运动控制器2：GRBL的核心结构体block_t和BRESENHAM算法

typedef struct {

  第一部分：bresenham算法需要的入口条件，包括运动方向，X,Y,Z各需要运动多少步，以及完成这个BLOCK需要运动多少步。

  uint8_t  direction_bits            //

  uint32_t steps_x, steps_y, steps_z//

  int32_t  step_event_count          //

Bresenham直线算法是用来描绘由两点所决定的直线的算法，它会算出一条线段在 n 维光栅上最接近的点。这个算法只会用到较为快速的整数加法、减法和位元移位，常用于绘制电脑画面中的直线。是计算机图形学中最先发展出来的算法。

GRBL中，圆弧是用直线段来接近描述的，所以不需要考虑，直接的画法通过下面的判断器，X先走。

把纵轴的一个方格的一半作为基准，如果在基准点以上，则Y轴走一步，如果在下面，则X继续走一步。而step_event_count为最终走的总步数，为X+Y总步数。

第二部分：

调度器用于计算加速度的内容，也就是说，BRESENHEM用到的是梯形加速度，我们需要计算梯形的各个表征值。

  float nominal_speed 庆樱雹             // 匀速誉帆运动速度

  float entry_speed                // 从一个BLOCK进入到这个BLOCK的速度

  float max_entry_speed            // 最大的进入速度

  float millimeters                // BLOCK运动的实际mm距离

  uint8_t recalculate_flag          // 重新计算梯度的FLAG

  uint8_t nominal_length_flag        // 是否进入了匀速的FLAG

  第三部分：

实际梯形的各个参数计算

  uint32_t initial_rate              // 梯形运动初始值 

  uint32_t final_rate                // 梯形运动结束

  int32_t rate_delta                //计算加速度

  uint32_t accelerate_until          // 加速度阶段运动的距离

  uint32_t decelerate_after          // 减速度阶段运行的距离

  uint32_t nominal_rate              // 匀速阶段运行的距离

} block_t

实际上，BLOCK的执行需要一定的时间，所以没有执行完成的BLOCK需要列队进行等待，所以需要用到调度器。

目前，3D打印机做开源的主要用到了Marlin固件，其实核心算法就是GRBL,加入了两轴材料挤出的步进电机轴，另外还用到了一个开源的温控PID算法，这个我们暂时用不上，不再考虑。

在找Marlin固件时发现了一个好的芯片，TC2100这颗IC卖出的价格在20元以上，而市面上用的1.5A电流的芯片大部分只卖到了4元左右，这颗IC的核心优势就是细分数，看了一下资料，也用到了他们的专利算法：一种新型的PWM算法，淘宝上卖出的模块价格在37元左右，其实还有不少的利润空间，可惜拿货估计有点麻颂锋烦，订单小了估计都不好拿货。

另外需要注意的是，初始化的参数是存放在EEPROM中的，GRBL也有一个EEPROM的函数，但是实际上我们定义了我们新的EEPROM函数，用到的是W24512,至于这一块如何移植，后文再介绍。

在系统进行初始化时，我们需要初始化GRBL的配置参数，函数的本体如下：

void settings_init() {

read_global_settings,

如果返回有错，进行处理：DEBUG输出，设置为默认初始化值，再一次DEBUG输出。

设置为默认值时，我们用到了write_global_settings，主要调用了

eeprom_put_char和memcpy_to_eeprom_with_checksum

这里EEPROM定义在EEPROMCNC.H中，此文件为GRBL定义的，我们进行移植的时候，直接从这里转移到我们实际使用的EEPROM中即可，我们的EEPROM定义在I2CEEPROM中。

在0地址写入参数为SETTINGS_VERSION

在接下来的地址中，写入的参数为settings的结构体，settings结构体为每个系统特殊的应用来决定，默认的值保存在defaults_h中，我们在第一篇解读中毁棚桐有详细介绍。

官网的配置参数介绍：

https://github.com/grbl/grbl/wiki/Configuring-Grbl-v0.8#grbls-xval-settings-and-what-they-mean

我的解读笔记： https://www.jianshu.com/p/73193ddec6e2

这个是系统和单片机中算法的桥梁，一定要注意配置好。

全局配置读取以后，如和袭果版本号是我们设置的版本，#define SETTINGS_VERSION 5

则从EEPROM中读取memcpy_from_eeprom_with_checksum结构体settings

然后纤坦开始读主轴的数据，并存放在coord_data中。

关于EEPROM的移植：

GRBL调用的函数名称为eeprom_get_char，如果用到我们定义的新文件，先把新文件的头文件包括进来#include "I2CEEPROM.h"

在eeprom_get_char的函数本体中，只用一条return TWI_ReadByte( addr)进行跳转。

而memcpy_to_eeprom_with_checksum函数则调用eeprom_get_char，所以不需要修改。

我们用的芯片是24C128，在I2CEEPROM.H中，有如此的宏定义：

#define ADDR_24CXX        0xA0

#define SCLH        GPIOB->BSRR = GPIO_Pin_6

#define SCLL        GPIOB->BRR  = GPIO_Pin_6

#define SDAH        GPIOB->BSRR = GPIO_Pin_7

#define SDAL        GPIOB->BRR  = GPIO_Pin_7

#define SCLread      GPIOB->IDR  &GPIO_Pin_6

#define SDAread      GPIOB->IDR  &GPIO_Pin_7

#define  W_ENANLE  GPIO_WriteBit(GPIOB, GPIO_Pin_5, (BitAction)0x00)

#define  W_DISANLE    GPIO_WriteBit(GPIOB, GPIO_Pin_5, (BitAction)0x01)

UG后处理出来的NC程序饥雹厅就是通过UG的后处理器产生出来的,UG的后处理器主要由三个文件组成,.pui,.def,.tcl,UG后处理程序时最直接用到的是.def和.tcl这两个文肆斗件,这些文件可以使用拷贝复制的方法烂隐获得,也可以从无到有利用UG软件自带的后处理构造器生成制作出来

---