雕刻机虚拟仿真及上位机设计（Labview上位机+Proteus仿真）写在前⾯：本⼈对Arduino、Labview、CNC都了解不多，如有错误，请私信指正。
需求
设计雕刻机上位机，能够向下位机发送G代码
下位机能解释G代码并控制电机⾏动
设计
设计流程图
实现流程图
实现过程如下：
操作流程图
实际情况操作流程如下：
上位机部分
设计思路：
参考了⼀些现有的雕刻机上位机软件（以下贴图来⾃奎享雕刻软件，其他也差别不⼤），发现基本功能如下：
1.建⽴连接，选择端⼝、波特率、烧录的固件，由于我使⽤的是GRBL固件，所以没有添加选择固件的功能（还有其他固件如Gcode-Interpreter，都⼤同⼩异）
2.可以确认机器状态，可以设置⼯作位置和实时显⽰机器位置，⽅便做出调整。
3.设置起点，单独设置X,Y,Z轴的起点和返回⼯作位置（原点）。
4.设置XYZ轴移动步长（由于X和Y都在⽔平⽅向所以放在⼀起，当然，如果是读⼊.nc⽂件是直接根据⽂件中的信息来设置的），设置主轴运转的速度。
5.基本的三轴移动功能。
6.开启和关闭主轴。
7.读⼊.nc⽂件并执⾏。
参考上述的功能，设计了如下基于Labview的雕刻机上位机控制系统。（关于读取G代码的部分，由于时间和精⼒的限制暂时还未能做出来，如果后续有机会实现，会贴在最后）其整体前⾯板如下：
实现了基本的开关、选择串⼝、串⼝状态提⽰、显⽰历史命令、清除历史命令、通过上位机控制XYZ轴移动、打开/关闭主轴、选择主轴正/反转、设置主轴转动速度、直接发送G命令、设置⼯作原点、返回⼯作原点、设置XYZ轴移动步长、显⽰⼯作坐标和机械坐标的功能。前⾯板的功能顾名思义，下⾯是程序内部的说明。
整个程序设计思路较为简单，主要是通过检查按钮的01状态来实现功能，所有的操作都放在⼀个if判断中，由总的开关控制，外套接⼀个while循环。
接下来，就每个功能说明实现⽅法：
显⽰及清除历史命令：
设置⼀个显⽰字符串的前⾯板控件，通过该控件来显⽰历史命令。
具体的操作为，在每个命令执⾏后（向下位机发送G代码字符串），分开⼀条⽀路连接到历史命令，通过字符串拼接完成对所有命令的显⽰。
历史命令清除，是通过将空字符串覆盖到历史命令控件中实现，较为简单。
正转、反转、关闭主轴：
查阅G代码资料发现，控制主轴运动主要由M3 M4 M5及Sxxx组成。其中，M3表⽰主轴正转，M4表⽰主轴反转，M5表⽰主轴停⽌转动。⽽Sxxx，如S500则是⽤于控制主轴转速的G代码，基于此，通过将M3/M4/M5发送⾄串⼝下位机接收完成对主轴的控制操作。
对⼯作原点的设置：
查阅G代码资料，发现G10 P0 L20然后设置X0 Y0 Z0是对⼯作原点的设置代码，同样的，发送相应的代码即可完成设置，不过需要在上位机设置相应的显⽰控件，如我这⾥选择了三个数值量来显⽰，当设置⼯作原点后，将三个数值量置0，表明设置完成，也⽅便后续查看。
单独G命令的发送：
将⽂本输⼊框控件连接到该if框架中，点击发送后串⼝传输对应的内容，还设置了⼀个⼩的发送后清零，通过发送后判断标志，如果成功发送则将命令输⼊框清空。
对XYZ轴转动的控制：
查阅G代码发现，G21G91G0X/Y/Z增量F1000，G90 G21可以完成对三轴的移动，通过选择X/Y/Z及其
步长来控制运动。由于X/Y/Z轴、正负都是相同的结构，这⾥不再赘述。
完成字符串是什么串⼝的连接检测：
通过将VISA serial的错误输出簇拆分出Status，并将其接到⼀个⼩灯来查看串⼝是否正确连接。
返回原点：
通过G90 G0+X0/Y0/Z0的命令来完成三轴步进电机返回初始位置的功能。
主轴转速控制：
使⽤⼀个滑动杆来设置主轴的转速，读取滑动杆数值后，将其向下取整并转化为字符串，在前边添加S后边添加换⾏字符即可。设置好后通过按下确定按钮操作。
其他：
由于if结构在为真时执⾏，需要将按钮的机械动作选择为：释放时触发，否则可能因为操作不当陷⼊死循环或者发送很多次。
关于读取.nc⽂件：
由于时间等原因并未实现该功能，但是基于.NC⽂件的格式，给出以下实现的思路：使⽤note pad++打开.NC⽂件查看其格式，发现前两⾏也许是类似于前缀之类的，从第三⾏开始执⾏N20,N30,N40。这些NX0代表第X步的操作。根据以上思路，可以⽤Labview打开后逐⾏读取.nc⽂件，丢掉前两⾏后开始执⾏后边的内容（如果有⽤的话则保留，我没有查阅到相关信息），逐⾏通过串⼝发送即可。

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