GRBL分析：gcode解释器（一）

Gcode头文件分析

Gcode部分就是GRBL中的G代码解释器，因此本部分比较复杂，但是文件整体组成较为简单，只有三个函数和三个结构体以及一些其他变量组成（虽然只有三个函数，但是确实整个项目中代码数量最多的）需要理解gcode解释器，首先需要了解解释器中使用的相关数据结构，因此第一步就是分析gcode部分数据结构！！！

2020-4-14更新

• 更新了G代码描述块的注释，以及相关G代码在GRBL中的宏定义

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2020-4-12更新

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gcode解释器的数据结构

数据结构部分

这里我删除了源码中已经被注释的部分

• 首先是一个整体的结构 block，整个是gcode完成解释之后形成的数据结构，包含了gcode的全部信息，交给后面运动规划部分

typedef struct {
  uint8_t non_modal_command;    //非模态命令
  gc_modal_t modal;             //该部分主要记录一些G代码的描述信息
  gc_values_t values;           //主要记录G代码中的数据部分
} parser_block_t;

//注意：当此结构为零时，上面定义了设置系统的默认值。
//改结构记录了当前block的相关描述信息
//相关G代码信息可以查看附录
typedef struct {
  uint8_t motion;          // {G0,G1,G2,G3,G38.2,G80}	运动模式
  uint8_t feed_rate;       // {G93,G94}	给进速度
  uint8_t units;           // {G20,G21} 单位
  uint8_t distance;        // {G90,G91} 距离
  uint8_t plane_select;    // {G17,G18,G19} 平面选择
  uint8_t tool_length;     // {G43.1,G49} 协调选择
  uint8_t coord_select;    // {G54,G55,G56,G57,G58,G59} 工件坐标系选择
  uint8_t program_flow;    // {M0,M1,M2,M30} 程序状态控制
  uint8_t coolant;         // {M7,M8,M9} 冷却液控制
  uint8_t spindle;         // {M3,M4,M5} 主轴控制
  uint8_t override;        // {M56} 
} gc_modal_t;

//block块的数据部分，G代码中的坐标信息翻译成此部分

typedef struct {
  float f;         // 给进速度
  float ijk[3];    // I,J,K 弧线原点坐标(相对当前位置的坐标)
  uint8_t l;       // G10 or canned cycles parameters
  int32_t n;       // 行号
  float p;         // G10 or dwell parameters
  float r;         // 圆弧半径
  float s;         // 主轴转速
  uint8_t t;       // 工具选择
  float xyz[3];    // xyz移动值（圆弧的终点坐标）
} gc_values_t;

typedef struct {
  gc_modal_t modal;

  float spindle_speed;          // 主轴速度
  float feed_rate;              // 给进速度 mm/min
  uint8_t tool;                 // 工具编号 未使用
  int32_t line_number;          // 最后发送给的行号
  float position[N_AXIS];       // 解释器认为工具位于代码中的此位置

  float coord_system[N_AXIS];    // 当前工作坐标(G54+)，存储与机器坐标的偏移，mm为单位，调用时从EEPROM加载
  float coord_offset[N_AXIS];    // 保留相对于G92的坐标偏移（工作坐标），mm单位，复位后清零
                                 // machine zero in mm. Non-persistent. Cleared upon reset and boot.
  float tool_length_offset;      // 启用时跟踪刀具的长度
} parser_state_t;
extern parser_state_t gc_state;

附录

• 附录1：G代码解释

G代码	注释	GRBL中对应的宏定义	对应的值
G0	快速定位	MOTION_MODE_SEEK	0
G1	直线插补	MOTION_MODE_LINEAR	1
G2	圆弧插补	MOTION_MODE_CW_ARC	2
G3	螺旋线运动	MOTION_MODE_CCW_ARC	3
G38.2	探针	MOTION_MODE_PROBE_TOWARD	140
G80	运动模式取消	MOTION_MODE_NONE	80
G93		FEED_RATE_MODE_INVERSE_TIME	1
G94		FEED_RATE_MODE_UNITS_PER_MIN	0
G20	英制尺寸		UNITS_MODE_INCHES
G21	公制尺寸	UNITS_MODE_MM	0
G90	绝对值位置	DISTANCE_MODE_ABSOLUTE	0
G91	相对值位置	DISTANCE_MODE_INCREMENTAL	1
G17	XY平面选择	PLANE_SELECT_XY	0
G18	ZX平面选择	PLANE_SELECT_ZX	1
G19	YZ平面选择	PLANE_SELECT_YZ	2
G43.1	刀具长度补偿
G49	刀具长度补偿取消
G54	工件坐标系1
G55	工件坐标系2
G56	工件坐标系3
G57	工件坐标系4
G58	工件坐标系5
G59	工件坐标系6
M0	程序停	PROGRAM_FLOW_PAUSED	3
M1	选择停止	PROGRAM_FLOW_OPTIONAL_STOP	1
M2	程序终止	PROGRAM_FLOW_COMPLETED_M2	2
M30	程序结束	PROGRAM_FLOW_COMPLETED_M30
M7
M8	冷却液开
M9	冷却液关
M3	主轴顺时针旋转
M4	主轴逆时针旋转
M5	主轴停止
M56	停车动作超驰控制