LINUXCNC源程序原理说明.docx
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LINUXCNC源程序原理说明
源程序的树结构如下：
Overviewoftheemc2directory（generatedbytree-I.git-d）:
.
|--app-defaults
|--bin（usermodebinaries）
|--configs
||--5axis
||--boss
||--common
||--dallur-thc
||--demo_mazak（samplemazakconfigfiles）
||--demo_sim_cl（samplesimwithladderIO）
||--demo_step_cl（samplestepperwithladderIO）
||--etch-servo
||--halui_halvcp
||--hexapod-sim
||--lathe-pluto
||--m5i20（sampleservousingMesaPCI）
||--max
||--motenc（sampleservousingVitalPCI）
||--nist-lathe
||--plasma-thc
||--plasma-thc-sim
||--ppmc
||--puma
||--scara
||--sim（simulatedmotionandIO）
||--stepper（parportstepperdriver）
||--stepper-gantry
||--stepper-xyza
||--stg（sampleservousingSTGISA）
||--univpwm（samplePICOservogenerator）
||--univstep（samplePICOsteppergenerator）
|`--vti
|--debian（filesneededtobuilddebpackages）
||--（extrafilesforUbuntu
|||--etc
||||--
||||--udev
|||||--
||||`--scripts
|||`--xdg
|||`--menus
|||`--applications-merged
||`--usr
||`--share
|||--applications
|||--desktop-directories
||`--pixmaps
||--（extrafilesforbuildingonUbuntuDapperDrake）
|||--etc
||||--
||||--udev
|||||--
||||`--scripts
|||`--xdg
|||`--menus
|||`--applications-merged
||`--usr
||`--share
|||--applications
|||--desktop-directories
||`--pixmaps
||--（extrafilesforbuildingonUbuntu
|||--etc
||||--
||||--udev
||||`--
|||`--xdg
|||`--menus
|||`--applications-merged
||`--usr
||`--share
|||--applications
|||--desktop-directories
||`--pixmaps
||--（extrafilesforbuildingonUbuntuHardyHeron）
|||--etc
||||--
|||`--xdg
|||`--menus
|||`--applications-merged
||`--usr
||`--share
|||--applications
|||--desktop-directories
||`--pixmaps
||--（extrafilesforsimpackageforUbuntu
|||--etc
|||`--xdg
|||`--menus
|||`--applications-merged
||`--usr
||`--share
|||--applications
|||--desktop-directories
||`--pixmaps
|`--（extrafilesforsimpackageforUbuntuDapperDrake）
||--etc
||`--xdg
||`--menus
||`--applications-merged
|`--usr
|`--share
||--applications
||--desktop-directories
|`--pixmaps
|--docs（AlltheimportantandrelevantDocs.）
||--help
||--html（htmlversionofdocs-somegeneratedfromlyx）
||--man（manpages）
|||--man1
|||--man3
||`--man9
|`--src（APIandsourcenotesshouldbeineachsrcdir.）（sourceforthehandbooks）（toplevel.lyxfiles）
||--code
||--common（shared.lyxfilesandimages,suchasglossary,GPLDlicense）
||--config
||--gcode（.lyxfiles,images,etc.forG-Codedocumentation）
||--gui（.lyxfiles,images,etc.forGUIdocumentation）
||--hal（.lyxfiles,images,etc.forHALdocumentation）
||--install
||--ladder
||--motion
|`--quickstart
|--include（headersinstalledhere-originalsinsrc/xxx/）
|--lib（usermodeobjectfiles）
|`--python
||--rs274
|`--yapps
|--nc_files（SampleNCfiles）
|--rtlib（kernelmodeobjectfiles,onlyafterasuccessfullcompile）
|--scripts（bashscriptslikelinuxcnc,realtime,rip-environment,etc.）
|--share
||--axis
|||--images
||`--tcl
||--emc
|`--locale
||--de
||`--LC_MESSAGES
||--es
||`--LC_MESSAGES
||--fr
||`--LC_MESSAGES
||--hu
||`--LC_MESSAGES
||--it
||`--LC_MESSAGES
||--pt_BR
||`--LC_MESSAGES
||--ro
||`--LC_MESSAGES
||--ru
||`--LC_MESSAGES
||--se
||`--LC_MESSAGES
||--sr
||`--LC_MESSAGES
|`--zh_CN
|`--LC_MESSAGES
|--src（sourcetree-configurescript,toplevelmakefile,,etc）
||
||--depends（generateddependencytree）
||
||--emc（actualLinuxCNCcode）
|||--canterp（interpreterforcanonicalcommands）
|||--ini（inifilerelatedoperations）
|||--iotask（IOinterface,lotsofHALpins）
|||--kinematics（trajectoryplannerandkinematics）
|||--motion（motioncontroller,talksthroughSHMtotherestofEMC）
|||--nml_intf（emcspecificNMLimplementation,allmessagessentinemc）
|||--rs274ngc（thers274g-codeinterpreter）
|||--sai
|||--task（corecomponentinemc,dispatchesactionstootherparts）
||`--usr_intf（interfacesforsomeGUIs,andotherinterfaces:
AXIS,halui,stepconf）
|||--axis
||||--etc
||||--extensions
|||`--scripts
||`--stepconf
||--hal（theHardwareAbstractionLayer,providesaunifiedinterfaceacrossallhardware）
|||--classicladder
|||`--projects_examples
|||--components
|||--drivers
||||--m5i20
|||||--bit
||||`--hostmot5_src
||||--mesa-hostmot2
|||||--doc
||||`--firmware
|||||--5i20
|||||`--SOURCE
||||`--7i43
|||||--CPLD
|||||`--SOURCE
||||`--SOURCE
||||--mesa7i43-firmware
|||||--gpio
|||||`--source
|||||--hostmot2
|||||`--src
||||`--source
||||--mesa_5i2x
||||`--firmware
||||--pluto_servo_firmware
|||`--pluto_step_firmware
|||--user_comps
||||--devices
|||`--vcp
||`--utils
||`--halgui
||--libnml（acleanimplementationofRCSLIB）
|||--buffer
|||--cms
|||--inifile
|||--linklist
|||--nml
|||--os_intf
|||--posemath
||`--rcs
||--module_helper
||--objects
|||--emc
||||--canterp
||||--ini
||||--iotask
||||--motion
||||--nml_intf
||||--rs274ngc
||||--sai
||||--task
|||`--usr_intf
|||`--axis
|||`--extensions
|||--hal
||||--classicladder
||||--components
||||--drivers
||||--user_comps
|||||--devices
||||`--vcp
|||`--utils
|||--libnml
||||--buffer
||||--cms
||||--inifile
||||--linklist
||||--nml
||||--os_intf
||||--posemath
|||`--rcs
|||--rtapi
|||--rtemc
||||--kinematics
|||`--motion
|||--rthal
||||--classicladder
||||--components
|||`--utils
|||--rtlibnml
|||`--posemath
||`--rtobjects
||`--hal
||`--components
||--po（Translationfilesfori18nsupport）
||--rtapi（*.cand*.hforRTAPI）（unifiedRTAPI,wrapsoverRTLinux,RTAIandsim）
||`--examples（testingexamplesfortheRTAPI）
|||--extint
|||--fifo
|||--semaphore
|||--shmem
||`--timer
|`--tests
|--tcl,-thetclGUI's）
||--bin
|`--scripts
`--tests
|--
|--
|--basic
|--ccomp
||--lathe-comp
||--mill-g90g91g92
||--mill-line-arc-entry
|`--mill-zchanges
|--
|--
|--interp
||--cam-nisley
|`--flowsnake
|--
|--
|--
|--
|--overrun
|--oword
|`--
|--
|--
|--
|--
|--
|--
|--
`--
Overviewoftheemc2installdirs:
/（filesystemroot）
|
|
|---etc/
||
|\---
||
|\---realtime（realtimestart/stopscript）
|
|
|---$（prefix）（default:
/usr/local）
||（allthefollowing$xxxxdirareconfigurablethroughautoconf
||
||---bin/（knownas$bindir,filesfromEMC2/bin）
||
||---sbin/（knownas$sbindir,）
||
||---etc/（knownas$sysconfdir,configfilesandsubdirsfromconfigs/）
||
||---lib/（knownas$libdir,libfiles*.sofromlibs/）
||
|\---share/
||
|\---emc/
||
||
||---docs/
|||
||\---（AlltheimportantandrelevantDocs.）
||
||---handbooks/
|||
||\---（PDFversionsofhandbooks）
||
|\---nc_files/
||
|\---（SampleNCfiles）
|
|---$MAN_DIR/（default:
/usr/local/man）
||
||---man1/
|||
||
||
|\---man3/
||
|
|
\---$moduledir/（basedonwhere./configurefindstheRTOSmodules）
根据这个结构树，我们可以清楚的知道每一个文件夹，每一个子文件的作用，包括了接口，硬件抽象层，实时内核等等部分。
当然，在这里面我们需要深入研究的是linuxcnc-dev/src/emc文件夹中的各个文件，也是该数控系统的核心所在。
我们再次列出linuxcnc-dev/src/emc中的子结构树：
linuxcnc-dev/src/emc中的子结构树：
||--emc（actualLinuxCNCcode）
|||--canterp（interpreterforcanonicalcommands）
|||--ini（inifilerelatedoperations）
|||--iotask（IOinterface,lotsofHALpins）
|||--kinematics（trajectoryplannerandkinematics）
|||--motion（motioncontroller,talksthroughSHMtotherestofEMC）
|||--nml_intf（emcspecificNMLimplementation,allmessagessentinemc）
|||--rs274ngc（thers274g-codeinterpreter）
|||--sai
|||--task（corecomponentinemc,dispatchesactionstootherparts）
||`--usr_intf（interfacesforsomeGUIs,andotherinterfaces:
AXIS,halui,stepconf）
|||--axis
||||--etc
||||--extensions
|||`--scripts
||`--stepconf
根据该结构树，我们一个一个的再一次进行分析：
（1）canterp（interpreterforcanonicalcommands，即规范命令的解释器）
#include<>#include""
该文件定义了一些INI文件中字符的赋值，包括一个TURE或者FAULSE，单位mm,m，角度，直线，旋转等等。
hh
#include<>
#include<>.）do{}while（0）
#else
/motion/"
#include""
#include"../motion/"
#include""
（1）tpCreate（）创建队列，供后续调用。
（2）tpClearDIOs（）如果需要改变的数字IO的存放队列，该函数将会清除之前的IO触发器队列供下次使用。
（3）tpClear（）某种程度而言，该函数属于“软件初始化”，结构体TP_STRUCT中的参数将会被保留下来，而队列将会被清空。
（4）tpInit（），初始化TP结构体中的参数值。
（5）tpSetCycleTime（），设置程序循环时间。
（6）tpSetVmax（）设置最大速度。
（7）tpSetVlimit（）/tpSetAmax（）同上，设置速度限制以及最大速度。
（8）tpSetId（）/tpGetExecId（）分别设置下一个运行周期的ID号，或获取当前的ID号。
（9）pSetTermCond（tp,cond）设置后续运动队列移动的终止条件，返回终止条件和公差。
（10）tpSetPos（）设置当前位置以及目标位置。
备注：
（4-10）所返回的参数值都是TP结构的成员，可以理解为TP中都是当前运动模式下的参数值。
（11）tpAddRigidTap（）/tpAddLine（）/tpAddCircle（）这三个函数是用于判断在原有的运动上所需要加入的新的运动模式，根据下一步的运动模式不同，设置不同的参数保存在结构体TC中，可以理解为TC结构体中存入了下一个运动模式时的参数值。
（12）tcRunCycle（）该函数通过传入结构体参数TP以及TC，进行运动段的速度控制，源程序用到的是T形速度控制。
根据判断速度和加速度的状态控制速度变化。
最后返回新的速度，以及最终速度变化量（以当前的速度与最大限速进行比较，得到需要加速或者减速的多少）。
（13）tpToggleDIOs（）控制数字或者模拟IO口的开或者断，保证下一次输入或者输出正确。
（14）tpRunCycle（）该函数是运动控制的核心部分。
首先进行emcmotStatus的初始化；判断TC
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