位說明 Pin 1 Pin 2 Pin 3 Pin 4 Pin 5 Pin 6 Pin 7 Busy (Output) SPI_/SS SPI_MOSI SPI_MISO SPI_CLK GND Power In (3.3V) * 注意 :SPI(Arduino Connectors) 與 SPI(J2) 作用相同, 僅能擇一操作 * Pin7 Power In: 建議提供 3.3V 200mA 以上的電流 1.3 LED 狀態顯示及 Config. 設定說明 1.3.1 LED 指示燈號說明 V1.0 組件編號 V1.1 組件編號 顏色 意義 LEDR1 LD1 紅色 電源指示燈 LEDY1 LD2 黃色 狀態指示燈 Y LEDG1 LD3 綠色 狀態指示燈 G 1.3.2 LED 狀態說明 6
狀態指示燈 Y 狀態指示燈 G ( 黃色 ) ( 綠色 ) 狀態 亮 ON 亮 ON 未偵測到 EtherCAT 子站或子站未達預期階段 暗 OFF 暗 OFF Init State 或 Pre-Operational State 亮 ON 暗 OFF Safe-Operational State 暗 OFF 亮 ON Operational State 1.3.3 網路口燈號說明 網路口燈號 Y ( 黃色 ): 恒亮代表網路速度 100M, 網路口正常工作 網路口燈號 G ( 綠色 ): 閃爍代表資料傳輸 1.3.4 CONFIG Pin 說明 CONFIG 狀態 說明 L Host interface is set as USB CONFIG0 X H Host interface is set as SPI (Default) X CONFIG1 L Normal mode (Default) H Test mode X CONFIG2 L Data size of each slave is 12 Bytes (Default) H Data size of each slave is 16 Bytes L FIFO abandon disable CONFIG3 X H FIFO abandon enable (Default) X: Floating, L: Low (0V), H: High (3.3V) 7
1.4 系統連接圖 控制器 SPI Master (MCU, PC etc.) SPI ECM-SK EtherCAT EtherCAT Salves (Max: 40) 最短通訊週期 250us 控制器 USB 2.0 Host (MCU, PC etc.) USB ECM-SK * 由 J1 Pin12 CONFIG0 決定 SPI 模式或 USB 模式 * USB 通訊速度取決於 USB 2.0 Host 效能 1.5 ECM-SK SPI 與控制器間的接線 EtherCAT 最短通訊週期 1000us EtherCAT Salves (Max: 40) 名稱 SPI 腳位意義說明 表 1.1 SPI 接腳名稱及意義 Busy Pin5 ECM 忙碌 ECM 正處於忙碌狀態, 不接受新的 SPI 傳輸 SCLK Pin8 頻率訊號 由 SPI Master 產生並控制, 依控制 EtherCAT 通訊週期有最低頻率要求 MOSI Pin10 主出從入 SPI Master 資料輸出,SPI Slave 資料輸入 MISO Pin9 主入從出 SPI Master 資料輸入,SPI Slave 資料輸出 8
/SS Pin7 晶片致能 選擇信號, 由 Master 控制,Slave 只有在 /SS 信號為低電位時, 才會對 Master 的操作指令有反應 1.6 SPI 規格與傳輸模式 ECM 與上位控制器間採用 SPI 通訊格式,ECM 與上位控制器間的接線在低頻率時 (10MHz 以下 ) 可用杜邦線直接連接, 在高頻率時建議直接以銀線焊接方式連接, 以免雜訊干擾通訊品質,SCLK 由上位控制器提供, 依不同通訊週期有最低頻率要求,SCLK 最高支援至 24MHz, 支持 40 子站 ( 每個子站含 12-Byte 資料 ), 或支援 30 個子站 ( 每個子站含 16-Byte 資料 ), 通訊週期 SCLK 需求, 如表 1.2 所示 表 1.2 SPI SCLK 最低要求 通訊週期 (Cycle Time) SCLK 最低要求 接線方式 250us 24 MHz 銀線焊接或 PCB ( 不可用杜邦線 ) 1ms 6 MHz 可用杜邦線 SPI 模式傳輸說明 ECM 的 SPI 為 Slave 模式, 空閒時為低電位, 在下降緣發送, 並於上升緣 接收, 高位資料先傳 (MSB), 請參考下圖說明 圖 1.1 SPI 時序圖 上位控制器端的 SPI 為 Master 模式, 需產生 CLK 並提供給 SPI Slave, 並在上升緣發送, 並於下降緣接收 SPI 傳輸以 Byte 為單位, 每次將由低地址開始傳, 依序傳至最高位址, 換言之 SPI 傳輸將從 Byte0 開始, 再依序傳 Byte1 Byte2 直至最後一個 Byte 為止 而 SPI 傳輸單一 Byte 時, 採取 MSB 模式, 亦即高位先傳輸 9
1.7 SPI 傳輸時序說明 上位控制器可透過 SPI 與 ECM 溝通, 上位控制器偵測到 SPI BUSY(J1 Pin16 或 J3 Pin5) 為低電位時, 可開始進行 SPI 通訊, 當進入 SPI 通訊後, SPI BUSY 訊號立刻升為高電位, 直至通訊結束後且 ECM 處理完命令封包後 SPI Busy 訊號才會恢復為低電位, 之後控制器即可透過 SPI 取得資料或傳送命令 詳細時序圖如下所示 : 圖 1.2 信號時序示意圖 若欲實現最短週期 250us 的通訊要求,SPI 傳輸頻率必須為 24MHz, 且上位控制端偵測到 Busy Pin 為低電位時, 必須立即進行下一筆資料的交換 若通訊週期較慢的應用 ( 如慢於 1ms), 則上位控制端可於要進行資料傳輸時, 再判斷 BUSY 的訊號, 若 Busy Pin 為低電位時即可進行 SPI 資料交換 1.8 EtherCAT 狀態流程 EtherCAT 可分為 4 個執行狀態,Init PreOP SafeOP OP, 各狀態能執行的指令不同, 在 PreOP 狀態可以進行子站類型及驅動器類型的設置 ;SafeOP 狀態可進行非週期性資料交換, 如讀寫暫存器資料 (SDO);OP 狀態則可進行週期性資料交換, 即在固定週期內交換固定資料,OP 狀態亦可進行非週期性資料交換 使用者只需在 PreOP 狀態及 OP 狀態即可完成所有指令操作 EtherCAT 狀態間的切換時間會因 EtherCAT 子站而有不同 ( 與子站廠牌 性能 數量有關 ), 使用者可從 GET_STATUS 命令的回傳值中 Current State 確認目前狀態, 詳細流程與可執行的指令如下圖所示 : 10
圖 1.3 EtherCAT 狀態流程 11
表 1.3 指令清單 Cmd. ID Command Operation ECM Drive IO Init PreOP SafeOP OP Ref. 0x00 GET_STATUS Get Status V V V V V V V 2.1.1 0x01 SET_STATE Set EtherCAT state V V V V V 2.1.2 0x02 SET_AXIS Set type of slave V V V 2.1.3 0x03 SET_DC Set DC Mode V V V 2.1.4 0x04 SET_EX Set Extensions (CRC) V V V V 2.1.5 0x05 SET_FIFO Set FIFO V V V V V 2.1.6 0x06 DRIVE_MODE Set mode of servo drive V V V 2.1.7 0x07 SDO_RD Service data object read V V V V V 2.1.8 0x08 SDO _WR Service data object write V V V V V 2.1.9 0x10 ALM_CLR Alarm clear V V 2.1.10 0x11 SV_ON Servo ON V V 2.1.11 0x12 SV_OFF Servo OFF V V 2.1.12 0x13 IO_RD Digital Input V V 2.1.13 0x14 IO_WR Digital Output V V 2.1.14 0x15 CSP Position control V V 2.1.15 0x16 CSV Velocity control V V 2.1.16 0x17 CST Torque control V V 2.1.17 0x18 GO_HOME Start Homing Procedure V V 2.1.18 0x19 ABORT_HOME Abort Homing Procedure V V 2.1.19 0x21 LIO_RD Read ECM IC input V V V V V 2.1.20 12
0x22 LIO_WR Write ECM IC output V V V V V 2.1.21 0xBB SW_RESET Software Reset V V V V V 2.1.22 13
1.9 尺寸及固定孔位置 14
第 2 章命令與回應 2.1 命令與回應資料結構 上位控制器可在不同的通信階段對各子站下達命令來控制或取得各子站的狀態, 子站收到並處理後會響應, 每一個命令依 CONFIG 2(J1 Pin17) 之設定, 為 12Bytes 或 16Bytes 的形式, 第一筆命令對應 ECM, 第二筆命令對應第一個子站, 第三筆命令對應第二個子站, 以此類推 資料長度若為 12Bytes 可控制 40 個子站, 若為 16Bytes 則可控制 30 個子站, 最後一筆命令則是專門對應單一子站進行非週期性的參數讀寫 (SDO Read/Write) 在 CONFIG 2 為 Low 時主站最多可連接 40 個子站, 因此每次下達命令均會傳遞 (40+2) * 12 =504 Bytes 的資料, 亦會得到 (40+2) * 12 =504 Bytes 回應 <- 12Bytes-> <- 12Bytes -> Master Slave1 Slave2 Slave40 SDO RD/WR Cmd. ID Data_1 Data_2 Data_3 (2Bytes) (2Bytes) (4Bytes) (4Bytes) 低地址 高地址 若 CONFIG 2 為 High 時主站最多可連接 30 個子站, 因此每次下達命令均會傳遞 (30+2) * 16 =512 Bytes 的資料, 亦會得到 (30+2) * 16 =512 Bytes 回應 <- 16Bytes-> <- 16Bytes -> Master Slave1 Slave2 Slave30 SDO RD/WR Cmd. ID Data_1 Data_2 Data_3 Data_4 (2Bytes) (2Bytes) (4Bytes) (4Bytes) (4Bytes) 低地址 高地址 若資料存放方式為 Little Endian, 低位元組放在低位址, 例如 Cmd. ID 為 2Byte 資料, 假設值為 0x0001 時, 低位元組 0x01 會放在 Byte0, 高位元組 0x00 會放在 15
Byte1, 又如 Data_2 為 4Byte 資料, 假設值為 0x87 65 43 21, 最低位元組值 0x21 會放在最低位址 Byte0, 之後依序為 0x43 0x65, 最高位元組 0x87 則放在最高位址 Byte3 SPI 傳輸以 Byte 為單位, 每次將由低地址開始傳, 依序傳至最高位址, 換言之 SPI 傳輸將從 Byte0 開始, 再依序傳 Byte1 Byte2... 直至最後一個 Byte 為止 而 SPI 傳輸單一 Byte 時, 採取 MSB 模式, 亦即高位先傳輸 此次命令的結果, 將于下次命令時傳回, 但部分指令執行可能超過一個運算速度 ( 如 SET_STATE SDO_RD SDO_WR GO_HOME 等 ), 完成後的結果可在數個週期後利用 GET_STATUS 命令取回 2.1.1 GET_STATUS Command 指令說明 :Get Status, 不做任何命令, 僅取回狀態資料 Command ID : 0x0000 適用階段 : 所有階段 適用類別 : 所有類別 表 2.1 GET_STATUS Command BYTE 欄位定義 Command Response 0 Command ID 0x0000 0x00 或 0xBF 1 2 Reserved -- Pram 3 CRC8 Value** CRC8 Value 4 Reserved -- Data1 5 6 7 8 Reserved -- Data2 9 10 11 12 Reserved* -- Data3 13 14 15 16
* Byte12-15 僅在 CONFIG 2 為 High 時才會生效 ** CRC8 Value 演算法請參考 2.2 回應資料關於 CRC 的部分, 是否開啟 CRC 檢查可透過 2.1.5 SET_EX 來設定 提示 : Response 的 Byte 0 於 EtherCAT OP 狀態下回應為 0xBF, 其餘狀態回應為 0x00,Byte1~Byte11 各欄位將保持上次命令結果 (State 非為 OP) 或更新資料 (State 為 OP), 回應資料可參考 2.2 回應資料 2.1.2 SET_STATE Command 指令說明 : 設定 EtherCAT 狀態 Command ID : 0x0001 適用階段 : 所有階段 適用類別 :ECM( 第一筆命令 ) 表 2.2 SET_STATE Command BYTE 欄位定義 Command Response 0 Command ID 0x0001 0x01 1 Error Code 2 Reserved -- Current State 3 CRC8 Value** CRC8 Value CRC8 Value 4 EtherCAT State Requested STATE -- 5 6 7 -INIT: 0x01 -PRE_OP: 0x02 -SAFE_OP: 0x04 -OP: 0x08 8 Reserved -- -- 9 10 11 12 Reserved* -- -- 13 14 15 * Byte12-15 僅在 CONFIG 2 為 High 時才會生效 ** CRC8 Value 演算法請參考 2.2 回應資料關於 CRC 的部分, 是否開啟 CRC 檢查可透 過 2.1.5 SET_EX 來設定 17
Error Code CRC 錯誤次數, 因 CRC 錯誤而被拒絕的命令數 Current State -INIT: 0x01 -PRE_OP: 0x02 -SAFE_OP: 0x04 -OP: 0x08 提示 : 變更 EtherCAT State 需耗時數個運算週期, 且與總子站數量有關, 可對 ECM 下達 GET_STATUS 指令, 並取得 Current State 資訊 2.1.3 SET_AXIS Command 指令說明 :Set type of slave, 設定 ECM 連接之子站型態 (IO Drive HSP 或 STEP), 最多 40 軸 Command ID : 0x0002 適用階段 :Pre-Operational State 適用類別 :ECM( 第一筆命令 ) 表 2.3 SET_AXIS Command BYTE 欄位定義 Command Response 0 Command ID 0x0002 0x02 1 Error Code 2 Group(0~4) Group (Default: 0) Current State 3 CRC8 Value** CRC8 Value CRC8 Value 4 Topology Topology SlaveCount 5 6 7 -Drive : 0x0 -IO : 0x1 -HSP : 0x2 -STEP : 0x3 (Default:0x1) - 偵測到的子站數 8 Reserved -- -- 9 10 11 12 Reserved* -- -- 13 18
14 15 * Byte12-15 僅在 CONFIG 2 為 High 時才會生效 ** CRC8 Value 演算法請參考 2.2 回應資料關於 CRC 的部分, 是否開啟 CRC 檢查可透過 2.1.5 SET_EX 來設定 Group 一顆 ECM 最多可控制 40 個子站 (Drive IO HSP 或 STEP, 不支援其他子站種類 ), 一次可設定 8 子站型態,Group 0 代表設定子站 1~8,Group 1 代表設定子站 9~16, 依此類推,Group 的值可為 0~4 SlaveCount 偵測到的子站數, 若於 Init State 一律回傳 0, 於 Pre-Operational State 會回傳實際偵 測到的子站數量 Topology Bit28 Bit24 Bit20 Bit16 Bit12 Bit8 Bit4 Bit0 Slave Slave Slave Slave Slave Slave Slave Slave n+8 n+7 n+6 n+5 n+4 n+3 n+2 n+1 n = Group * 8 0: Drive 1: IO 2: HSP (High Speed Pulse) 3: Step Error Code CRC 錯誤次數, 因 CRC 錯誤而被拒絕的命令數 Current State -INIT: 0x01 -PRE_OP: 0x02 -SAFE_OP: 0x04 -OP: 0x08 2.1.4 SET_DC Command 19
指令說明 : 設定 ECM 週期時間 (Cycle Time) Command ID : 0x0003 適用階段 :Pre-Operational State 適用類別 :ECM( 第一筆命令 ) 表 2.4 SET_DC Command BYTE 欄位定義 Command Response 0 Command ID 0x0003 0x03 1 Error Code 2 Reserved -- Current State 3 CRC8 Value** CRC8 Value CRC8 Value 4 Cycle Time (us) Cycle Time -- 5 6 7 8 須為 250 x 2 n (Minimum : 250) FIX Value (Default:1000) 0xFFFF -- 9 10 11 12 Reserved* (Default:0xFFFF) -- -- 13 14 15 * Byte12-15 僅在 CONFIG 2 為 High 時才會生效 ** CRC8 Value 演算法請參考 2.2 回應資料關於 CRC 的部分, 是否開啟 CRC 檢查可透 過 2.1.5 SET_EX 來設定 FIX Value 固定值, 一律為 0x0000FFFF Error Code CRC 錯誤次數, 因 CRC 錯誤而被拒絕的命令數 Current State -INIT: 0x01 -PRE_OP: 0x02 -SAFE_OP: 0x04 20
-OP: 0x08 2.1.5 SET_EX Command 指令說明 : 設定 CRC 功能 ( 設定完成後於下次開機後生效 ) Command ID : 0x0004 適用階段 :Init State Pre-Operational State Safe-Operational State 適用類別 :ECM( 第一筆命令 ) 表 2.5 SET_EX Command BYTE 欄位定義 Command Response 0 Command ID 0x0004 0x04 1 Error Code 2 Reserved -- Current State 3 CRC8 Value 4 Extension Setting Extension Setting -- 5 6 7 8 1~2 Reserved Value -- -- 9 10 11 12 Reserved* -- -- 13 14 15 * Byte12-15 僅在 CONFIG 2 為 High 時才會生效 * 此指令將於下次開機後生效 Extension Setting Bit28 Bit24 Bit20 Bit16 Bit12 Bit8 Bit4 Bit0 Reserved Reserved Reserved Reserved Reserved Reserved Setting2 Setting1 Setting 1: Command CRC Verification 0: Disable Command CRC Verification 21
1: Enable Command CRC Verification Setting 2: Response CRC Verification 0: Disable Response CRC Verification 1: Enable Response CRC Verification 2.1.6 SET_FIFO Command 指令說明 : 設定 FIFO Command ID : 0x0005 適用階段 : 所有階段 適用類別 :ECM( 第一筆命令 ) 表 2.6 SET_FIFO Command BYTE 欄位定義 Command Response 0 Command ID 0x0005 0x05 1 Error Code 2 Reserved -- Current State 3 CRC8 Value CRC8 Value CRC8 Value 4 Action Action -- 5 6 7 8 (1~2) Value Value -- 9 10 11 12 (>=0) Reserved* -- -- 13 14 15 * Byte12-15 僅在 CONFIG 2 為 High 時才會生效 Action 0x0001 : Clear FIFO content and FIFO minimum setting. 清除 FIFO 內所有資料, 並清除 FIFO minimum 設定 0x0002 : Set FIFO minimum setting to Value. 22
設定 FIFO 最小數值為 Value OP 狀態時, 當 FIFO 內命令數累積到最小數值後, 才開始在每週期取一筆資料執行, 滿足條件後並自動將最小數值重設為 0 2.1.7 DRIVE_MODE Command 指令說明 :Set mode of servo drive, 設定 ECM 連接之伺服驅動器命令模式及同步模式 Command ID : 0x0006 適用階段 :Pre-Operational State 適用類別 :Drive 子站 HSP 子站 STEP 子站 表 2.7 DRIVE_MODE Command BYTE 欄位定義 Command Response 0 Command ID 0x06 0x06 1 Command Index Command Index 2 Reserved -- -- 3 4 OP_Mode OP_Mode -- 5 6 7 8 -CSP: 0x08 -CSV: 0x09 -CST: 0x0A DRIVE_TYPE (Default:0x08) DRIVE_TYPE -- 9 10 11 12 - FREERUN: 0x00 - DCSYNC: 0x01 Reserved* (Default:0x01) -- -- 13 14 15 * Byte12-15 僅在 CONFIG 2 為 High 時才會生效 Command Index: 使用者自訂之數字, 命令與回應的 Command Index 會相同 OP_MODE: CSP(Cyclic Synchronous Position Mode): 23
ECM 在 CSP 模式下定期發送 PDO, 在傳送每一筆 PDO 時, 均會將目標絕對位置命令同時傳送至子站 CSV(Cycle Synchronized Velocity Mode): ECM 在 CSV 模式下定期發送 PDO, 在傳送每一筆 PDO 時, 會將目標速度命令同時 傳送至子站 CST (Cyclic Synchronous Torque Mode) ECM 在 CSV 模式下定期發送 PDO, 在傳送每一筆 PDO 時, 會將目標扭力命令同時 傳送至子站 DRIVE_TYPE: FREE RUN 各子站間非同步, 各子站間根據自己的內部時間處理 EtherCAT 資料, 與主站的週期 其他子站的週期及 EtherCAT 資料到達時間均無關 DCSYNC DCSYNC 要求主站有很強的即時性能, 是高精度的時間同步模式 ( 所有子站與第一個有 DC 的子站同步 ), 以第一個有 DC 的子站時間為基準時間, 再用此基準時間作為所有子站的參考時間, 加上傳輸延時 抖動等時間誤差產生同步信號 2.1.8 SDO_RD Command 指令說明 :SDO (Service Data Objects) Read, 設定 ECM 對指定的子站下達欲讀取的 Object Index 及 Object Sub Index Command ID : 0x0007 適用階段 :Pre-Operational State Safe-Operational State Operational State 適用類別 :SDO RD/WR ( 最後一筆命令 ) 表 2.8 SDO _RD Command BYTE 欄位定義 Command Response 0 Command ID 0x0007 0x0007 1 2 Slave Index Slave Index(1~40) Slave Index 3 4 Object Index Object Sub Index Object Sub Index 5 24
6 Object Index Object Index 7 8 Value -- Value 9 10 11 12 Reserved* -- -- 13 14 15 * Byte12-15 僅在 CONFIG 2 為 High 時才會生效 Index Bit16 Bit0 Object Index Object Sub Index 提示 :SDO_RD 需耗時, 可在數個週期後對 SDO 下達 GET_STATUS 指令, 取回結果 2.1.9 SDO_WR Command 指令說明 :SDO (Service Data Objects) Write, 設定 ECM 對指定的子站 Object Index 及 Object Sub Index 寫入指定數值 Command ID : 0x0008 適用階段 :Pre-Operational State Safe-Operational State Operational State 適用類別 :SDO RD/WR ( 最後一筆命令 ) 表 2.9 SDO_WR Command BYTE 欄位定義 Command Response 0 Command ID 0x0008 0x0008 1 2 Slave Index Slave Index (1~40) Slave Index 3 Size Object Size 4 Object Index Object Sub Index Object Sub Index 5 6 Object Index Object Index 7 25
8 Value Object Value Object Value 9 10 11 12 Reserved* -- -- 13 14 15 * Byte12-15 僅在 CONFIG 2 為 High 時才會生效 Index Bit16 Bit0 Object Index Object Sub Index 提示 :SDO_WR 需耗時, 可在數個週期後對 SDO 下達 GET_STATUS 指令取回狀態, 以 確認寫入 2.1.10 ALM_CLR Command 指令說明 :Clear alarm of slave, 清除子站上的警告訊息 Command ID : 0x10 適用階段 :Operational State 適用類別 :Drive 子站 HSP 子站 STEP 子站 表 2.10 ALM_CLR Command BYTE 欄位定義 Command Response 0 Command ID 0x10 0x10 1 Command Index Command Index 2 Reserved -- Statusword 3 4 Reserved -- -- 5 6 7 8 Reserved -- -- 9 26
10 11 12 Reserved* -- -- 13 14 15 * Byte12-15 僅在 CONFIG 2 為 High 時才會生效 Command Index 使用者自訂的 Index 值, 可藉此值判斷該次回應是針對哪個命令 提示 : 並非所有的 Alarm 均可以被清除, 可以清除的警告請參閱子站說明手冊 2.1.11 SV_ON Command 指令說明 :Set Servo ON, 設定驅動器子站 Servo ON Command ID : 0x11 適用階段 :Operational State 適用類別 :Drive 子站 HSP 子站 STEP 子站 表 2.11 SV_ON Command BYTE 欄位定義 Command Response 0 Command ID 0x11 0x11 1 Command Index Command Index 2 Reserved -- Statusword 3 4 Reserved -- -- 5 6 7 8 Reserved -- -- 9 10 11 12 Reserved* -- -- 13 14 15 * Byte12-15 僅在 CONFIG 2 為 High 時才會生效 27
Command Index 使用者自訂的 Index 值, 可藉此值判斷該次回應是針對哪個命令 提示 :SV_ON 指令會在一個通訊週期送達子站, 但每個子站進行 Servo on 的程式及 所需時間可能不同, 使用者可透 GET_STATUS 指定取得最新的 Statusword, Statusword 可判斷子站 Servo on/off 狀態 2.1.12 SV_OFF Command 指令說明 :Set Servo OFF, 設定驅動器子站 Servo OFF Command ID : 0x12 適用階段 :Operational State 適用類別 :Drive 子站 HSP 子站 STEP 子站 表 2.12 SV_OFF Command BYTE 欄位定義 Command Response 0 Command ID 0x12 0x12 1 Command Index Command Index 2 Reserved -- Statusword 3 4 Reserved -- -- 5 6 7 8 Reserved -- -- 9 10 11 12 Reserved* -- -- 13 14 15 * Byte12-15 僅在 CONFIG 2 為 High 時才會生效 Command Index 使用者自訂的 Index 值, 可藉此值判斷該次回應是針對哪個命令 提示 :SV_OFF 指令會在一個通訊週期送達子站, 但每個子站進行 Servo off 所需時間可能不同, 使用者可透 GET_STATUS 指定取得最新的 Statusword,Statusword 可判斷子站 Servo on/off 狀態 28
2.1.13 IO_RD Command 指令說明 :Read digital input value, 讀取子站數位輸入狀態數值 Command ID : 0x13 適用階段 :Operational State 適用類別 :IO 子站 表 2.13 IO_RD Command BYTE 欄位定義 Command Response 0 Command ID 0x0013 0x13 1 -- 2 Reserved -- -- 3 4 Input -- Input 5 6 7 8 - 子站上的輸入狀態值 Reserved -- -- 9 10 11 12 Reserved* -- -- 13 14 15 * Byte12-15 僅在 CONFIG 2 為 High 時才會生效 2.1.14 IO_WR Command 指令說明 :Write digital output value, 設定子站輸出狀態 Command ID : 0x14 適用階段 :Operational State 適用類別 :IO 子站 表 2.14 IO_WR Command BYTE 欄位定義 Command Response 29
0 Command ID 0x0014 0x14 1 Command Index Command Index 2 Reserved -- -- 3 4 Output Output -- 5 6 7 8 - 子站上的輸出狀態值 Reserved -- -- 9 10 11 12 Reserved* -- -- 13 14 15 * Byte12-15 僅在 CONFIG 2 為 High 時才會生效 Command Index 使用者自訂的 Index 值, 可藉此值判斷該次回應是針對哪個命令 2.1.15 CSP Command 指令說明 :Cyclic Synchronous Position Command, 設定子站之週期性同步位置命令 Command ID : 0x15 適用階段 :Operational State 適用類別 :OP_Mode 為 CSP 的 Drive 或 HSP 或 STEP 子站 表 2.15 CSP Command for Drive and 1 channel HSP BYTE 欄位定義 Command Response Master Cyclic Response 0 Command ID 0x15 0x15 0xBF 1 Cmd. Index Cmd. Index Error Code 2 Statusword -- Statusword Current State 3 Drive 子站狀態 CRC8 Value 4 5 Target Position 目標位置 Target Position ( 絕對位置 ) Current Position -- 30
6 Current Position 7 目前位置 8 ALM Code - Output Value Current Torque FIFO Remaining 9 Alarm code 警告 ** FIFO 尚餘空間 10 代碼 ALM Code** FIFO Full Count 11 Current Torque FIFO 空間滿而被拒 目前扭力值 絕的命令數 12 Reserved* -- -- -- 13 14 15 * Byte12-15 僅在 CONFIG 2 為 High 時才會生效 ** HSP(High Speed Pulse) 子站回傳 Input 狀態, 且無 ALM Code,Drive 子站回傳 Current Torque 及 ALM Code Command Index 使用者自訂的 Index 值, 可藉此值判斷該次回應是針對哪個命令 Error Code CRC 錯誤次數, 因 CRC 錯誤而被拒絕的命令數 Current State 應為 OP: 0x08 Output Value 設定 Drive 或 HSP 上的 Output ( 部分 Drive 可能不支援 ) 提示 :CSP 指令為設定子站目標絕對位置, 建議使用者自行規劃加減速, 並且至少在一個通訊週期內送出一個 CSP 命令 使用者可以在一個通訊週期內送出兩個或以上的 CSP 命令, 尚未送至子站的命令會暫存於 FIFO 中,FIFO 的空間有限, 請注意, 若 FIFO 已無空間存放則會直接忽略該命令, 使用者應檢查 Master 回應中的 FIFO Remaining, 若所剩餘空間過小, 建議暫停數個通訊週期後, 再恢復命令的傳送 表 2.16 CSP Command for 2-channel HSP BYTE 欄位定義 Command Response Master Cyclic Response 0 Command ID 0x15 0x15 0xBF 1 Cmd. Index Cmd. Index Error Code 2 Statusword -- Statusword Current State 3 Drive 子站狀態 CRC8 Value 4 Target Position - Target Position Current -- 5 Pulse 輸出的目 1 ( 絕對位置 ) Position 1 6 標絕對位置 31
7 8 Current Position Output Value Input Status 1 9 - Encoder 回傳 1 10 的目前位置 Target Position Current 11 2( 絕對位置 ) Position 2 Output Value 12 輸出值 13 14 Input Status Output Value Input Status 2 15 輸入狀態 2 提示 : 若要輸出兩組 Pulse,CONFIG 2 必須為 High FIFO Remaining FIFO 尚餘空間 FIFO Full Count FIFO 空間滿而被拒絕的命令數 2.1.16 CSV Command 指令說明 :Cyclic Synchronous Velocity Command, 設定子站之週期性同步速度命令 Command ID : 0x16 適用階段 :Operational State 適用類別 :OP_Mode 為 CSV 的 Drive 或 HSP 或 STEP 子站 表 2.17 CSV Command for Drive and 1 channel HSP BYTE 欄位定義 Command Response Master Cyclic Response 0 Command ID 0x16 0x16 0xBF 1 Cmd. Index Cmd. Index Error Code 2 Statusword -- Statusword Current State 3 Drive 子站狀態 CRC8 Value 4 Velocity 目標速 Velocity Current Position -- 5 6 7 8 度 Current Position 目前位置 ALM Code - -- Current Torque FIFO Remaining 9 Alarm code 警告 ** FIFO 尚餘空間 10 11 代碼 Current Torque 目前扭力值 ALM Code** FIFO Full Count FIFO 空間滿而被拒絕的命令數 32
12 Reserved* -- -- -- 13 14 15 * Byte12-15 僅在 CONFIG 2 為 High 時才會生效 ** HSP(High Speed Pulse) 子站回傳 Input 狀態, 且無 ALM Code,Drive 子站回傳 Current Torque 及 ALM Code Command Index 使用者自訂的 Index 值, 可藉此值判斷該次回應是針對哪個命令 Error Code CRC 錯誤次數, 因 CRC 錯誤而被拒絕的命令數 Current State 應為 OP: 0x08 提示 :CSV 指令為設定子站目標轉速, 建議使用者自行規劃加減速度, 並且至少在一個通訊週期內送出一個 CSV 命令 使用者可以在一個通訊週期內送出兩個或以上的 CSV 命令, 尚未送至子站的命令會暫存於 FIFO 中,FIFO 的空間有限, 請注意, 若 FIFO 已無空間存放則會直接忽略該命令, 使用者應檢查 Master 回應中的 FIFO Remaining, 若所剩餘空間過小, 建議暫停數個通訊週期後, 再恢復命令的傳送 表 2.18 CSV Command for 2 channel HSP BYTE 欄位定義 Command Response Master Cyclic Response 0 Command ID 0x16 0x16 0xBF 1 Cmd. Index Cmd. Index Error Code 2 Statusword -- Statusword Current State 3 Drive 子站狀態 CRC8 Value 4 Target Velocity Target Velocity Current -- 5 -Pulse 輸出的目 1 Position 1 6 標速度 7 8 Current Position Output Value Input Status 1 FIFO Remaining 9 - Encoder 回傳 1 FIFO 尚餘空間 10 的目前位置 Target Current FIFO Full Count 11 Velocity 2 Position 2 FIFO 空間滿而被拒 Output Value 絕的命令數 12 輸出值 13 14 Input Status Output Value Input Status 2 33
15 輸入狀態 2 提示 : 若要輸出兩組 Pulse,CONFIG 2 必須為 High 2.1.17 CST Command 指令說明 :Cyclic Synchronous Torque Command, 設定子站之週期性同步扭力命令 Command ID : 0x17 適用階段 :Operational State 適用類別 :OP_Mode 為 CST 的 Drive 子站 表 2.19 CST Command BYTE 欄位定義 Command Response Master Cyclic Response 0 Command ID 0x17 0x17 0xBF 1 Cmd. Index Cmd. Index Error Code 2 Statusword -- Statusword Current State 3 Drive 子站狀態 CRC8 Value 4 Torque 目標 Torque Current Position 5 6 7 8 扭力 Current Position 目前位置 ALM Code - -- Current Torque FIFO Remaining 9 Alarm code 警告 FIFO 尚餘空間 10 代碼 ALM Code FIFO Full Count 11 Current Torque 目前扭力值 FIFO 空間滿而被拒絕的命令數 12 Reserved* -- -- -- 13 14 15 * Byte12-15 僅在 CONFIG 2 為 High 時才會生效 Command Index 使用者自訂的 Index 值, 可藉此值判斷該次回應是針對哪個命令 Error Code CRC 錯誤次數, 因 CRC 錯誤而被拒絕的命令數 Current State 應為 OP: 0x08 34
提示 :CST 指令為設定子站的目標扭力, 建議使用者自行規劃連續的扭力輸出, 並且至少在一個通訊週期內送出一個 CST 命令 使用者可以在一個通訊週期內送出兩個或以上的 CST 命令, 尚未送至子站的命令會暫存於 FIFO 中,FIFO 的空間有限, 請注意, 若 FIFO 已無空間存放則會直接忽略該命令, 使用者應檢查 Master 回應中的 FIFO Remaining, 若所剩餘空間過小, 建議暫停數個通訊週期後, 再恢復命令的傳送 2.1.18 GO_HOME Command 指令說明 : 設定子站開始回 Home 程式 Command ID : 0x18 適用階段 :Operational State 適用類別 :Drive 子站 HSP 子站 STEP 子站 表 2.20 GO_HOME Command BYTE 欄位定義 Command Response 0 Command ID 0x18 0x18 1 Command Index Command Index 2 Statusword -- Statusword 3 4 Drive 子站狀態 Current Position -- Current Position 5 6 7 8 目前位置 ALM Code - Alarm -- Current Torque 9 10 code 警告代碼 Current Torque ALM Code 11 12 目前扭力值 Reserved* -- -- 13 14 15 * Byte12-15 僅在 CONFIG 2 為 High 時才會生效 Command Index 使用者自訂的 Index 值, 可藉此值判斷該次回應是針對哪個命令 提示 1: 執行 GO_ HOME 前須透過 SDO_WR 來指定操作模式, 請參考子站使用說 35
明, 並確認 Homing Method 種類 Index SubIndex Name Size Value Description 6060h 0 Modes of Operation 1 Byte 6 Homing Mode 6098h 0 Homing Method 1 Byte 0~35 Set Homing Method 另亦可透過 SDO_WR 來設定 Homing 相關參數, 包括但不限於 : Index SubIndex Name Size 607Ch 0 Home Offset 4 Bytes 6099h 1 Speed during search for switch 4 Bytes 6099h 2 Speed during search for zero 4 Bytes 609Ah 0 Homing Acceleration 4 Bytes 提示 2:GO_ HOME 完成後會自動將操作模式切回原設定模式 (CSP / CSV / CST) 提示 3:HSP 第二軸相關設定位置為第一軸 Index + 0x800( 詳細內容請參考 HSP 使用手冊 ) 2.1.19 ABORT_HOME Command 指令說明 : 設定子站強制終止 Home 程式 Command ID : 0x19 適用階段 :Operational State 適用類別 :Drive 子站 HSP 子站 STEP 子站 表 2.21 ABORT_HOME Command BYTE 欄位定義 Command Response 0 Command ID 0x19 0x19 1 Command Index Command Index 2 Statusword -- Statusword 3 4 Drive 子站狀態 Current Position -- Current Position 5 6 7 8 目前位置 ALM Code - Alarm -- Current Torque 9 10 11 code 警告代碼 Current Torque 目前扭力值 ALM Code 36
12 Reserved* -- -- 13 14 15 * Byte12-15 僅在 CONFIG 2 為 High 時才會生效 Command Index 使用者自訂的 Index 值, 可藉此值判斷該次回應是針對哪個命令 提示 : 子站回傳的 Statusword bit10 及 bit12 可判斷回 Home 的狀態, 當 bit10 及 bit12 均為 1 時, 代表回 Home 程式已經完成 透過 ABORT_HOME 指令可強制所有子 站終止 Home 程式 2.1.20 LIO_RD Command 指令說明 : 讀取 ECM IC 上的 Input 狀態 Command ID : 0x0021 適用階段 : 所有階段 適用類別 :ECM( 第一筆命令 ) 表 2.22 LIO_RD Command BYTE 欄位定義 Command Response 0 Command ID 0x0021 0x21 1 Error Code 2 Reserved -- Current State 3 CRC8 Value** CRC8 Value CRC8 Value 4 Input Status -- Input Status 5 6 7 8 Input 狀態 Reserved -- -- 9 10 11 12 Reserved* -- -- 13 14 15 * Byte12-15 僅在 CONFIG 2 為 High 時才會生效 37
注意 :LIO 腳位直接由 ECM IC 提供, 請設計適當之隔離電路, 以免 IC 損毀,3.3V 為 High,0V 為 Low ** CRC8 Value 演算法請參考 2.2 回應資料關於 CRC 的部分, 是否開啟 CRC 檢查可透過 2.1.5 SET_EX 來設定 2.1.21 LIO_WR Command 指令說明 : 設定 ECM IC 上的 Output 狀態 Command ID : 0x0022 適用階段 : 所有階段 適用類別 :ECM( 第一筆命令 ) 表 2.23 LIO_WR Command BYTE 欄位定義 Command Response 0 Command ID 0x0022 0x22 1 Error Code 2 Reserved -- Current State 3 CRC8 Value** CRC8 Value CRC8 Value 4 Output Value Output Value -- 5 6 7 8 Output 值 Reserved -- -- 9 10 11 12 Reserved* -- -- 13 14 15 * Byte12-15 僅在 CONFIG 2 為 High 時才會生效 注意 :LIO 腳位直接由 ECM IC 提供, 請設計適當之隔離電路, 以免 IC 損毀,3.3V 為 High,0V 為 Low ** CRC8 Value 演算法請參考 2.2 回應資料關於 CRC 的部分, 是否開啟 CRC 檢查可透 過 2.1.5 SET_EX 來設定 2.1.22 SW_RESET Command 38
指令說明 :Reset, 回到初始狀態 Command ID : 0x00BB 適用階段 : 所有階段 適用類別 :ECM( 第一筆命令 ) 表 2.24 SW_RESET Command BYTE 欄位定義 Command Response 0 Command ID 0x00BB -- 1 2 Reserved -- -- 3 4 Reserved -- -- 5 6 7 8 Reserved -- -- 9 10 11 12 Reserved* -- -- 13 14 15 * Reset 後將重置所有的變數, 已經開啟的 USB 連線會中斷並關閉 要繼續傳輸必須 再重新開啟 USB 連線 39
2.2 回應資料 每次下達命令後均會得到回應資料, 由於資料傳遞週期的關係, 當次收到回應資料為上次命令後的執行結果回應, 部分命令 ( 如 SET_STATE SDO_RD SDO_WR 等 ) 會經過數個運算速度後回應, 回應資料的前 12 Bytes 為主站資訊, 主站資訊的前 4 Bytes 固定為 Cmd. ID Error Code Current State 及 CRC8 Value, 當 CONFIG 2 為 Low 時, 每子站回應資料為 12Byte, 其代表意義分述如下 : <- 12Bytes-> <- 12Bytes -> Master Slave1 Slave2 Slave40 SDO RD/WR Cmd. ID Error State CRC8 Data_2 Data_3_L Data_3_H (1Byte) (1Byte) (1Byte) (1Byte) (4Bytes) (2Bytes) (2Bytes) Cmd. ID 若對 Master 下達的指令會回傳該指令代碼 ( 如 SET_STATE SET_AXIS SET_DC 等 ), 若 State 為 OP 狀態則會回傳 0xBF Error CRC 錯誤次數, 因 CRC 錯誤而被拒絕的命令數 State 目前主站的執行時間 -INIT: 0x01 -PRE_OP: 0x02 -SAFE_OP: 0x04 -OP: 0x08 CRC8 迴圈冗餘校驗值 (Cyclic Redundancy Check) 該次回傳資訊的 CRC8 校驗值, 驗算方式如下 : STEP 1 : 先將 CRC8 值記錄起來, 並將該欄位填 0 STEP 2: 將回傳值共 504 個 Byte( 或 512 個 Byte) 依序帶入以下 CRC8 多項式 CRC-8 : X 8 + X 2 + X + 1, 初值設為 0x5A STEP 3: 算出 CRC8 值, 此值應與 STEP 1 記錄的值相符此值是否傳送可透過 2.1.5 SET_EX 命令來設定 Data_2 顯示回應資料 ( 依命令不同代表不同意義 ) Data_3_L 在 OP 狀態下顯示剩餘 FIFO 命令緩衝空間 Data_3_H 在 OP 狀態下顯示因已無命令緩衝空間而被拒絕沒有執行的命令數量 40
回應資料的第 13 Byte 開始至第 492Byte 為 40 個子站資訊, 每個子站資訊為 12 個 Byte, 驅動器子站資訊的前 2 Bytes 固定為 Cmd. ID 及 Cmd. Index, 其代表意義分述如下 : <- 12Bytes-> <- 12Bytes-> <- 12Bytes -> Master Slave1 Slave2 Slave40 SDO RD/WR Cmd. ID Cmd. Index Data_1 Data_2 Data_3L Data_3H (1Byte) (1Byte) (2Bytes) (4Bytes) (2Bytes) (2Bytes) Cmd. ID 對該子站下達的指令會回傳該指令代碼 Cmd. Index 指此資料為針對哪個 Command Index 命令的回應 Data_1 在 OP 狀態下顯示驅動器子站的 Status Word( 狀態字 ),Status Word 為 EtherCAT CoE Object 0x6041 的標準, 相關定義請參考子站使用說明 Data_2 在 OP 狀態下顯示驅動器子站的 Current Position( 目前位置 ), 此為 EtherCAT CoE Object 0x6064 的標準 Data_3_L 在 OP 狀態下顯示驅動器子站的 Current Torque( 目前扭力 ), 此為 EtherCAT CoE Object 0x6077 的標準 Data_3_H 在 OP 狀態下顯示驅動器子站的 Error Code( 錯誤代碼 ), 此為 EtherCAT CoE Object 0x603F 的標準 當 CONFIG 2 為 High 時, 回應資訊均為 16Bytes, 前 12Bytes 與上述相同, 目前僅 HSP 子站在 CSP/CSV 命令時, 會使用增加的 4Bytes 空間 <- 16Bytes-> <- 16Bytes -> Master Slave1 Slave2 Slave30 SDO RD/WR 41
第 3 章流程範例 42
第 4 章動態函式庫 4.1 動態函式庫簡介 USBLib.dll 為 ECM-SK 使用 USB 做為介面, 在 Windows 作業系統中的動態函式庫, 支援語言包含 C++ Visual Basic.NET C#.NET 等,USBLib.dll 須與執行檔.exe 放置相同目錄 USBLib.lib 為開發 C++ 程式時的參考檔, USB_dotNET.dll 為開發微軟.NET 程式時的參考函式原型, 程式開發時加入專案中的參考 4.2 USBLib 函式庫 USBLib 函式庫支援 C++ Visual Basic.NET C#.NET 等.NET 系列程式語 言, 因在程式執行時間被參考, 故須放置於執行檔相同目錄, 表 4.1 為 USBLib.dll 動態函式庫主要功能 表 4.1 USBLib.dll 主要功能列表 函式名稱 說明 參考 OpenECMUSB() 開啟與 ECM-SK 間的 USB 連線 4.2.1 CloseECMUSB() 關閉與 ECM-SK 間的 USB 連線 4.2.2 ECMUSBWrite() 透過 USB 寫入資料至 ECM-SK 4.2.3 ECMUSBRead() 透過 USB 讀取數據從 ECM-SK 4.2.4 4.2.1 OpenECMUSB 函式說明 函式宣告傳入參數回傳參數說明 bool OpenECMUSB() 無回傳一個 bool 值, 指出開啟連線是否成功使用本函式來開啟與 ECM-SK 間的 USB 連線, 若回傳值為 False, 有可能有下列原因 : ECM-SK 並未連接到本機端的任一 USB 埠 ECM-SK CONFIG 0 未正確設定 43
ECM-SK 找不到任何 EtherCAT Slave ECM-SK 已經被其他程式開啟 USB 埠的供電不足, 導致 ECM-SK 無法正常運作 4.2.2 CloseECMUSB 函式說明 函式宣告傳入參數回傳參數說明 void CloseECMUSB() 無無使用本函式來關閉與 ECM-SK 間的 USB 連線, 並釋放連線資源 4.2.3 ECMUSBWrite 函式說明 函式宣告 ECMUSBWrite(unsigned char * data, unsigned long dwlength) 傳入參數 data 指標形態, 指向 unsigned char 陣列, 該陣列中存放欲寫入的資料 dwlength 4 bytes unsigned long, 指出欲寫入的資料 byte 數, 由於每次交換資料為 504 或 512bytes, 此值應為 504 或 512 回傳參數 回傳一個 bool 值, 指出寫入資料是否成功 說明 使用本函式來透過 USB 寫入資料至 ECM-SK, 若回傳值為 False, 有可能有下列原因 : ECM-SK 未開啟, 請先呼叫 OpenECMUSB 以開啟連線 已開啟的連線失效, 可能為 USB 接觸不良或已移除 4.2.4 ECMUSBRead 函式說明 函式宣告 ECMUSBRead(unsigned char * data, unsigned long dwlength) 傳入參數 data 指標形態, 指向 unsigned char 陣列, 讀取的資料會存放於該陣列中 dwlength 4 bytes unsigned long, 指出欲讀出的資料 byte 數, 由於每次交換資料為 504 或 512bytes, 此值應為 504 或 512 回傳參數 回傳一個 bool 值, 指出讀取資料是否成功 44
說明使用本函式來透過 USB 從 ECM-SK 讀取資料, 若回傳值為 False, 有可能有下列原因 : ECM-SK 未開啟, 請先呼叫 OpenECMUSB 以開啟連線 已開啟的連線失效, 可能為 USB 接觸不良或已移除 4.3 USB_dotNET 函式庫 USB_dotNET 函式庫支援 Visual Basic.NET C#.NET 等.NET 系列程式語言, 提供.NET 環境下與 ECM-SK 相關的常數定義 結構與函式, 提供更為直覺的開發流程, 此函式庫在設計階段需加入項目中的參考, 執行時間仍會參考 USBLib.dll, 故 USBLib.dll 須放置於執行檔相同目錄, 而 USB_dotNET_XXB.dll 檔則不須放置於執行檔相同目錄, 表 4.2 為 USB_dotNET_XXB.dll 動態函式庫主要功能, 表 4.3 為 USB_dotNET_12B.dll 動態函式庫命令結構 表 4.2 USB_dotNET_XXB.dll 主要常數列表 群組 常數名稱 形態 常數值 說明 最大軸數 DEF_MA_MAX Int32 42 USB_dotNET_12B.dll 最多 1 ECM 40 Slaves 及 1 組 SDO RD/WR 32 USB_dotNET_16B.dll 最多 1 ECM 30 Slaves 及 1 組 SDO RD/WR NIC_INIT Int32 0 初始化網路階段 EthetCAT 狀態 STATE_INIT Int32 1 EtherCAT Init 階段 STATE_PRE_OP Int32 2 EtherCAT PreOP 階段 STATE_SAFE_OP Int32 4 EtherCAT SafeOP 階段 STATE_OPERATIONAL Int32 8 EtherCAT OP 階段 CSP_MODE Int32 8 CSP 模式 Drive 模式 CSV_MODE Int32 9 CSV 模式 CST_MODE Int32 10 CST 模式 45
DC 模式 FREERUN Int32 0 無 DC 同步 DCSYNC Int32 1 DC 同步 DRIVE Int16 0x0 驅動器類型子站 IO Int16 0x1 IO 類型子站 子站類別 HSP Int16 0x2 HSP 類型子站 STEP Int16 0x3 STEP 類型子站 None Int16 0xF 無子站 GET_STATUS Int16 0x00 取回狀態 SET_STATE Int16 0x01 設定 ECM 狀態 SET_AXIS Int16 0x02 設定各子站類別 SET_DC Int16 0x03 設定週期時間及 DC 模式 指令代碼 SET_EX Int16 0x04 設定 CRC 功能 SET_FIFO Int16 0x05 設定 FIFO DRIVE_MODE Int16 0x06 設定驅動器模式 SDO_RD Int16 0x07 讀取參數 SDO_WR Int16 0x08 寫入參數 ALM_CLR Int16 0x10 清除警告 SV_ON Int16 0x11 激磁 SV_OFF Int16 0x12 退磁 IO_RD Int16 0x13 讀取 IO 子站 Input 狀態 指令代碼 IO_WR Int16 0x14 設定 IO 子站 Output 狀態 CSP Int16 0x15 CSP 週期指令 CSV Int16 0x16 CSV 週期指令 CST Int16 0x17 CST 週期指令 GO_HOME Int16 0x18 開始回 Home 程式 ABORT_HOME Int16 0x19 終止回 Home 程式 LIO_RD Int16 0x21 讀取 ECM 上的 Input 狀態 指令代碼 LIO_WR Int16 0x22 設定 ECM 上的 Output 狀態 指令代碼 SW_RESET Int16 0xBB 軟體重置 表 4.3 USB_dotNET_12B.dll 命令結構 46
結構名稱 成員變數名稱 形態 transdata CMD Int16 Pram Int16 Data1 Int32 Data2 Int32 USB_dotNET_12B.dll 含有兩個主要的公用變數 cmddata 及 respdata, 均為 transdata 結構陣列, 長度均為 42, 可存放 1 個 ECM 及 40 個子站的資料, 再加上一筆 SDO RD/ WR 專用命令位置 表 4.4 為 USB_dotNET_16B.dll 動態函式庫命令結構 表 4.4 USB_dotNET_16B.dll 命令結構 結構名稱 成員變數名稱 形態 transdata CMD Int16 Pram Int16 Data1 Int32 Data2 Int32 Data3 Int32 USB_dotNET_16B.dll 含有兩個主要的公用變數 cmddata 及 respdata, 均為 transdata 結構陣列, 長度均為 32, 可存放 1 個 ECM 及 30 個子站的資料, 再加上一筆 SDO RD/ WR 專用命令位置, 表 4.5 為 USB_dotNET_XXB.dll 動態函式庫主要函式 表 4.5 USB_dotNET_XXB.dll 動態函式庫主要函式 函式名稱 說明 參考 OpenECMUSB() 開啟與 ECM-SK 間的 USB 連線 4.3.1 CloseECMUSB() 關閉與 ECM-SK 間的 USB 連線 4.3.2 ECMUSBWrite() 透過 USB 寫入資料至 ECM-SK 4.3.3 ECMUSBRead() 透過 USB 讀取數據從 ECM-SK 4.3.4 ClearCmdData() 清除指令 4.3.5 4.3.1 OpenECMUSB 函式說明 47
函式宣告 bool OpenECMUSB() 傳入參數無回傳參數回傳一個 bool 值, 指出開啟連線是否成功說明使用本函式來開啟與 ECM-SK 間的 USB 連線, 若回傳值為 False, 有可能有下列原因 : ECM-SK 未連接到本機端的任一 USB 埠 ECM-SK CONFIG 0 未正確設定 ECM-SK 找不到任何 EtherCAT Slave ECM-SK 已經被其他程式開啟 USB 埠的供電不足, 導致 ECM-SK 無法正常運作 4.3.2 CloseECMUSB 函式說明 函式宣告傳入參數回傳參數說明 void CloseECMUSB() 無無使用本函式來關閉與 ECM-SK 間的 USB 連線, 並釋放連線資源 4.3.3 ECMUSBWrite 函式說明 函式宣告傳入參數回傳參數說明 bool ECMUSBWrite() 無回傳一個 bool 值, 指出寫入資料是否成功使用本函式透過 USB 將 cmddata 的資料寫入至 ECM-SK, 若回傳值為 False, 有可能有下列原因 : ECM-SK 未開啟, 請先呼叫 OpenECMUSB 以開啟連線 已開啟的連線失效, 可能為 USB 接觸不良或已移除 4.3.4 ECMUSBRead 函式說明 函式宣告傳入參數回傳參數說明 bool ECMUSBRead() 無回傳一個 bool 值, 指出讀取資料是否成功使用本函式來透過 USB 從 ECM-SK 讀取數據至 respdata, 若回傳 48
值為 False, 有可能有下列原因 : ECM-SK 未開啟, 請先呼叫 OpenECMUSB 以開啟連線 已開啟的連線失效, 可能為 USB 接觸不良或已移除 讀回資料的 CRC8 值驗證錯誤 4.3.5 ClearCmdData 函式說明 函式宣告 void ClearCmdData() 傳入參數 無 回傳參數 無 說明 使用本函式來清除 cmddata 的內容, 使得內容值均為 0 49
4.4 Visual Studio 專案環境設定 驟 本節以微軟公司的 Visual Studio 2010 的環境為例, 逐步說明專案環境設定的步 4.4.1 C#.NET 專案環境設定 Step 1 : 新增專案 依需求選擇 Windows Form 應用程式 或 控制台應用程 式 Step 2 于 方案總管 中的 參考, 按右鍵選擇 加入參考 50
Step 3 於 流覽 頁簽, 選擇 USB_dotNET_XXB.dll 後按確定 Step 4 於程式頂端加入命名空間 USB_dotNET_XXB Step 5 即可於主程序使用 USB_dotNET.dll 動態函式庫提供功能 51
4.4.2 Visual Basic.NET 專案環境設定 Step 1 : 新增專案 依需求選擇 Windows Form 應用程式 或 控制台應用程式 Step 2 于 方案總管 中的項目名稱, 按右鍵選擇 加入參考 52
Step 3 於 流覽 頁簽, 選擇 USB_dotNET_XXB.dll 後按確定 Step 4 於程式頂端加入命名空間 USB_dotNET_XXB Step 5 即可於主程序使用動態函式庫提供功能 53
4.4.3 C++ 專案環境設定 Step 1 : 新增項目 依需求選擇項目類型, 此處以 Win32 控制台應用程式 為例 Step 2 於專案組態屬性頁中的 連結器 下的 輸入, 右側 其他相依性 欄 位, 輸入 USBLib.lib 54
Step 3 於專案組態屬性頁中的 VC++ 目錄 指定 Include 目錄 及 程式庫目錄, 此處目錄僅供參考, 請依實際狀況輸入 USBLib.h 及 USBLib.lib 實際目錄 Step 4 於程式頂端加入 Include 定義檔 USBLib.h Step 5 即可於主程序使用 USBLib.dll 動態函式庫提供功能 55