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Xc1006 g版六轴运动控制芯片
使
用
说
明
概述
XC1006g版本支持串口通讯，仅需使用少量指令便可完成复杂工作。
单芯片六轴输出，多个芯片通过组网可控制达120轴。
支持六轴独立运动，支持四轴，六轴直线插补，二轴圆弧插补，椭圆插补。脉冲输出使用脉冲+方向方式。
拥有128条运动指令缓存空间，支持连续插补，支持速度前瞻。
支持电子手轮功能。
LQFP64封装，引脚输入输出3.3V，可兼容5V。
性能参数
供电电源 3.3VDC 电流100MA
温度范围 －40 ～ ＋105℃
封装 LQFP64
IO输入 3.3v ，兼容5v
IO输出 3.3v TTL输出
控制轴数 6轴
脉冲输出最高频率 独立：1MHZ 插补：400KHZ
编码器输入最高频率 400KHZ
运动性能 6轴独立运动，1-6轴直线插补 ，圆弧插补，椭圆插补，支持指令缓存，支持连续插补 。
通信速度 串口：115200bps
引脚排列
引脚号 引脚名称 引脚功能说明
1 VDD 电源正极+3.3V
2 Y4 4号输出口
3 Y5 5号输出口
4 Y6 6号输出口
5 XA1 16MHZ晶振引脚
6 XA2 16MHZ晶振引脚
7 RST 复位引脚，低电平有效
8 X 手轮轴号选择1轴，低电平有效
9 Y 手轮轴号选择2轴，低电平有效
10 Z 手轮轴号选择3轴，低电平有效
11 E 手轮轴号选择4轴，低电平有效
12 VSS 电源负极
13 VDD 电源正极+3.3V
14 P5 第5轴脉冲信号
15 D5 第5轴方向信号
16 LMT1- 1轴负限位或原点，低电平有效
17 LMT2- 2轴负限位或原点，低电平有效
18 VSS 电源负极
19 VDD 电源正极+3.3V
20 LMT3- 3轴负限位或原点，低电平有效
21 LMT4- 4轴负限位或原点，低电平有效
22 LMT1+ 1轴正限位，低电平有效
23 LMT2+ 2轴正限位，低电平有效
24 LMT3+ 3轴正限位，低电平有效
25 LMT4+ 4轴正限位，低电平有效
26 LMT5- 5轴负限位或原点，低电平有效
27 LMT6- 6轴负限位或原点，低电平有效
28 VSS 电源负极
29 LMT5+ 5轴正限位，低电平有效
30 LMT6+ 6轴正限位，低电平有效
31 VSS 电源负极
32 VDD 电源正极+3.3V
33 CS SPI通信使能脚，低电平有效
34 SCL SPI通信时钟脚
35 MISO SPI通信数据输出脚，接单片机数据输入脚
36 MOSI SPI通信数据输入脚，接单片机数据输出脚
37 P6 第6轴脉冲信号
38 D6 第6轴方向信号
39 SIGN 工作状态指示，闲时慢速交替变化，轴运行时快速交替变化
40 D1 第1轴方向信号
41 P1 第1轴脉冲信号
42 TXD 串口发送TTL电平，接上位机RXD脚
43 RXD 串口接收TTL电平，接上位机TXD脚
44 SX1 手轮脉冲数量放大1倍，低电平有效
45 SX10 手轮脉冲数量放大10倍，低电平有效
46 SX100 手轮脉冲数量放大100倍，低电平有效
47 VSS 电源负极
48 VDD 电源正极+3.3V
49 D2 第2轴方向信号
50 P2 第2轴脉冲信号
51 Y0 0号输出口
52 Y1 1号输出口
53 Y2 2号输出口
54 Y3 3号输出口
55 STOP 急停引脚，低电平有效
56 P3 第3轴脉冲信号
57 D3 第3轴方向信号
58 P4 第4轴脉冲信号
59 D4 第4轴方向信号
60 VSS 电源负极
61 A 正交编码输入
62 B 正交编码输入
63 VSS 电源负极
64 VDD 电源正极+3.3V
串口通讯协议
g版本支持串口通讯，串口通讯速率为115200bps,数据位为8位，停止位1位，无校验。
校验和为指令校验和之前所有数据相加，取低2个字节。
除去《获取各轴逻辑位置和状态》指令，其它指令返回数据格式：
地址码 功能码 参数
0x00 1字节 0x0000
串口通讯指令
◆设置轴速度
发送：
地址码 功能码 补充0 轴号 加速度 运行速度 减速度 校验和
0x00 0x01 0x00 1字节 4字节 4字节 4字节 2字节
部分参数解释：
轴号（1，2，3，4，5，6，7）
加速度 加速度为：值（1-1600000）（Hz/s2）
运行速度 运行频率为：值（1-400000）（Hz）
减速度 减速度为：值（1-1600000）（Hz/s2）
要点：由于插补运动指令共用一个插补核心，轴号设为7为设置运行插补指令时所有轴整体速度。轴号设为1-6时为设置运行单轴运动指令时各轴速度。加速度最大可设为运行速度4倍。
◆ 设置轴逻辑位置
发送：
地址码 功能码 补0 轴号 位置 校验和
0x00 0x12 0x00 1字节 4字节 2字节
部分参数解释：
轴号（1，2，3，4，5，6） 1-6：1-6轴
位置 轴逻辑位置，范围（-268435455~+268435455）
◆轴停止
发送：
地址码 功能码 轴号 模式 校验和
0x00 0x17 1字节 1字节 2字节
部分参数解释：
轴号（1，2，3，4，5，6，7） 7：插补核心所有轴停止。1-6：单轴运动时各轴停止
模式（0，1） 0：急停并清空后面缓存的指令 1：减速停不清后面缓存的指令
要点：插补运动时轴共用一个插补核心，虚拟轴号为7。减速停止会使轴逻辑位置不准确，后面需重设轴逻辑位置。
◆ 单轴运动
发送：
地址码 功能码 轴号 运动方式 脉冲数量 校验和
0x00 0x02 1字节 1字节 4字节 2字节
部分参数解释：
轴号（1，2，3，4，5，6） 独立轴运动的轴号
脉冲数量 （-268435455~+268435455）输出的脉冲数 >0：正方向移动 <0：负方向移动
运动方式（0，1） 0：绝对位移 1：相对位移
要点：单轴运动指令实时执行，不会进入缓存，只有当前轴未被插补指令使用且处于停止状态才能发送本轴的单轴运动指令。减速停止会使轴逻辑位置不准确，后面需重设轴逻辑位置。
◆ 设置特殊功能
发送：
地址码 功能码 补充0 功能 校验和
0x00 0xfa 0x00 1字节 2字节
部分参数解释：
当功能写入0x01-0x80，设置圆弧精度，值越低精度越高，默认值为0x0b。
当功能写入0xfc，缓存内运动指令暂停。
当功能写入0xfd，取消缓存内运动指令暂停。
当功能写入0xDA，手轮功能有效。
当功能写入0xDB，手轮功能失效。
当功能写入0xea，取消引脚限位功能。
当功能写入0xeb，始能引脚限位功能。
◆获取各轴逻辑位置和状态
发送：
地址码 功能码 校验和
0x00 0x04 2字节
返回：
地址码 各轴运行状态 缓存数量 1轴坐标 2轴坐标 3轴坐标 4轴坐标 5轴坐标 6轴坐标 负限位状态 正限位状态 输出口状态 手轮状态 校验和
0x00 1字节 2字节 4字节 4字节 4字节 4字节 4字节 4字节 1字节 1字节 1字节 1字节 2字节
部分参数解释：
各轴运行状态（转为8位二进制数）
第0位为单轴运动1轴状态 0：停止中 1：运动中
第1位为单轴运动2轴状态 0：停止中 1：运动中
第2位为单轴运动3轴状态 0：停止中 1：运动中
第3位为单轴运动4轴状态 0：停止中 1：运动中
第4位为单轴运动5轴状态 0：停止中 1：运动中
第5位为单轴运动6轴状态 0：停止中 1：运动中
第6位为插补运动轴状态 0：停止中 1：运行中
缓存数量（0-128） 还未运行的缓存指令数
各轴坐标 范围（-268435455~+268435455）
负限位状态（转为8位二进制数）
第0位为1轴状态 0：限位中 1：未限位
第1位为2轴状态 0：限位中 1：未限位
第2位为3轴状态 0：限位中 1：未限位
第3位为4轴状态 0：限位中 1：未限位
第4位为5轴状态 0：限位中 1：未限位
第5位为6轴状态 0：限位中 1：未限位
正限位状态（转为8位二进制数）
第0位为1轴状态 0：限位中 1：未限位
第1位为2轴状态 0：限位中 1：未限位
第2位为3轴状态 0：限位中 1：未限位
第3位为4轴状态 0：限位中 1：未限位
第4位为5轴状态 0：限位中 1：未限位
第5位为6轴状态 0：限位中 1：未限位
输出口状态（转为8位二进制数）
第0位为Y0状态
第1位为Y1状态
第2位为Y2状态
第3位为Y3状态
第4位为Y4状态
第5位为Y5状态
第6位为Y6状态
手轮状态（转为8位二进制数）
第0位为手轴状态 0：失效中 1：使能中
要点：插补运动轴状态只是轴的瞬时状态，不能用来指示指令是否完成。可读取缓存数量来判断缓存区指令是否完成。
以下指令会自动进入缓存区并排队执行
◆ 四轴直线插补
发送：
地址码 功能码 X轴号 Y轴号 Z轴号 E轴号 X脉冲数 Y脉冲数 Z脉冲数 E脉冲数 补0 运动方式 校验和
0x00 0x0a 1字节 1字节 1字节 1字节 4字节 4字节 4字节 4字节 0x00 1字节 2字节
部分参数解释：
X轴号（1，2，3，4）
Y轴号（1，2，3，4）
Z轴号（1，2，3，4）
E轴号（1，2，3，4）
X脉冲（-268435455~+268435455）
Y脉冲（-268435455~+268435455）
Z脉冲（-268435455~+268435455）
E脉冲（-268435455~+268435455）
运动方式（0，1） 0：绝对位移 1：相对位移
要点：当只需要少于四轴做插补时，不用的轴号和脉冲数写0。须确保需使用的轴未被单轴运动指令占用。
◆ 等待延时
发送：
地址码 功能码 延时量 校验和
0x00 0x0e 2字节 2字节
部分参数解释：
延时量（1-10000）MS
要点：等待延时是指等待所设延时量后才执行后面的指令。
◆写输出口状态
发送：
地址码 功能码 输出端口号 输出状态 校验和
0x00 0x03 1字节 1字节 2字节
部分参数解释：
输出端口号 （0-6,7） 0-6:Y0-Y6 7:全部输出引脚
输出状态 （0,1） 0：输出低电平 1：输出高电平
◆回原点
地址码 功能码 补0 轴号 进入原点速度 离开原点速度 校验和
0x00 0x1a 0x00 1字节 4字节 4字节 2字节
部分参数解释：
轴号（1，2，3，4，5，6）
进入原点速度 运行频率为：值（1-400000）（Hz）
离开原点速度 运行频率为：值（1-400000）（Hz）
要点：回原点指令内部会使用直线插补指令自动生成一段负脉冲和一段正脉冲。以进入原点速度输出负脉冲时，左限位原点开关生效时自动减速停；随后以离开原点速度输出正脉冲，离开原点限位开关时自动急速停止，急停后可作为原点。回原点指令不宜和其它运动指令混合在一起放入缓存里，回原点过程应单独存在。
用户也可自己回原点，先设置合适的速度，用单轴运动指令向负方向发送大量脉冲，负方向限位有效时电机会自动停止，可用获取各轴逻辑位置和状态查询限位状态和轴状态，以确定电机已停止。最后用设置轴逻辑位置指令设置当前坐标为0，以此为原点，这样可多轴同时回原点。
◆ 二轴圆弧插补
发送：
地址码 功能码 X轴号 Y轴号 终点坐标X 终点坐标Y 圆心坐标X 圆心坐标Y 运动方式1 运动方式2 校验和
0x00 0x0c 1字节 1字节 4字节 4字节 4字节 4字节 1字节 1字节 2字节
部分参数解释：
X轴号（1，2，3）
Y轴号（1，2，3）
终点坐标 圆弧插补的终点位置,范围（-268435455~+268435455）
圆心坐标 圆弧插补的圆心点位置，范围（-268435455~+268435455）
运动方式1 0：圆心法逆时针插补 1：圆心法顺时针插补 2：三点定圆弧
3：半径法逆时针插补 4：半径法顺时针插补
运动方式2 0：绝对位移 1：相对位移
要点：圆弧各坐标必须能构成正常的圆弧。当运动方式设为2时，为三点定圆弧模式，圆心坐标参数设为圆弧的中间点坐标。当运动方式设为3或4时，为半径法圆弧模式，圆心坐标X参数设为圆弧的半径长度，圆心坐标Y参数设为0。须确保需使用的轴未被单轴运动指令占用。
◆ 二轴椭圆弧插补
发送：
地址码 功能码 X轴号 Y轴号 终点坐标X 终点坐标Y 圆心坐标X 圆心坐标Y 长半轴长度 短半轴长度 运动方式1 运动方式2 校验和
0x00 0x10 1字节 1字节 4字节 4字节 4字节 4字节 4字节 4字节 1字节 1字节 2字节
部分参数解释：
X轴号（1，2，3）
Y轴号（1，2，3）
终点坐标 圆弧插补的终点位置,范围（-268435455~+268435455）
圆心坐标 圆弧插补的圆心点位置，范围（-268435455~+268435455）
运动方式1 0：逆时针插补 1：顺时针插补
运动方式2 0：绝对位移 1：相对位移
要点：圆弧各坐标必须能构成正常的圆弧。须确保需使用的轴未被单轴运动指令占用。
◆ 六轴直线插补
发送：
地址码 功能码 X轴号 Y轴号 Z轴号 E轴号 U轴号 V轴号 X脉冲数 Y脉冲数 Z脉冲数 E脉冲数 U脉冲数 V脉冲数 补充0 运动方式 校验和
0x00 0x0b 1字节 1字节 1字节 1字节 1字节 1字节 4字节 4字节 4字节 4字节 4字节 4字节 0x00 1字节 2字节
部分参数解释：
X轴号（1，2，3，4，5，6）
Y轴号（1，2，3，4，5，6）
Z轴号（1，2，3，4，5，6）
E轴号（1，2，3，4，5，6）
U轴号（1，2，3，4，5，6）
V轴号（1，2，3，4，5，6）
X脉冲（-268435455~+268435455）
Y脉冲（-268435455~+268435455）
Z脉冲（-268435455~+268435455）
E脉冲（-268435455~+268435455）
U脉冲（-268435455~+268435455）
V脉冲（-268435455~+268435455）
运动方式（0，1） 0：绝对位移 1：相对位移
要点：当只需要少于六轴做插补时，不用的轴号和脉冲数写0。当不需要使用U轴，V轴时，尽量使用四轴插补指令以减少通讯数据。须确保需使用的轴未被单轴运动指令占用。
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Γ ( z ) = ∫ 0 ∞ t z − 1 e − t d t . \Gamma(z) = \int_0^\infty t^{z-1}e^{-t}dt\,. Γ(z)=∫0∞tz−1e−tdt.
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