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# PLSR Modbus通信协议

> 协议版本：V1.0
> 地址表修订：R5
> 目标平台：XDM-60T4-E
> 对标依据：[信捷XD/XL系列PLC定位控制手册](./信捷XD_XL系列PLC定位控制手册_PD02_20260510_V1.3.pdf)
> 对应需求：[PLSR需求规格统计.md](./PLSR需求规格统计.md)
>
> R5变更：取消Modbus通信历史区；S0、S1改为在1000～9199数据池中运行时指定首地址
> 的动态数据块；其余PLSR参数和状态固定映射到Modbus保持寄存器。取消固定S0槽和
> 每轴内嵌S1数据。
> R4变更：已定义固定字段的PLSR地址标记为已占用；仅未定义字段的扩展区保持保留。
> R3变更：区分工程已占用地址和PLSR推荐预留地址。
> R2变更：区分可选操作数、固定相对布局和信捷固定软元件地址；增加Y0～Y3公共参数、
> K0～K4参数组及运行状态地址与本项目Modbus字段的逐项对应表。

## 1. 地址和数据约定

### 1.1 地址表示

本文所有地址均为Modbus PDU中的**零基地址**。例如：

| 本文地址 | 传统4xxxx写法 |
|---:|---:|
| 200 | 40201 |
| 5160 | 45161 |

上位机如果使用“地址从1开始”显示，应在本文地址基础上加1。代码、报文和测试用例
统一使用本文零基地址，禁止直接把`40201`作为PDU地址发送。

### 1.2 字节序和字序

- 单个16位寄存器使用Modbus大端字节序。
- 32位数据占两个寄存器，高16位在前、低16位在后。
- 64位数据占四个寄存器，从最高16位到最低16位依次排列。
- 有符号数采用二进制补码。
- 写入32位或64位命令参数时必须使用功能码`0x10`一次写完，禁止拆成多个`0x06`后立即触发。

示例：32位数`0x12345678`从地址A开始保存为：

```text
A+0 = 0x1234
A+1 = 0x5678
```

### 1.3 访问权限

| 标记 | 含义 |
|---|---|
| RO | 只读，主站写入应返回非法数据地址或非法数据值 |
| RW-S | 影子参数可读写，COMMIT成功后才进入运行配置 |
| RW-L | 运行时可读写，按字段定义立即或在控制周期内生效 |
| WO-T | 只写触发字段；写入后产生一次命令处理 |
| RES | 保留，读回0，写入拒绝 |

当前工程的通用Modbus数组尚未实施字段级读写权限。接入PLSR时必须增加地址权限校验，
不能仅依赖文档约束上位机。

### 1.4 原子提交规则

1. 每轴保存S0、S1动态数据块首地址；S2、D和公共参数使用固定地址影子区。
2. 主站写完某轴配置后，发送`COMMIT_AXIS`命令。
3. 从站完整检查段数、输出冲突、频率、跳转、限位和参数范围。
4. 校验成功后原子复制到该轴运行配置，并更新`ACTIVE_GENERATION`。
5. 校验失败时运行配置保持不变，返回错误码和错误数据块号。
6. 已启动任务不受后续影子参数写入影响；运行中调频使用`SET_TARGET_FREQUENCY`命令。
7. COMMIT成功后轴使用S0、S1、S2和D的私有不可变运行快照；修改原动态数据块不得
影响已经提交或已经启动的任务。

### 1.5 信捷地址与本项目地址的关系

本协议区分三类地址，不得混为一谈：

1. **可选操作数地址**：信捷PLSR的S0、S1由用户在指令中指定。本项目用每轴固定的
`S0_BASE_ADDRESS`和`S1_BASE_ADDRESS`保存其运行时首地址；S0、S1数据本身不固定。
D在本项目中选择Q输出点，S2通过`SELECTED_S2`选择K0～K4。
2. **固定相对偏移**：S0头部、每段10字、S1两个双字以及S2套组内部字段的相对
布局固定。本项目保持这些功能布局。
3. **固定绝对软元件地址**：信捷为Y0～Y3固定分配SFD、HSD、SD和SM地址。本项目不把
这些编号直接作为Modbus PDU地址，而是在第4章提供确定的一一对应关系。

因此，“对标信捷固定地址”表示每个信捷字段都能唯一映射到本项目字段并保持等效语义，
不表示主站可以把`SFD900`直接当作Modbus地址900访问。若后续需要兼容信捷软元件编号，
应增加独立的地址转换层；已经实施并冻结的Modbus PDU地址不得直接改义。

## 2. 现有占用和推荐预留方案

工程标准Modbus保持寄存器范围为0～9999。下表中的数值全部是**本项目Modbus PDU
零基地址**，不是信捷SFD、HSD或SD软元件编号。信捷不同类型的软元件拥有彼此独立的
编号空间，例如SFD和SD可以出现相同编号，不能直接合并到一个Modbus保持寄存器空间。

当前占用情况及推荐预留方案如下：

| Modbus保持寄存器范围 | 数量 | 当前状态 | 推荐用途 | 信捷PLSR对应关系 | 所有者/建议使用者 |
|---:|---:|---|---|---|---|
| 0～199 | 79 | 保留 | 无 | 无 | 待定 |
| 200～255 | 56 | 保留 | PLSR全局信息、命令和应答 | 指令调用与诊断增强；信捷无同地址区 | PLSR |
| 256～895 | 640 | 已占用 | 四轴S0/S1基址、D、S2和实时状态 | S0/S1为动态操作数；其余对应Y0～Y3固定参数和状态，详见4.1～4.4 | PLSR |
| 896～999 | 104 | 保留 | 推荐作为PLSR动态数据块描述符或近期扩展区 | 无固定信捷地址 | 待定 |
| 1000～9199 | 8200 | 已占用 | S0/S1动态数据池，运行时指定各数据块首地址 | 对应信捷可动态指定首地址的S0和S1数据块 | PLSR |
| 9200～9999 | 800 | 保留 | 推荐用于PLSR后续扩展或事件历史，也可在地址冻结前另行分配 | 无 | 待定 |

标为“已占用”的范围已经确定具体字段或数据结构，其他模块不得覆盖，即使对应代码尚未
全部实现，也应视为地址协议已经占位。标为“保留”的范围没有确定字段，推荐用途不构成
占用；正式分配前仍可调整，但必须更新本地址表修订号并完成全工程冲突检查。

本表规定“已确定的数据放在本项目哪个Modbus地址”；第4章解决“该字段对应信捷哪个固定
软元件地址”。两张表必须结合使用。V1.0不提供把`SFD900`直接解释为PDU地址900的
物理地址兼容模式。

## 3. 全局信息、命令和应答：200～255

| 地址 | 名称 | 类型 | 权限 | 说明 |
|---:|---|---|---|---|
| 200 | PROTOCOL_MAGIC_0 | U16 | RO | 固定`0x504C`，ASCII `PL` |
| 201 | PROTOCOL_MAGIC_1 | U16 | RO | 固定`0x5352`，ASCII `SR` |
| 202 | PROTOCOL_VERSION_MAJOR | U16 | RO | 主版本，V1为1 |
| 203 | PROTOCOL_VERSION_MINOR | U16 | RO | 次版本 |
| 204 | ADDRESS_MAP_REVISION | U16 | RO | 地址表修订R5为5 |
| 205 | AXIS_COUNT | U16 | RO | 固定4 |
| 206 | MAX_SEGMENTS | U16 | RO | 固定100 |
| 207 | CAPABILITY_FLAGS | U16 | RO | 能力标志，见3.1 |
| 208～209 | GUARANTEED_MAX_HZ | U32 | RO | 100000 |
| 210～211 | EXTENDED_MAX_HZ | U32 | RO | 200000，非保证扩展区 |
| 212 | REFRESH_CAPABILITIES | U16 | RO | bit0=1 ms，bit1=0.1 ms |
| 213 | GLOBAL_STATUS | U16 | RO | 全局状态标志 |
| 214～215 | RESERVED | - | RES | 保留 |
| 216 | CMD_CODE | U16 | RW-L | 命令码，见3.2 |
| 217 | CMD_AXIS | U16 | RW-L | 0～3；`0xFFFF`表示允许的全轴命令 |
| 218 | CMD_FLAGS | U16 | RW-L | 命令选项 |
| 219 | CMD_RESERVED | - | RES | 保留 |
| 220～223 | CMD_ARG0 | U64/I64 | RW-L | 命令参数0 |
| 224～227 | CMD_ARG1 | U64/I64 | RW-L | 命令参数1 |
| 228～229 | CMD_ARG2 | U32/I32 | RW-L | 命令参数2 |
| 230 | CMD_PAYLOAD_GENERATION | U16 | RW-L | 期望使用的影子参数代号 |
| 231 | CMD_SEQUENCE | U16 | WO-T | **最后写入**；新序号触发一次命令 |
| 232 | ACK_SEQUENCE | U16 | RO | 最近处理完成的命令序号 |
| 233 | CMD_RESULT | U16 | RO | 处理结果，见3.3 |
| 234 | CMD_ERROR_CODE | U16 | RO | 错误码 |
| 235 | CMD_ERROR_DETAIL | U16 | RO | 错误字段或数据块号 |
| 236～239 | ACK_DATA | U64 | RO | 命令返回数据 |
| 240 | GLOBAL_SHADOW_GENERATION | U16 | RO | 最近收到的全局影子代号 |
| 241 | GLOBAL_ACTIVE_GENERATION | U16 | RO | 已生效的全局配置代号 |
| 242 | LAST_EVENT_SEQUENCE | U16 | RO | 全局最近事件序号 |
| 243 | LAST_EVENT_AXIS | U16 | RO | 最近事件轴号 |
| 244 | LAST_EVENT_SEGMENT | U16 | RO | 最近事件段号，1～100 |
| 245 | LAST_EVENT_REASON | U16 | RO | 最近事件原因 |
| 246 | SELF_TEST_STATUS | U16 | RO | 自测状态 |
| 247 | SELF_TEST_ERROR | U16 | RO | 自测错误 |
| 248～255 | RESERVED | - | RES | 保留 |

### 3.1 CAPABILITY_FLAGS

| 位 | 含义 |
|---:|---|
| 0 | PULSE/DIR |
| 1 | AB相x4计数 |
| 2 | 四轴独立运行 |
| 3 | 100段路径 |
| 4 | 相对定位 |
| 5 | 绝对定位 |
| 6 | 软限位 |
| 7 | 齿隙补偿 |
| 8 | FOLLOW参数 |
| 9 | 工程单位换算 |
| 10 | 0.1 ms刷新 |
| 11 | Backup SRAM检查点 |
| 12 | 命令序号防重 |
| 13～15 | 保留 |

### 3.2 CMD_CODE

| 值 | 命令 | CMD_ARG0 | 说明 |
|---:|---|---|---|
| 0 | NOP | - | 不执行 |
| 1 | COMMIT_AXIS | - | 校验指定轴的S0/S1动态块及S2/D固定参数，并创建运行快照 |
| 2 | START | - | 异步启动指定轴 |
| 3 | STOP_DECEL | - | 指定轴减速停止；轴`0xFFFF`表示全部轴 |
| 4 | STOP_IMMEDIATE | - | 指定轴立即停止；轴`0xFFFF`表示全部轴 |
| 5 | PAUSE | - | 减速暂停 |
| 6 | RESUME | - | 继续暂停任务 |
| 7 | SET_POSITION | I64位置 | 设置逻辑当前位置并置`position_valid` |
| 8 | CLEAR_POSITION | - | 当前位置清零并置有效 |
| 9 | CLEAR_TOTAL | - | 清零累计输出脉冲 |
| 10 | SAVE_CONFIG | - | 固定配置保存到Flash |
| 11 | LOAD_CONFIG | - | 加载已保存固定配置，不自动启动 |
| 12 | RESET_ERROR | - | 清除可恢复错误 |
| 13 | SELF_TEST | 测试掩码 | 执行内部自测 |
| 14 | SET_TARGET_FREQUENCY | U32频率 | 运行中调频，在S2刷新周期内开始生效 |
| 15 | CLEAR_EVENT | - | 确认并清除最近事件锁存 |

### 3.3 CMD_RESULT

| 值 | 名称 | 含义 |
|---:|---|---|
| 0 | IDLE | 尚未处理命令 |
| 1 | ACCEPTED | 已接受，异步执行中 |
| 2 | SUCCESS | 执行成功 |
| 3 | REJECTED | 命令被拒绝，查看错误码 |
| 4 | DUPLICATE | 相同序号，未重复执行并返回上次结果 |

`CMD_SEQUENCE`为16位循环序号。主站发送新命令时递增，通信重试必须保持原序号。
从站缓存最近序号及完整结果；相同序号不得再次产生运动。

## 4. 每轴固定块：256～895

每轴占160个保持寄存器：

```text
AXIS_BASE(axis) = 256 + axis × 160，axis取0～3
```

| 轴 | AXIS_BASE | 范围 |
|---:|---:|---:|
| 0 | 256 | 256～415 |
| 1 | 416 | 416～575 |
| 2 | 576 | 576～735 |
| 3 | 736 | 736～895 |

### 4.1 信捷固定地址逐轴对应

下表给出信捷Y0～Y3固定软元件区与本项目轴块的唯一对应关系。信捷使用Y点名称，
本项目板级输出使用Q点名称；表中的Y0～Y3表示信捷对标轴序号，不等于本项目Q点编码。

| 本项目轴 | 信捷脉冲轴D | 本项目轴块 | 信捷公共参数 | 信捷K0动态参数 | 信捷K1 | 信捷K2 | 信捷K3 | 信捷K4 |
|---:|---|---:|---|---|---|---|---|---|
| 0 | Y0 | 256～415 | SFD900～943 | HSD460～479 | SFD950～969 | SFD970～989 | SFD990～1009 | SFD1010～1029 |
| 1 | Y1 | 416～575 | SFD1030～1073 | HSD480～499 | SFD1080～1099 | SFD1100～1119 | SFD1120～1139 | SFD1140～1159 |
| 2 | Y2 | 576～735 | SFD1160～1203 | HSD500～519 | SFD1210～1229 | SFD1230～1249 | SFD1250～1269 | SFD1270～1289 |
| 3 | Y3 | 736～895 | SFD1290～1333 | HSD520～539 | SFD1340～1359 | SFD1360～1379 | SFD1380～1399 | SFD1400～1419 |

信捷固定运行状态地址与本项目实时状态区对应如下：

| 本项目轴 | 信捷运行标志 | 信捷方向标志 | 信捷实时SD区 | 信捷累计脉冲 | 本项目实时状态区 |
|---:|---|---|---|---|---:|
| 0 | SM1000 | SM1001 | SD1000～1011 | HSD0～1 | 384～415 |
| 1 | SM1020 | SM1021 | SD1020～1031 | HSD4～5 | 544～575 |
| 2 | SM1040 | SM1041 | SD1040～1051 | HSD8～9 | 704～735 |
| 3 | SM1060 | SM1061 | SD1060～1071 | HSD12～13 | 864～895 |

信捷段事件中断号固定为Y0对应`I6000～I6099`、Y1对应`I6100～I6199`、Y2对应
`I6200～I6299`、Y3对应`I6300～I6399`。本项目不复用PLC中断号，而通过
`SEGMENT_EVENT_SEQUENCE`、`SEGMENT_EVENT_NUMBER`和`SEGMENT_EVENT_REASON`发布等效事件。

常用起始地址速查：

| 轴 | S0/S1动态基址配置 | D/公共参数 | S2-K0 | 实时状态 |
|---:|---:|---:|---:|---:|
| 0 | 256 | 272 | 304 | 384 |
| 1 | 416 | 432 | 464 | 544 |
| 2 | 576 | 592 | 624 | 704 |
| 3 | 736 | 752 | 784 | 864 |

### 4.2 S0/S1动态基址和选择信息：AXIS_BASE+0～15

| 偏移 | 名称 | 类型 | 权限 | 说明 |
|---:|---|---|---|---|
| +0 | S0_BASE_ADDRESS | U16 | RW-S | S0数据块在1000～9199动态池中的零基首地址 |
| +1 | S0_WORD_COUNT | U16 | RW-S | S0实际占用字数，必须等于`10+段数×10` |
| +2 | S1_BASE_ADDRESS | U16 | RW-S | S1数据块在1000～9199动态池中的零基首地址 |
| +3 | SELECTED_S2 | U16 | RW-S | 选择固定参数套组K0～K4，取值0～4 |
| +4 | AXIS_SHADOW_GENERATION | U16 | RW-S | 主站写完S0、S1和轴参数后最后递增 |
| +5 | AXIS_ACTIVE_GENERATION | U16 | RO | 最近成功COMMIT的代号 |
| +6 | AXIS_CONFIG_STATUS | U16 | RO | bit0影子完整，bit1活动配置有效，bit2影子已修改 |
| +7 | EXPECTED_S0_CRC16 | U16 | RW-S | COMMIT时核对S0数据块CRC16，防止写入中途启动 |
| +8 | EXPECTED_S1_CRC16 | U16 | RW-S | COMMIT时核对S1的4个字 |
| +9 | OPERAND_FLAGS | U16 | RW-S | 当前必须为0，保留动态数据块属性扩展 |
| +10 | ACTIVE_S0_BASE_ADDRESS | U16 | RO | 最近成功COMMIT快照的S0来源首地址 |
| +11 | ACTIVE_S1_BASE_ADDRESS | U16 | RO | 最近成功COMMIT快照的S1来源首地址 |
| +12～+15 | RESERVED | - | RES | 保留 |

`AXIS_BASE+0～15`只保存操作数地址、固定参数组选择和原子提交信息，不保存S0、S1
数据本体。S0和S1可以被不同轴共享；COMMIT后各轴使用私有快照，后续改写动态数据池
不会改变已提交任务。S0和S1数据块不得重叠，活动写入也不得破坏其他轴正在提交的数据。

### 4.3 D及脉冲公共参数：AXIS_BASE+16～47

| 偏移 | 名称 | 类型 | 权限 | 说明 |
|---:|---|---|---|---|
| +16 | D_PULSE_A_POINT | U16 | RW-S | PULSE点或AB的A点，点编码见4.6 |
| +17 | D_DIR_B_POINT | U16 | RW-S | DIR点或AB的B点 |
| +18 | D_OUTPUT_MODE | U16 | RW-S | 0=PULSE/DIR，1=AB相 |
| +19 | PULSE_OUTPUT_POLARITY | U16 | RW-S | 0正常，1反相 |
| +20 | DIRECTION_POLARITY | U16 | RW-S | 0正逻辑，1负逻辑 |
| +21 | COUNT_EDGE | U16 | RO | PULSE/DIR固定0=物理上升沿；AB固定4=x4 |
| +22 | DIRECTION_DELAY_MS | U16 | RW-S | 默认10 ms |
| +23 | PULSE_UNIT | U16 | RW-S | 单位编码见4.5 |
| +24～+25 | PULSES_PER_REV | U32 | RW-S | 每转指令脉冲数，必须非0 |
| +26～+27 | MOVE_UNITS_PER_REV | U32 | RW-S | 每转移动量，单位为所选工程单位，必须非0 |
| +28 | SEGMENT_SEND_MODE | U16 | RW-S | 0完成方式，1后续方式 |
| +29 | SOFT_LIMIT_ENABLE | U16 | RW-S | 0关闭，1启用 |
| +30 | POS_LIMIT_INPUT | U16 | RW-S | 正限位输入点编码，`0xFFFF`无输入 |
| +31 | NEG_LIMIT_INPUT | U16 | RW-S | 负限位输入点编码，`0xFFFF`无输入 |
| +32 | LIMIT_INPUT_POLARITY | U16 | RW-S | bit0正限位、bit1负限位；0常开，1常闭 |
| +33 | COMMON_FLAGS | U16 | RW-S | 保留扩展标志，当前必须写0 |
| +34～+35 | SOFT_POSITIVE_LIMIT | I32 | RW-S | 正软限位逻辑坐标 |
| +36～+37 | SOFT_NEGATIVE_LIMIT | I32 | RW-S | 负软限位逻辑坐标 |
| +38～+39 | BACKLASH_POSITIVE | U32 | RW-S | 正向齿隙补偿量 |
| +40～+41 | BACKLASH_NEGATIVE | U32 | RW-S | 反向齿隙补偿量 |
| +42～+43 | ELECTRICAL_ORIGIN | I32 | RW-S | 电气原点位置 |
| +44 | AB_COUNT_MODE | U16 | RO | 固定4，表示x4边沿计数 |
| +45 | OUTPUT_RESOURCE_FLAGS | U16 | RO | 输出能力和占用状态 |
| +46～+47 | RESERVED | - | RES | 保留 |

信捷公共参数地址设为`B`：Y0/Y1/Y2/Y3的`B`分别为SFD900/SFD1030/SFD1160/SFD1290。
本项目公共字段按下表与信捷固定地址对应；无直接对应项属于本项目增强字段。

| 本项目偏移 | 本项目字段 | 信捷固定地址/字段 |
|---:|---|---|
| +16 | D_PULSE_A_POINT | PLSR的D操作数（Y0～Y3），不是SFD参数 |
| +17 | D_DIR_B_POINT | B+6，脉冲方向端子 |
| +18 | D_OUTPUT_MODE | B+0中的脉冲输出类型/AB相配置 |
| +19 | PULSE_OUTPUT_POLARITY | B+0中的脉冲输出逻辑 |
| +20 | DIRECTION_POLARITY | B+0中的方向逻辑 |
| +21、+44 | COUNT_EDGE、AB_COUNT_MODE | 本项目固定语义，信捷无独立参数地址 |
| +22 | DIRECTION_DELAY_MS | B+7 |
| +23 | PULSE_UNIT | B+0中的脉冲单位字段 |
| +24～+25 | PULSES_PER_REV | B+2～B+3 |
| +26～+27 | MOVE_UNITS_PER_REV | B+4～B+5 |
| +28 | SEGMENT_SEND_MODE | B+1 |
| +29 | SOFT_LIMIT_ENABLE | B+0中的软限位使能位 |
| +30～+31 | POS/NEG_LIMIT_INPUT | B+15的高、低字节 |
| +32 | LIMIT_INPUT_POLARITY | B+12中的限位端子极性位 |
| +34～+35 | SOFT_POSITIVE_LIMIT | B+20～B+21 |
| +36～+37 | SOFT_NEGATIVE_LIMIT | B+22～B+23 |
| +38～+39 | BACKLASH_POSITIVE | B+8 |
| +40～+41 | BACKLASH_NEGATIVE | B+9 |
| +42～+43 | ELECTRICAL_ORIGIN | B+10～B+11 |
| +45 | OUTPUT_RESOURCE_FLAGS | 本项目资源冲突检查增强字段 |

### 4.4 S2参数套组：AXIS_BASE+48～127

每轴有5套S2，每套16个寄存器：

```text
S2_BASE(axis, set) = AXIS_BASE(axis) + 48 + set × 16
set取0～4
```

| 相对S2偏移 | 名称 | 类型 | 权限 | 说明 |
|---:|---|---|---|---|
| +0～+1 | DEFAULT_FREQUENCY_HZ | U32 | RW-S | 段频率为0时使用，同时定义加减速斜率基准 |
| +2 | ACCEL_TIME_MS | U16 | RW-S | 默认速度对应的加速时间，0表示无加速 |
| +3 | DECEL_TIME_MS | U16 | RW-S | 默认速度对应的减速时间，0表示无减速 |
| +4 | BACKLASH_TIME_MS | U16 | RW-S | 齿隙补偿加减速时间 |
| +5 | CURVE_MODE | U16 | RW-S | 0直线，1=S形，2=正弦，3保留 |
| +6～+7 | MAX_FREQUENCY_HZ | U32 | RW-S | 最高速度限制 |
| +8～+9 | START_FREQUENCY_HZ | U32 | RW-S | 任务起始速度 |
| +10～+11 | END_FREQUENCY_HZ | U32 | RW-S | 任务终止速度 |
| +12 | FOLLOW_PERFORMANCE | U16 | RW-S | 1～100 |
| +13 | FOLLOW_FEEDFORWARD | U16 | RW-S | 0～100% |
| +14 | REFRESH_PERIOD | U16 | RW-S | 0=1 ms，1=0.1 ms |
| +15 | RESERVED | - | RES | 保留 |

S2第0套保存在Backup SRAM动态区，第1～4套属于固定配置并由`SAVE_CONFIG`保存到Flash。

信捷每套S2参数也采用20个软元件的固定步长，其中PLSR字段使用`P+0～P+14`，
`P+15`保留，`P+16～P+19`为ZRN参数。本项目只映射PLSR所需的前16个寄存器：

| 本项目S2偏移 | 信捷参数组偏移 | 含义 |
|---:|---:|---|
| +0～+1 | P+0～P+1 | 默认速度/频率 |
| +2 | P+2 | 加速时间 |
| +3 | P+3 | 减速时间 |
| +4 | P+4 | 补间/补偿加减速时间 |
| +5 | P+5 | 脉冲加减速模式 |
| +6～+7 | P+6～P+7 | 最高速度 |
| +8～+9 | P+8～P+9 | 起始速度 |
| +10～+11 | P+10～P+11 | 终止速度 |
| +12 | P+12 | FOLLOW性能参数 |
| +13 | P+13 | FOLLOW前馈补偿参数 |
| +14 | P+14 | 脉冲频率刷新时间 |
| +15 | P+15 | 保留 |

### 4.5 PULSE_UNIT编码

编码与信捷配置语义对应：

| 值 | 单位 |
|---:|---|
| 0 | 脉冲个数/Hz |
| 1 | 1 μm |
| 3 | 0.01 mm |
| 5 | 0.1 mm |
| 7 | 1 mm |

### 4.6 Q点和I点编码

PLC点名采用八进制风格编号，寄存器中使用连续逻辑ID，避免把Q10误解成十进制第10点：

| ID | 输出点 | MCU | ID | 输出点 | MCU |
|---:|---|---|---:|---|---|
| 0 | Q0 | PF6 | 9 | Q11 | PG6 |
| 1 | Q1 | PF8 | 10 | Q12 | PH9 |
| 2 | Q2 | PF7 | 11 | Q13 | PH8 |
| 3 | Q3 | PF9 | 12 | Q14 | PH7 |
| 4 | Q4 | PI8 | 13 | Q15 | PH6 |
| 5 | Q5 | PE6 | 14 | Q16 | PF11 |
| 6 | Q6 | PE5 | 15 | Q17 | PB0 |
| 7 | Q7 | PE4 | 16 | Q20 | PH5 |
| 8 | Q10 | PG7 | 65535 | 无输出点 | - |

输入点采用相同连续ID规则：I0～I7对应0～7，I10～I17对应8～15，I20对应16，
`0xFFFF`表示无输入点。具体MCU引脚由板型适配表定义。

### 4.7 实时状态：AXIS_BASE+128～159

状态读取应采用快照：从站更新所有多字字段后最后递增`SNAPSHOT_SEQUENCE`；主站读取前后
两次序号一致时，才能认为本次状态一致。

| 偏移 | 名称 | 类型 | 权限 | 说明 |
|---:|---|---|---|---|
| +128 | AXIS_STATE | U16 | RO | 状态枚举见4.8 |
| +129 | AXIS_STATUS_FLAGS | U16 | RO | 方向、输出和限位等标志 |
| +130 | ERROR_CODE | U16 | RO | 当前锁存错误 |
| +131 | ERROR_DATA_BLOCK | U16 | RO | 出错字段或段号 |
| +132 | CURRENT_SEGMENT | U16 | RO | 当前段号1～100，空闲为0 |
| +133 | TOTAL_SEGMENTS | U16 | RO | 当前任务总段数 |
| +134 | ACTIVE_S2 | U16 | RO | 当前S2套组0～4 |
| +135 | LAST_STOP_REASON | U16 | RO | 完成、STOP、限位、急停或错误 |
| +136～+137 | CURRENT_FREQUENCY_HZ | U32 | RO | 当前实际指令频率 |
| +138～+139 | TARGET_FREQUENCY_HZ | U32 | RO | 当前目标频率 |
| +140～+141 | SEGMENT_EMITTED | U32 | RO | 本段已发指令脉冲/AB计数边沿 |
| +142～+143 | SEGMENT_REMAINING | U32 | RO | 本段剩余数量 |
| +144～+147 | LOGICAL_POSITION | I64 | RO | 当前逻辑位置 |
| +148～+151 | TOTAL_PULSE_COUNT | U64 | RO | 总累计输出量 |
| +152～+155 | TASK_EMITTED | U64 | RO | 本次任务累计输出量 |
| +156 | SEGMENT_EVENT_SEQUENCE | U16 | RO | 每次段事件递增 |
| +157 | SEGMENT_EVENT_NUMBER | U16 | RO | 最近事件段号 |
| +158 | SEGMENT_EVENT_REASON | U16 | RO | 完成、ACT、EXT、STOP等 |
| +159 | SNAPSHOT_SEQUENCE | U16 | RO | 状态快照序号，最后更新 |

### 4.8 AXIS_STATE

| 值 | 状态 |
|---:|---|
| 0 | UNINITIALIZED |
| 1 | IDLE |
| 2 | ACCEL |
| 3 | RUN |
| 4 | DECEL |
| 5 | WAIT |
| 6 | PAUSED |
| 7 | COMPLETED |
| 8 | STOPPED |
| 9 | ERROR |

### 4.9 AXIS_STATUS_FLAGS

| 位 | 含义 |
|---:|---|
| 0 | 指令活动，包括运动、等待和暂停 |
| 1 | 物理脉冲正在输出 |
| 2 | 正方向 |
| 3 | AB模式 |
| 4 | 位置有效 |
| 5 | 正硬限位有效 |
| 6 | 负硬限位有效 |
| 7 | 正软限位到达 |
| 8 | 负软限位到达 |
| 9 | 急停锁存 |
| 10 | 影子配置已修改但未提交 |
| 11 | 活动配置有效 |
| 12～15 | 保留 |

### 4.10 段事件和停止原因

| 值 | 原因 |
|---:|---|
| 0 | NONE |
| 1 | PULSE_COMPLETE |
| 2 | WAIT_TIME_COMPLETE |
| 3 | WAIT_SIGNAL_ACTIVE |
| 4 | ACT_TIME |
| 5 | EXT_SIGNAL |
| 6 | EXT_OR_COMPLETE_BY_EXT |
| 7 | EXT_OR_COMPLETE_BY_PULSE |
| 8 | STOP_DECEL |
| 9 | STOP_IMMEDIATE |
| 10 | POS_LIMIT |
| 11 | NEG_LIMIT |
| 12 | EMERGENCY_STOP |
| 13 | ERROR |
| 14 | NORMAL_TASK_COMPLETE |

## 5. S0/S1动态数据池：1000～9199

S0和S1不设置固定数据块地址。主站在1000～9199范围内自行选择不重叠的连续区域，
写入数据后，把首地址分别写入目标轴的`S0_BASE_ADDRESS`和`S1_BASE_ADDRESS`。

动态数据池共8200个保持寄存器，可容纳至少4个满100段的S0数据块、4个S1数据块，
并保留余量。数据池地址已经由PLSR占用，其他模块不得用于通信历史或其他功能。

分配必须满足：

1. S0首地址和S1首地址均位于1000～9199。
2. S1固定占4个寄存器；S0占用`10+段数×10`个寄存器，范围不得越过9199。
3. 任意两个同时存在的数据块不得重叠；允许多个轴只读共享同一个完整数据块。
4. 主站写完数据后计算CRC16，再写入轴基址、字数和期望CRC，最后递增
`AXIS_SHADOW_GENERATION`并发送`COMMIT_AXIS`。
5. COMMIT重新检查范围、长度、CRC和字段内容，成功后复制私有快照；CRC不一致时拒绝
启动并返回“动态数据块正在变化”。

### 5.1 S1数据块

S1首地址记为`S1_BASE`，由`S1_BASE_ADDRESS`指定：

| S1偏移 | 名称 | 类型 | 权限 | 说明 |
|---:|---|---|---|---|
| +0～+1 | S1_POSITION_MODE | U32 | RW | 0相对，1绝对 |
| +2～+3 | S1_START_SEGMENT | U32 | RW | 0或1从第1段开始，2～100从指定段开始 |

S1只包含上述两个双字字段。异步调用、命令序号、轴选择、S2选择以及S0/S1基址均不属于S1。

### 5.2 S0头部

| S0偏移 | 名称 | 类型 | 权限 | 说明 |
|---:|---|---|---|---|
| +0～+1 | SEGMENT_COUNT | U32 | RW-S | 1～100 |
| +2～+9 | RESERVED | - | RES | 对标信捷保留8个寄存器 |

### 5.3 每段10寄存器布局

段号`N`取1～100：

```text
SEGMENT_BASE(N) = S0_BASE_ADDRESS + N × 10
```

| 段内偏移 | 名称 | 类型 | 权限 | 说明 |
|---:|---|---|---|---|
| +0～+1 | SEGMENT_FREQUENCY | U32 | RW-S | 0表示使用所选S2默认速度 |
| +2～+3 | SEGMENT_PULSE_COUNT | I32 | RW-S | 完整INT32范围，负数表示反向 |
| +4 | WAIT_CONFIG | U16 | RW-S | 高8位等待条件，低8位参数来源类型 |
| +5～+6 | WAIT_VALUE_OR_REFERENCE | U32 | RW-S | 常数值或变量/点编号 |
| +7 | JUMP_SOURCE_TYPE | U16 | RW-S | 低8位有效，高8位必须为0 |
| +8～+9 | JUMP_VALUE_OR_REFERENCE | U32 | RW-S | 常数段号或变量编号 |

段1位于`S0+10`，段100位于`S0+1000`，最后占用到`S0+1009`。

### 5.4 WAIT_CONFIG高8位

| 值 | 条件 | 行为 |
|---:|---|---|
| 0 | PULSE_COMPLETE | 本段数量完成后跳转 |
| 1 | WAIT_TIME | 完成后等待指定毫秒数，0按1 ms |
| 2 | WAIT_SIGNAL | 完成后等待位信号有效 |
| 3 | ACT_TIME | 从段开始计时，到时放弃剩余脉冲并跳转 |
| 4 | EXT_SIGNAL | 输入上升沿到来时跳转；若脉冲先完成则等待边沿 |
| 5 | EXT_OR_COMPLETE | EXT边沿或脉冲完成先到者触发跳转 |

### 5.5 WAIT_CONFIG低8位

| 值 | 来源 | WAIT_VALUE_OR_REFERENCE含义 |
|---:|---|---|
| 0 | CONSTANT | 直接常数 |
| 1 | HOLDING_VOLATILE | 普通保持寄存器零基地址 |
| 2 | HOLDING_BACKUP | Backup SRAM保持变量编号/地址 |
| 3 | HOLDING_FLASH | Flash固定参数编号/地址 |
| 4 | INPUT_POINT | I点逻辑ID |
| 5 | INTERNAL_COIL | 普通内部线圈零基地址 |
| 6 | RETAINED_COIL | 掉电保持内部线圈编号 |

对于WAIT_TIME和ACT_TIME，动态数值为无符号毫秒数；对于WAIT_SIGNAL、EXT_SIGNAL和
EXT_OR_COMPLETE，动态数值表示位或输入点。EXT条件只允许有效的外部输入来源。

### 5.6 JUMP_SOURCE_TYPE

| 值 | 来源 |
|---:|---|
| 0 | CONSTANT |
| 1 | HOLDING_VOLATILE |
| 2 | HOLDING_BACKUP |
| 3 | HOLDING_FLASH |

跳转值范围0～100：

- 0：顺序进入下一段；最后一段为0时任务结束。
- 1～100：跳转到指定段。
- 等于当前段：允许有意无限循环。

动态跳转变量在发生段转换时读取。超出范围应进入ERROR，不得越界访问S0。

## 6. 线圈映射：100～163

为对标信捷“正在发脉冲标志”等位状态，每轴分配16个只读线圈：

该线圈范围已经定义固定状态字段，属于PLSR已占用的线圈地址。其他模块不得覆盖；代码
接入前仍须扫描现有线圈使用情况，若发现历史冲突，必须升级地址表修订号后整体调整。
线圈只是兼容性只读镜像，权威状态全部位于每轴保持寄存器实时状态区；不读取线圈也能
取得完整PLSR状态。

```text
AXIS_COIL_BASE(axis) = 100 + axis × 16
```

| 偏移 | 名称 | 权限 | 说明 |
|---:|---|---|---|
| +0 | INSTRUCTION_ACTIVE | RO | 指令仍处于运行/等待/暂停状态 |
| +1 | PULSE_ACTIVE | RO | 当前物理脉冲正在输出 |
| +2 | COMPLETED | RO | 最近任务正常完成 |
| +3 | ERROR | RO | 轴处于错误状态 |
| +4 | WAITING | RO | 正在等待段条件 |
| +5 | PAUSED | RO | 已暂停 |
| +6 | POSITION_VALID | RO | 逻辑位置有效 |
| +7 | CONFIG_VALID | RO | 活动配置有效 |
| +8 | POS_HARD_LIMIT | RO | 正硬限位有效 |
| +9 | NEG_HARD_LIMIT | RO | 负硬限位有效 |
| +10 | POS_SOFT_LIMIT | RO | 正软限位到达 |
| +11 | NEG_SOFT_LIMIT | RO | 负软限位到达 |
| +12 | EMERGENCY_STOP | RO | 软件急停锁存 |
| +13 | SEGMENT_EVENT_TOGGLE | RO | 每次段事件翻转，便于PLC/HMI边沿检测 |
| +14 | AB_MODE_ACTIVE | RO | 当前使用AB模式 |
| +15 | RESERVED | RO | 固定0 |

轴0线圈范围100～115，轴1为116～131，轴2为132～147，轴3为148～163。
这些线圈必须在协议处理层拒绝功能码`0x05`和`0x0F`写入。

## 7. 对标信捷与本项目增强的边界

### 7.1 保持信捷语义

- S0头部、每段10寄存器布局、等待类型编码和跳转编码与信捷功能一致。
- S1仅包含相对/绝对和起始段。
- S0、S1由调用方在动态数据池中指定首地址，不绑定轴，也不设置固定数据块地址。
- S2选择0～4套参数，并保留信捷速度、曲线、补偿、FOLLOW和刷新参数。
- 段频率为0时使用S2默认速度。
- 运行中修改目标频率在刷新周期内生效，且不改变剩余脉冲数。

### 7.2 地址编码边界

- 不把HD、HSD、SFD、SM编号直接复刻为Modbus PDU地址，但必须维持第4.1、4.3和4.4节
规定的一一对应关系。
- 不复制XDPPro配置界面。
- D通过本项目连续逻辑ID保存Q点，并通过轴号、板型映射和资源冲突检查对应信捷Y轴语义。

### 7.3 本项目增强

- 四轴独立影子参数和原子COMMIT。
- 命令序号防止Modbus重试造成重复运动。
- 64位逻辑位置、累计量和任务计数。
- 独立`INSTRUCTION_ACTIVE`与`PULSE_ACTIVE`，可区分运动和等待。
- 快照序号保证多字状态一致。
- AB相x4计数、两轴AB以及混合输出资源检查。

## 8. 实现前检查

- [ ] 在`modbus_rtu_slave.h`中增加本地址表常量。
- [ ] 协议处理层实施RO、RW-S、RW-L、WO-T权限。
- [ ] 功能码`0x10`写多字数据时保持原子性。
- [ ] CMD_SEQUENCE写入时对命令参数做一致性快照。
- [ ] COMMIT校验四轴Q点、定时器和AB点对冲突。
- [ ] 状态发布最后更新SNAPSHOT_SEQUENCE。
- [ ] 测试地址边界895/896、999/1000、9199/9200和9999。
- [ ] 测试S0/S1动态块的边界、重叠、共享、长度和CRC校验。
- [ ] 使用四轴各100段执行读写和并发运行压力测试。
- [ ] 按第4.1、4.3和4.4节逐项验证信捷固定地址对应关系，无遗漏、无一对多歧义。

+ 3
- 4
Document/PLSR_document/PLSR信捷对标追踪矩阵.md Wyświetl plik

@@ -2,7 +2,6 @@

> 矩阵版本：V1.0 Rev.B
> 基准资料：[信捷XD/XL系列PLC定位控制手册](./信捷XD_XL系列PLC定位控制手册_PD02_20260510_V1.3.pdf)
> 对应规格：[PLSR需求规格统计.md](./PLSR需求规格统计.md)
> 对标原则：信捷PLSR已有功能全部纳入，本项目增强功能允许保留；Y0～Y3的PLSR固定软元件
> 地址按[PLSR地址映射](./PLSR地址映射.md)一比一对应。

@@ -35,7 +34,7 @@
| 负数表示反向 | 49 | 有符号脉冲数量决定方向 | 已纳入 |
| 频率增减与方向无关 | 49 | 速度规划与方向符号分离 | 已纳入 |
| 段频率0使用默认速度 | 56 | 使用当前S2默认速度 | 已纳入 |
| 段脉冲数0的行为 | 56 | 实机确认连续/终止语义后冻结 | 待实机确认 |
| 段脉冲数0的行为 | 56 | 项目冻结为跳过当前段且不输出脉冲；最后一段则完成任务 | 已冻结差异 |
| 相对定位 | 17、69等 | 支持相对模式 | 已纳入 |
| 绝对定位 | 17、69等 | 支持绝对模式 | 已纳入 |
| 绝对目标等于累计位置时不输出 | 50 | 零脉冲直接完成 | 已纳入 |
@@ -85,7 +84,7 @@
| 方向输出点 | 31、60等 | 从有效未占用Q点配置 | 等效实现 |
| 方向延时 | 31、41 | 默认10 ms，单位ms可配置 | 已纳入 |
| PULSE/DIR | 29、49 | 最多四轴 | 已纳入 |
| AB相输出 | 29、70等 | 最多两轴，x4边沿计数 | 增强 |
| AB相输出 | 29、70等 | 最多两轴，一个完整正交周期计1个指令脉冲 | 增强 |
| 脉冲单位 | 28～29 | 支持脉冲模式 | 已纳入 |
| 1 μm、0.01/0.1/1 mm当量 | 28 | 内核直接换算并保存余数 | 增强 |
| 每转脉冲数和每转移动量 | 28、60等 | 公共参数 | 已纳入 |
@@ -107,7 +106,7 @@
| Modbus状态监控 | 原子状态快照 | 增强 |
| 参数原子提交 | 影子参数加COMMIT | 增强 |
| 命令防重 | 命令序号保证只执行一次 | 增强 |
| 四轴资源检查 | PULSE/DIR轴数 + 2×AB轴数不超过4 | 增强 |
| 四轴资源检查 | PULSE/DIR轴数 + 2×AB轴数 + 2×CW/CCW轴数不超过4 | 增强 |
| 自测和错误数据块号 | 参数、状态机、计数、跳转、定时器和冲突诊断 | 增强 |

## 7. 关闭准则


+ 0
- 524
Document/PLSR_document/PLSR需求确认清单.md Wyświetl plik

@@ -1,524 +0,0 @@
# PLSR 需求确认清单

> 清单版本：V1.0 Rev.B（S0/S1动态地址及固定参数映射确认）
> 创建日期：2026-08-04
> 对应需求文档：[PLSR需求规格统计.md](./PLSR需求规格统计.md)

## 填写说明

1. 在选中的选项前将 `[ ]` 修改为 `[x]`。
2. 标有“单选”的项目只能选择一项。
3. 标有“多选”的项目可以选择多项。
4. 不清楚的硬件参数可以选择“待上板实测”。
5. 如果没有填写，需求评审时默认采用标有“建议”的选项。
6. 补充内容直接填写在横线或“备注”后。

确认人：_虞文昊___________________
确认日期：_________2026/8/4_________
计划开始日期：_________2026/8/4_____
计划验收日期：_______2026/8/25_______

---

## 1. 开发板范围

### 1.1 首版验收平台（单选）

- [ ] 只验收 XDM-60T4-E，T10-E 仅保留兼容设计（建议）
- [ ] 同时验收 XDM-60T4-E 和 XDM-60T10-E
- [ ] 只验收 XDM-60T10-E
- [x] 只验收 XDM-60T4-E

补充型号或要求：____________________________________________

### 1.2 MCU 和时钟

- [x] 确认使用 STM32F407，外部晶振 12 MHz，CPU 168 MHz（建议）
- [ ] 参数需要修改

修改内容：____________________________________________________

## 2. 轴数和输出点

### 2.1 V1.0 轴数（单选）

- [ ] 单轴（建议）
- [ ] 双轴
- [x] 四轴（V1.0 的 PULSE/DIR 最多四轴，AB 相最多两轴）
- [ ] 其他：________轴

### 2.2 四轴输出点

脉冲输出点：Q0、Q1、Q2、Q3
脉冲 MCU 引脚：Q0/PF6、Q1/PF8、Q2/PF7、Q3/PF9
脉冲定时器/通道：Q0/PF6/TIM10_CH1、Q1/PF8/TIM13_CH1、Q2/PF7/TIM11_CH1、Q3/PF9/TIM14_CH1

AB 相输出点对：AB轴0使用 Q0(A)/Q1(B)，AB轴1使用 Q2(A)/Q3(B)。
每个 PULSE/DIR 轴占用一个高速输出点，每个 AB 轴占用两个高速输出点，且满足
`PULSE/DIR轴数 + 2 × AB轴数 ≤ 4`。

方向点允许从 XDM-60T4-E 的有效输出点 `Q0～Q7、Q10～Q17、Q20` 中运行时配置；
不得与任何正在使用的脉冲点或其它已占用输出点冲突。四轴全部启用时，方向点白名单为：

| 方向输出点 | MCU 引脚 | 方向输出点 | MCU 引脚 |
|---|---|---|---|
| Q4 | PI8 | Q5 | PE6 |
| Q6 | PE5 | Q7 | PE4 |
| Q10 | PG7 | Q11 | PG6 |
| Q12 | PH9 | Q13 | PH8 |
| Q14 | PH7 | Q15 | PH6 |
| Q16 | PF11 | Q17 | PB0 |
| Q20 | PH5 | | |

- [x] 上述映射已经原理图确认
- [ ] 上述映射已经上板实测
- [ ] 映射尚未确认，开发前需要核对（建议在第 1 周第一天完成）

### 2.3 输出点配置方式（单选）

- [ ] 编译时固定脉冲点和方向点
- [x] 运行时从支持列表中配置（建议）
- [ ] 任意 Q 点均可配置

## 3. 伺服脉冲接口

### 3.1 输出形式（单选）

- [ ] PULSE/DIR（建议）
- [ ] CW/CCW
- [ ] PULSE/DIR 和 CW/CCW 都支持
- [x] PULSE/DIR 和 AB 都支持
### 3.2 有效边沿（单选）

- [x] 上升沿（建议）
- [ ] 下降沿
- [ ] 参数可配置

### 3.3 输出极性（单选）

- [ ] 高电平有效
- [ ] 低电平有效
- [x] 参数可配置（建议）
- [ ] 待上板实测

### 3.4 伺服驱动器电气参数

伺服品牌及型号：______________________________________________
最大接收频率：________________ Hz
最小高电平时间：______________ us
最小低电平时间：______________ us
最小方向建立时间：____________ us
最小方向保持时间：____________ us

- [ ] 参数来自伺服驱动器手册
- [ ] 参数已经示波器实测
- [x] 暂时未知，按保守值实现并在联调时确认

### 3.5 AB 相计数定义

- [x] 采用 x4 边沿计数：A 或 B 每次有效跳变计 1 个指令脉冲
- [x] AB 模式的目标频率表示每秒有效计数边沿数
- [x] 一个完整 AB 正交周期对应 4 个指令脉冲
- [x] 停止时允许保持在任一合法正交状态，下一次运动从该状态继续

## 4. 频率和脉冲数量

### 4.1 V1.0 保证频率范围（单选）

- [x] 1 Hz～100 kHz（建议）
- [ ] 1 Hz～200 kHz
- [ ] 其他：________ Hz～________ Hz
- [ ] 先按 100 kHz 实现，最高值由上板测试决定

### 4.2 频率误差（单选）

- [ ] 不超过 ±0.1%（建议）
- [ ] 不超过 ±0.5%
- [x] 只要求使用最佳定时器分频值，不设固定百分比
- [ ] 其他：________________

### 4.3 单段脉冲数量（单选）

- [x] 完整有符号32位，范围 -2,147,483,648～2,147,483,647，对标信捷
- [ ] 无符号 32 位，方向单独设置
- [ ] 64 位脉冲数量
- [ ] 其他：________________

### 4.4 正常完成脉冲误差（单选）

- [x] 必须为 0 个脉冲（建议）
- [ ] 允许误差：±________个脉冲

## 5. 定位模式

### 5.1 支持模式（多选）

- [x] 相对定位（必须，建议勾选）
- [x] 绝对定位（必须，建议勾选）
- [x] 设置当前位置
- [x] 当前逻辑位置清零

### 5.2 绝对位置无效时的处理（单选）

- [x] 禁止绝对定位，必须先设置或清零当前位置（建议）
- [ ] 自动将当前位置视为 0
- [ ] 自动读取保存值，即使上次异常掉电
- [ ] 其他：________________________________________________

### 5.3 位置单位（单选）

- [ ] PLSR 内核只使用脉冲和 Hz，工程单位由上位机换算（建议）
- [ ] PLSR 直接支持 mm、mm/s
- [ ] PLSR 直接支持角度、rpm
- [x] 同时支持脉冲单位和工程单位，对标信捷

如需工程单位，请填写：

```
脉冲、1 mm、0.1 mm、0.01 mm、1 μm
```

每圈指令脉冲数：____________
电子齿轮比：________________
机械减速比：________________
丝杠螺距：________________mm

## 6. 多段路径

### 6.1 最大段数（单选）

- [x] 100 段，对标信捷（建议）
- [ ] 32 段
- [ ] 16 段
- [ ] 其他：________段

### 6.2 每段参数（多选）

- [x] 有符号脉冲数量（必须）
- [x] 目标频率（必须）
- [ ] 段起始频率
- [ ] 段结束频率
- [x] 等待类型
- [x] 等待参数
- [x] 下一段编号
- [ ] 本段加速时间
- [ ] 本段减速时间
- [ ] 本段曲线类型

### 6.3 段起止频率配置方式（单选）

- [ ] 每段显式配置起始频率和结束频率
- [x] 只配置每段目标频率，由 S2 和相邻段自动推导（建议）
- [ ] 两种方式都支持；显式值优先，未配置时自动推导

### 6.4 段间条件（多选）

- [x] 当前段脉冲发送完成（必须）
- [x] 等待指定时间（建议）
- [x] 等待指定输入点（建议）
- [x] 输入有效或本段完成
- [x] 指定下一段（建议）
- [ ] 有限循环（建议）
- [x] 从指定段号开始（建议）
- [ ] 上述功能 V1.0 全部实现
- [x] ACT 指定时间后跳段
- [x] EXT 外部输入立即跳段
- [x] 跳转值为 0：顺序执行
- [x] 最后一段跳转值为 0：结束
- [x] 跳转到自身：无限循环
- [x] “有限循环”没有独立循环次数字段，需要通过寄存器、计数器和动态下一段编号实现。
- [ ] V1.0 只实现顺序执行，其余放到 V1.1

### 6.5 多段衔接方式（多选）

- [x] 完成方式（建议）
- [x] 后续方式（建议）
- [x] 两种方式均作为 V1.0 强制验收项
- [ ] V1.0 只实现完成方式

## 7. 加减速曲线

### 7.1 V1.0 曲线（多选）

- [x] 无加减速（建议）将加速度时间设为0
- [x] 直线/梯形加减速（必须，建议勾选）
- [x] S 形加减速（必须，建议勾选）
- [x] 正弦曲线加减速
- [ ] 正弦曲线作为 V1.1 加分项

### 7.2 参数方式（单选）

- [x] S2 保存默认速度和默认加减速时间，按斜率计算（对标信捷）
- [ ] 直接为每次任务设置总加速时间和总减速时间（建议，接口更直观）
- [ ] 两种方式均支持

### 7.3 短距离处理（单选）

- [x] 自动压缩为三角或短距离曲线（建议）
- [ ] 无法完成完整曲线时拒绝启动
- [ ] 其他：________________________________________________

## 8. 调用方式和运行控制

### 8.1 调用方式（多选）

- [ ] 同步等待（建议）
- [x] 异步返回（建议）
- [ ] 两种方式均作为 V1.0 强制功能

### 8.2 运行中控制（多选）

- [x] 动态修改当前段目标频率（必须）
- [x] 频率刷新周期可选 `1 ms` 或 `0.1 ms`
- [x] 刷新周期保存在 S2 中，调频应在所配置的 `1 ms` 或 `0.1 ms` 内开始生效
- [x] uC/OS-II Tick 保持 `1 ms`；`0.1 ms` PLSR刷新由独立硬件定时器触发
- [x] 减速停止（必须）
- [x] 立即停止（必须）
- [x] 暂停（建议）
- [x] 继续（建议）
- [ ] 暂停和继续放到 V1.1

### 8.3 重复 START（单选）

- [ ] 运行中拒绝并返回 BUSY，不影响当前任务（建议）
- [ ] 中止当前任务并启动新任务
- [ ] 将新任务加入队列
- [x] 运行中拒绝并且不用返回 BUSY，不影响当前任务（建议）

### 8.4 通信断开时的运动行为（单选）

- [ ] 已启动任务继续运行，记录通信断开状态（建议）
- [ ] 通信超时后减速停止
- [ ] 通信超时后立即停止
- [x] 已启动任务继续运行，不用记录通信断开状态
- [ ] 参数可配置

## 9. 累计数据和掉电保存

### 9.1 必须保存的数据（多选）

- [x] 输出点和输出极性
- [x] S2 参数套组
- [x] 默认运行和衔接模式
- [x] 总累计脉冲数
- [ ] 正向、反向累计脉冲数
- [x] 当前逻辑位置及独立有效标志
- [ ] 当前逻辑位置有累计位置，但无独立有效标志
- [ ] 未完成任务及剩余路径

### 9.2 参数保存方式（单选）

- [ ] 内部 Flash 双备份、版本号和 CRC（建议）
- [ ] 只使用 Backup SRAM
- [ ] 外部 EEPROM/FRAM，型号：________________
- [x] 其他：___固定参数使用 Flash；动态参数使用 Backup SRAM，例如累计位置和第 0 套动态参数_____________________________________________

### 9.3 运行中突然掉电的恢复等级（单选）

- [ ] 只保证已完成任务和检查点；上电不续跑，位置可能无效（建议）
- [x] 有 VBAT，恢复 Backup SRAM 最近检查点；上电不续跑
- [ ] 要求累计位置零脉冲误差恢复，需要增加 FRAM 或掉电检测
- [ ] 要求自动继续未完成运动（不建议，需单独安全评审）

板卡是否安装并有效连接 VBAT：

- [x] 是
- [ ] 否
- [ ] 未确认

允许异常掉电丢失的最大累计数据：____________________________

- [x] 异常掉电后恢复最近检查点供诊断，但将独立 `position_valid` 标志清零
- [x] 重新清零、设置位置或完成回零前，禁止绝对定位

## 10. 安全输入和伺服状态

### 10.1 V1.0 输入信号（多选）

- [x] 急停；V1.0 无外部硬件切断回路，由软件立即停止脉冲输出

信捷明确指出“脉冲发送完成”不等于“伺服到位”，In-position 必须读取伺服反馈信号。

- [x] 正限位
- [x] 负限位
- [ ] 伺服 Ready
- [ ] 伺服 Alarm
- [ ] 伺服 In-position
- [ ] V1.0 不接入上述硬件信号，只预留软件接口（建议按任务书最小范围）

### 10.2 限位触发后的行为（单选）

- [x] 减速停止，禁止继续向限位方向运动（建议）
- [ ] 立即停止，禁止继续向限位方向运动
- [ ] 可按每个输入单独配置
- [ ] V1.0 不适用

### 10.3 急停行为（单选）

- [ ] 硬件切断脉冲输出，同时软件记录状态（建议用于正式设备）
- [x] 软件立即停止
- [ ] 软件减速停止
- [ ] V1.0 不适用

## 11. Modbus 接口

### 11.1 接口功能（多选）

- [x] 读取配置和实时状态（必须）
- [x] 写入单段和多段参数（必须）
- [x] 启动、停止和清零（必须）
- [x] 暂停和继续
- [x] 保存和加载参数（必须）
- [x] 自测和错误复位（必须）

### 11.2 参数提交方式（单选）

- [x] 影子参数写入完成后，通过提交命令原子生效（建议）
- [ ] 每写一个寄存器立即生效
- [ ] 其他：________________________________________________

### 11.3 多字数据寄存器顺序（单选）

- [x] 高字在前、低字在后（建议）
- [ ] 低字在前、高字在后

### 11.4 命令防重（单选）

- [x] 使用命令序号；相同序号只执行一次（建议）普通参数读写不需要
- [ ] 不使用命令序号
- [ ] 其他：________________________________________________

## 12. 自测和诊断

### 12.1 V1.0 自测项目（多选）

- [ ] 参数版本和 CRC（本项目增强项，不作为信捷对标前提）
- [x] 输出点冲突
- [x] 定时器时钟和分频
- [x] 频率、段数和脉冲数量范围
- [x] 路径跳转和循环（包括跳转目标及死循环）
- [x] 计数溢出
- [x] 状态机非法转换
- [ ] 外部输入回接脉冲输出

- [x] 频率、参数块、段数据范围检查
- [x] 当前段和当前输出频率监控
- [x] 累计脉冲溢出标志
- [x] 正负限位停止错误
- [x] PLSR 每段中断
- [x] 脉冲错误码和错误数据块号


### 12.2 测试设备（多选）

- [ ] 示波器
- [x] 逻辑分析仪
- [ ] 伺服驱动器和电机
- [ ] 外部脉冲计数器
- [x] PC Modbus 测试工具

现有设备型号：________________________________________________

## 13. 性能和资源预算

### 13.1 是否接受当前建议指标

- [ ] 频率误差不超过 ±0.1%
- [ ] 正常完成脉冲误差为 0
- [x] 调频在 S2 配置的 1 ms 或 0.1 ms 内开始生效
- [ ] PLSR 平均 CPU 占用率不超过 20%
- [ ] PLSR 静态 RAM 不超过 8 KiB
- [ ] 脉冲级中断最坏时间不超过 100 kHz 周期的 25%
- [ ] 运行阶段禁止动态内存分配
- [ ] 连续运行 24 小时无异常
- [x] 最大额定频率：100 kHz
- [x] 频率刷新周期：1 ms 或 0.1 ms
- [x] 定位数值范围：32 位有符号数
- [x] 正常完成按指定脉冲数量停止
需要修改的指标：________________________________________________

## 14. 交付范围

### 14.1 必须交付（多选）

- [ ] PLSR 源代码和头文件
- [ ] 定时器、GPIO 和板型适配代码
- [ ] Modbus 通信协议
- [ ] 参数保存模块
- [ ] 需求规格书
- [ ] 软件设计说明书
- [ ] 测试方案
- [ ] 测试记录和测试报告
- [ ] 上位机测试工具
- [ ] 示例程序和使用说明

### 14.2 四周周期（单选）

- [ ] 接受当前四周开发计划（建议）
- [ ] 周期调整为：________周
- [ ] 硬件和需求冻结后再确定周期

## 15. 后续版本和排除项

### 15.1 后续版本或加分项（多选）

- [ ] AB 相正交脉冲输出（已纳入 V1.0）
- [ ] 外部输入脉冲回读诊断
- [ ] 多轴输出（四轴独立输出已纳入 V1.0）
- [ ] 超过 100 kHz 输出
- [x] 完整机械回零（ZRN独立指令，仍为后续项）
- [ ] 齿隙补偿（已纳入V1.0 PLSR）
- [ ] FOLLOW 前馈控制（已纳入V1.0 PLSR）
- [ ] 编码器实际位置监控

### 15.2 确认 V1.0 不包含（多选）

- [x] 编码器闭环位置控制
- [x] 多轴插补
- [x] 电子凸轮和龙门同步
- [ ] 信捷专用软元件地址兼容（已改为V1.0必须一比一对应，不再属于排除项）
- [x] XDPPro 参数界面兼容
- [x] 完整复制信捷全部运动指令语法

## 16. 最终确认

### 16.1 需求处理结果（单选）

- [ ] 清单尚未填写完成
- [ ] 已填写，但仍有项目需要硬件实测
- [x] 已填写，同意据此更新 V1.0 需求规格书
- [ ] 已填写并确认，可以开始软件设计和实现

仍需讨论的问题：

1. CW/CCW 双脉冲不纳入 V1.0；V1.0 实现 PULSE/DIR 与 AB 相输出。
2. 急停无外部硬件切断，由软件立即停止脉冲输出。
3. AB 相最多同时运行两轴，采用 x4 边沿计数；点对为 Q0/Q1 和 Q2/Q3，定时器/DMA方案仍需上板验证。

确认人签字：____________________
确认日期：______________________

## 17. 信捷 PLSR 功能超集补充确认

- [x] 信捷PLSR已有功能全部作为V1.0最低基线，本项目增强功能继续保留
- [x] Y0～Y3的PLSR固定HSD、SFD、SD、SM和I地址按信捷手册一比一对应
- [x] S1只保存相对/绝对模式和起始执行段；异步调用不占用S1字段
- [x] S0和S1在Modbus动态数据池中指定首地址，不设置固定数据块地址，不永久绑定到轴
- [x] COMMIT时创建轴运行快照，提交后修改原S0/S1动态数据块不影响已提交或已运行任务
- [x] 除S0和S1外，S2、D、公共参数、命令和状态全部映射到固定保持寄存器地址
- [x] 取消16条Modbus通信历史，其原地址空间释放给S0/S1动态数据池
- [x] 段频率为0时使用S2默认速度
- [x] 脉冲数0的确切语义在实现冻结前通过信捷实机或厂家资料确认
- [x] Wait时间、Wait信号、ACT、EXT、EXT或完成按信捷触发时序实现
- [x] Wait时间范围1～2,147,483,647 ms，0按1 ms处理
- [x] 跳转目标支持常数和运行时变量，0为顺序/结束，自身为无限循环
- [x] 每段产生包含轴号、段号和结束原因的段事件
- [x] 支持脉冲、1 μm、0.01 mm、0.1 mm和1 mm单位
- [x] 支持每转脉冲数、每转移动量及累计余数换算
- [x] 支持软限位、方向逻辑、方向延时和限位输入极性
- [x] 方向延时默认10 ms，单位ms并可配置
- [x] 支持正反向齿隙补偿及补偿加减速时间
- [x] S2支持FOLLOW性能参数和FOLLOW前馈补偿参数
- [x] 绝对目标等于当前位置时零脉冲完成
- [x] START接受后锁存运行，触发条件消失不终止任务
- [x] 100 kHz以上至200 kHz属于非保证扩展区，通过板级测试后开放

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@@ -1,18 +1,48 @@
# PLSR 需求规格书

> 文档版本：V1.0 Rev.B（S0/S1动态地址及固定参数映射基线）
> 更新日期：2026-08-04
> 文档版本：V1.3 Rev.A（需求冲突统一冻结版）
> 更新日期：2026-08-05
> 目标平台：XDM-60T4-E
> 软件平台：STM32F407 + uC/OS-II

## 目录

- [1 概述](#1-概述)
- [1.1 项目背景](#11-项目背景)
- [1.2 定义](#12-定义)
- [2 功能需求](#2-功能需求)
- [2.1 系统与硬件功能](#21-系统与硬件功能)
- [2.2 脉冲输出功能](#22-脉冲输出功能)
- [2.3 定位功能](#23-定位功能)
- [2.4 S0、S1、S2、D 功能模型](#24-s0s1s2d-功能模型)
- [2.5 单段与多段路径](#25-单段与多段路径)
- [2.6 加减速与段内变频](#26-加减速与段内变频)
- [2.7 调用与多段衔接模式](#27-调用与多段衔接模式)
- [2.8 运行控制](#28-运行控制)
- [2.9 状态机与状态监控](#29-状态机与状态监控)
- [2.10 Modbus 通信](#210-modbus-通信)
- [2.11 参数与累计数据保存](#211-参数与累计数据保存)
- [2.12 自测与诊断](#212-自测与诊断)
- [2.13 安全与异常处理](#213-安全与异常处理)
- [3 性能需求](#3-性能需求)
- [3.1 脉冲性能](#31-脉冲性能)
- [3.2 实时性能](#32-实时性能)
- [3.3 可靠性](#33-可靠性)
- [3.4 工程单位与换算边界](#34-工程单位与换算边界)
- [4 其它需求](#4-其它需求)
- [4.1 验收要求](#41-验收要求)
- [4.2 交付物](#42-交付物)
- [4.3 后续版本或加分项](#43-后续版本或加分项)
- [4.4 不在当前范围内](#44-不在当前范围内)
- [4.5 实施验证事项](#45-实施验证事项)
- [5 参考资料](#5-参考资料)

[TOC]
## 1 概述

### 1.1 项目背景

本项目计划在新一代 XDM 系列 PLC 中实现一个高性能定位脉冲输出模块，
通过 PLC 指令或 Modbus 命令驱动伺服驱动器，完成四轴独立位置控制。
本项目计划在新一代 XDM 系列 PLC 中实现一个高性能定位脉冲输出模块， 通过
PLC 指令或 Modbus 命令驱动伺服驱动器，完成四轴独立位置控制。

项目当前已有以下基础：

@@ -25,11 +55,12 @@

本项目以信捷 PLC 的 PLSR 功能作为最低功能基线：信捷 PLSR 已有的功能和
可观察运行语义均应具备；本项目已有的四轴资源管理、Modbus原子提交、命令防重、
64位累计、诊断和Backup SRAM等增强功能继续保留。Y0～Y3的PLSR操作数、公共参数、
K0～K4参数组和固定状态地址必须与信捷手册一比一对应；不复制XDPPro参数配置界面。
64位累计、诊断和Backup
SRAM等增强功能继续保留。Y0～Y3的PLSR固定配置参数和固定状态地址必须与信捷手册
一比一对应；S0、S1保持动态首地址语义，S2、D保持指令操作数语义；不复制XDPPro参数配置界面。

逐项对应关系见[PLSR信捷对标追踪矩阵](./PLSR信捷对标追踪矩阵.md)。矩阵中未关闭的
差异不得宣称为“严格功能对标完成”。
差异不得宣称为"严格功能对标完成"。

V1.0 的目标范围如下：

@@ -51,7 +82,7 @@ V1.0 的目标范围如下：
### 1.2 定义

| 名称 | 定义 |
|---|---|
| --- | --- |
| PLSR | 本项目的定位脉冲输出模块，支持单段及多段位置控制 |
| PULSE/DIR | 脉冲加方向的伺服控制接口，PULSE 表示位置增量，DIR 表示方向 |
| AB 相输出 | A、B 两路相差 90° 的正交脉冲接口，通过相位先后表示方向 |
@@ -62,7 +93,7 @@ V1.0 的目标范围如下：
| 完成方式 | 上一段脉冲发送完后，才开始向下一段频率加减速 |
| 后续方式 | 在上一段内提前变频，使段结束时已经达到下一段频率 |
| S0 | 路径数据块，保存段数、频率、脉冲数、等待和跳转参数 |
| S1 | 用户执行参数，保存定位模式、起始段和调用方式 |
| S1 | 用户执行参数，仅保存定位模式和起始段 |
| S2 | K0～K4运动参数套组，保存速度限制、起止频率、加减速、补偿、FOLLOW和刷新周期 |
| D | 输出轴或脉冲输出点 |
| 控制周期 | PLSR 更新状态和速度规划的周期，由 S2 配置为 1 ms 或 0.1 ms |
@@ -74,7 +105,7 @@ V1.0 的目标范围如下：
### 2.1 系统与硬件功能

| 编号 | 需求 | 优先级 |
|---|---|---|
| --- | --- | --- |
| FR-SYS-01 | 系统应运行在 STM32F407 和 uC/OS-II 平台上 | 必须 |
| FR-SYS-02 | 系统应使用 12 MHz 外部晶振并运行于 168 MHz 主频 | 必须 |
| FR-SYS-03 | 首版应在 XDM-60T4-E（STM32F407IG）上完成验收 | 必须 |
@@ -86,7 +117,7 @@ V1.0 的目标范围如下：
已知主要输出点如下：

| PLC 点 | MCU 引脚 |
|---|---|
| --- | --- |
| Q0 | PF6 |
| Q1 | PF8 |
| Q2 | PF7 |
@@ -116,8 +147,8 @@ Q2/PF7/TIM11_CH1、Q3/PF9/TIM14_CH1，仍应通过上板波形测试确认。
### 2.2 脉冲输出功能

| 编号 | 需求 | V1.0 指标 |
|---|---|---|
| FR-PUL-01 | 输出形式 | PULSE/DIR、AB 相；不支持 CW/CCW 双脉冲 |
| --- | --- | --- |
| FR-PUL-01 | 输出形式 | PULSE/DIR、AB 相、CW/CCW 双脉冲 |
| FR-PUL-02 | PULSE/DIR 有效计数边沿 | 固定为物理上升沿 |
| FR-PUL-03 | 脉冲占空比 | 50% |
| FR-PUL-04 | 输出频率范围 | 1～100,000 Hz |
@@ -128,20 +159,64 @@ Q2/PF7/TIM11_CH1、Q3/PF9/TIM14_CH1，仍应通过上板波形测试确认。
| FR-PUL-09 | 输出点 | 脉冲点和方向点可配置且不得重复 |
| FR-PUL-10 | 运行调频 | 修改目标频率后不改变剩余脉冲数量 |
| FR-PUL-11 | 四轴运行 | 四轴可独立启动、停止、调频和查询状态 |
| FR-PUL-12 | AB 相方向和计数 | 通过A、B相位先后控制方向；采用x4计数，A或B每次有效跳变计1个指令脉冲 |
| FR-PUL-13 | AB 相轴数 | 最多同时运行两轴；AB轴0使用 Q0(A)/Q1(B)，AB轴1使用 Q2(A)/Q3(B) |
| FR-PUL-14 | 高速点资源 | PULSE/DIR轴数 + 2 × AB轴数不得超过4，启动前必须检查资源冲突 |
| FR-PUL-15 | AB 相频率 | 目标频率表示每秒有效计数边沿数，一个完整AB周期对应4个指令脉冲 |
| FR-PUL-12 | AB 相方向和计数 | 通过A、B相位先后控制方向；一个完整A/B正交周期计1个指令脉冲 |
| FR-PUL-13 | AB 相轴数 | 最多同时运行两轴；物理点对固定为 Q0(A)/Q1(B)、Q2(A)/Q3(B)，逻辑轴可动态申请空闲点对 |
| FR-PUL-14 | 高速点资源 | PULSE/DIR轴数 + 2 × AB轴数 + 2 × CW/CCW轴数不得超过4，启动前必须检查资源冲突 |
| FR-PUL-15 | AB 相频率 | 目标频率表示每秒完整AB周期数；每周期含4次相位跳变，但只计1个指令脉冲 |
| FR-PUL-16 | 默认速度 | 段频率为0时使用当前S2套组的脉冲默认速度 |
| FR-PUL-17 | 扩展频率 | 100,001～200,000 Hz作为非保证扩展区，仅在板级测试通过后开放并报告警告 |

手册对“段脉冲个数为0”同时描述了使用默认速度，但没有明确连续输出或零距离的
终止语义。V1.0实现冻结前必须使用信捷实机或厂家确认该行为，并将结果写入追踪矩阵；
不得自行把0定义为普通非法参数后仍宣称严格对标。
系统支持三种输出模式：

| 模式编号 | 输出模式 | 说明 |
| --- | --- | --- |
| 0 | PULSE/DIR | 脉冲+方向输出 |
| 1 | AB 相 | 正交脉冲输出 |
| 2 | CW/CCW | 双脉冲方向输出 |

要求：

- 三种模式均应支持正反方向控制；
- 输出模式运行前不可修改；
- 输出点必须支持资源冲突检查；
- 不同轴之间高速输出资源不得重复占用。

高速输出资源按以下规则统一：

- 物理高速资源固定为Q0～Q3，不改变其MCU引脚和定时器映射；
- 逻辑运动轴不永久绑定高速资源，START时申请、任务终止时释放；
- PULSE/DIR占用1个高速资源；AB相和CW/CCW各占用2个高速资源；
- AB相及CW/CCW只能使用Q0/Q1或Q2/Q3有效点对；
- 正常完成、STOP或ERROR退出后必须释放本任务占用的高速资源；
- 运行期间输出模式、高速点绑定和定时器资源保持锁定。

CW/CCW模式下，正向只允许CW端输出脉冲，反向只允许CCW端输出脉冲；另一端和停止
状态均保持无效电平，任何时刻禁止CW、CCW同时输出。

- **FR-PUL-20：** PLSR任务正常完成、STOP停止或ERROR退出后必须释放高速输出资源。
- **FR-PUL-21：** CW/CCW必须遵守上述互斥输出和停止安全电平规则。
- **FR-PUL-22：** 单段脉冲数量为0时跳过当前段，不输出脉冲并进入下一段；若为最后一段则完成任务。

AB模式的段脉冲数量按完整正交周期累计。每完成`00→相邻相位→相邻相位→相邻相位→00`
的一轮四相位状态转换，段剩余脉冲数减1；四次相位跳变不得分别扣减脉冲数量。正反方向
通过相位先后顺序区分。

最小有效脉宽、输出极性及最高可靠频率还应满足 PLC 输出电路和伺服驱动器
的电气要求。100 kHz 是 V1.0 建议保证值，更高频率需通过硬件测试后开放。

当段目标频率为0时：

使用当前 S2 默认速度。

如果：

默认速度 <= 0

则：

- 禁止启动；
- 返回 DEFAULT_SPEED_INVALID。

### 2.3 定位功能

#### 2.3.1 相对定位
@@ -171,7 +246,7 @@ Q2/PF7/TIM11_CH1、Q3/PF9/TIM14_CH1，仍应通过上板波形测试确认。

#### 2.3.3 位置与累计计数

系统应维护以下 64 位数据：
系统内部应维护以下64位增强数据：

- 当前逻辑位置。
- 本次任务累计脉冲数。
@@ -179,12 +254,17 @@ Q2/PF7/TIM11_CH1、Q3/PF9/TIM14_CH1，仍应通过上板波形测试确认。

上位机应能够读取并清零累计数据。运行期间禁止清零或设置当前位置。

信捷兼容的固定累计状态`HSD0～15`仍按每个值两个16位寄存器组成32位数据；内部64位
累计不得改变该固定地址布局。将内部值发布到信捷兼容状态前必须进行范围检查，超出32位
范围时报告累计溢出，不得静默截断。

### 2.4 S0、S1、S2、D 功能模型

项目采用与信捷 PLSR 相似的逻辑模型，但不要求使用相同的物理寄存器地址。
项目采用信捷PLSR的S0、S1、S2、D逻辑模型。Y0～Y3固定配置和状态地址必须按
[PLSR地址映射](./PLSR地址映射.md)一比一对应；S0、S1保持动态首地址语义。

| 参数 | 功能 | 主要内容 |
|---|---|---|
| --- | --- | --- |
| S0 | 路径数据块 | 总段数、每段频率、脉冲数、等待及跳转 |
| S1 | 用户执行参数 | 仅包含相对/绝对模式和起始执行段；异步调用属于指令接口而非S1字段 |
| S2 | 运动参数套组 | K0～K4，包含默认频率、最高频率、起止频率、加减速、曲线、补偿、FOLLOW和刷新周期 |
@@ -196,11 +276,13 @@ Q2/PF7/TIM11_CH1、Q3/PF9/TIM14_CH1，仍应通过上板波形测试确认。
PLSR_Start(S0路径, S1执行参数, S2参数套组, D输出轴)
```

Modbus实现应为S0和S1提供动态数据池。调用方在池内选择不重叠的连续区域，并把
S0、S1首地址传给目标轴；数据块不永久绑定到轴，多个轴允许只读共享同一数据块。
COMMIT成功时为目标轴创建不可变运行快照，随后修改原动态数据块不得影响已经启动
或已经提交的轴任务。除S0和S1数据块首地址动态指定外，S2、D、公共参数、命令和
运行状态均使用固定的Modbus保持寄存器地址。
S0和S1由调用方在未占用数据区选择不重叠的连续首地址；数据块不永久绑定到轴，多个轴
允许只读共享同一数据块。COMMIT成功时为目标轴创建不可变运行快照，随后修改原动态
数据块不得影响已经启动或已经提交的轴任务。K0～K4固定配置和固定运行状态使用
[PLSR地址映射](./PLSR地址映射.md)规定的信捷原地址；D只指定输出资源，不自拟固定参数地址。

**FR-CMD-04：** PLSR指令必须支持`S0、S1、S2、D`四个操作数语义，分别表示路径数据、
用户执行参数、K0～K4系统运动参数组和输出资源配置。

每个输出轴必须提供第0～4套S2参数：

@@ -220,8 +302,8 @@ COMMIT成功时为目标轴创建不可变运行快照，随后修改原动态

S2 的控制刷新周期只允许配置为 `1 ms` 或 `0.1 ms`。系统OS Tick保持1 ms；
0.1 ms运动控制刷新应由独立硬件定时器触发，不得通过提高全局OS Tick实现。
运行中修改目标频率后，
系统应在当前 S2 所配置的刷新周期内开始应用新目标；该指标表示调频响应时间，
运行中修改目标频率后， 系统应在当前 S2
所配置的刷新周期内开始应用新目标；该指标表示调频响应时间，
不表示脉冲输出周期。

### 2.5 单段与多段路径
@@ -236,11 +318,12 @@ S2 的控制刷新周期只允许配置为 `1 ms` 或 `0.1 ms`。系统OS Tick
下一段编号
```

S0应提供与信捷每段数据等效的字段和动态引用能力，但不要求复刻HD寄存器地址：
S0应提供与信捷每段数据一致的相对布局和动态引用能力；S0首地址由调用方动态指定：

- 等待条件和等待参数均可表达常数或受支持的数据/位变量引用。
- 跳转目标可为常数或运行时数据变量引用，范围0～100。
- Wait时间范围1～2,147,483,647 ms，配置0时按1 ms处理；计时从本段脉冲完成后开始。
- Wait时间范围1～2,147,483,647 ms，配置0时按1
ms处理；计时从本段脉冲完成后开始。
- Wait信号在本段完成后判断；若信号已有效则立即跳段，否则保持WAIT直至有效。
- ACT从本段开始输出时计时；时间到时放弃本段剩余脉冲并跳段；若脉冲先完成则等待ACT到时。
- EXT采用输入上升沿；运动中触发立即放弃剩余脉冲并跳段，脉冲先完成则等待后续EXT边沿。
@@ -250,7 +333,7 @@ S0应提供与信捷每段数据等效的字段和动态引用能力，但不要
多段路径应满足：

| 编号 | 需求 | 优先级 |
|---|---|---|
| --- | --- | --- |
| FR-SEG-01 | 每段可独立设置有符号脉冲数量 | 必须 |
| FR-SEG-02 | 每段可独立设置目标频率 | 必须 |
| FR-SEG-03 | 段起止频率由S2和相邻段目标频率自动推导，不要求每段显式配置 | 必须 |
@@ -264,10 +347,33 @@ S0应提供与信捷每段数据等效的字段和动态引用能力，但不要
| FR-SEG-11 | 支持从指定段号开始；跳转到自身表示有意无限循环 | 必须 |
| FR-SEG-12 | 每个实际完成或被条件切换的段均产生带轴号、段号和原因的段事件 | 必须 |
| FR-SEG-13 | 最后一段使用等待类条件时保持WAIT/运行状态，直到条件成立或STOP，不得静默结束 | 必须 |
| FR-SEG-14 | 最大路径段数固定为100；超过限制时拒绝执行并返回SEGMENT_OVERFLOW | 必须 |

运行期间除当前目标频率外，其余路径参数修改不得影响当前任务。新参数应在
下一次成功提交并启动时生效。

每段数据增加以下逻辑字段：

| 字段 | 说明 |
| --- | --- |
| PulseCount | 有符号脉冲数量 |
| TargetFrequency | 目标频率 |
| WaitType | 等待类型 |
| WaitSourceType | 等待数据来源 |
| WaitAddress | 等待变量地址 |
| WaitParameter | 等待参数 |
| JumpType | 跳转来源 |
| JumpAddress | 跳转变量地址 |
| NextSegment | 下一段编号 |

支持：

- 常量等待；
- 输入等待；
- 数据变量等待；
- 动态跳转；
- 条件循环。

### 2.6 加减速与段内变频

系统应支持：
@@ -305,10 +411,25 @@ S0应提供与信捷每段数据等效的字段和动态引用能力，但不要

### 2.8 运行控制

#### 2.8.1 PLSR启动触发规则

PLSR启动采用上升沿触发方式。

| 编号 | 需求 | 优先级 |
| --- | --- | --- |
| FR-CMD-01 | PLSR启动必须检测启动信号上升沿 | 必须 |
| FR-CMD-02 | 启动成功后，解除启动条件不会影响当前任务 | 必须 |
| FR-CMD-03 | 已经接受的任务必须锁存执行参数，不受原参数区修改影响 | 必须 |

禁止：

- 启动信号持续有效导致重复启动；
- 通信结束或调用返回导致运动停止。

系统至少应支持以下命令：

| 命令 | 行为 | 优先级 |
|---|---|---|
| --- | --- | --- |
| START | 校验并启动任务 | 必须 |
| STOP_DECEL | 按减速曲线停止 | 必须 |
| STOP_IMMEDIATE | 完成本次有效脉冲后关闭输出 | 必须 |
@@ -325,13 +446,69 @@ S0应提供与信捷每段数据等效的字段和动态引用能力，但不要
命令边界行为：

- IDLE 状态收到 START 时，校验通过后接受。
- 运行、减速、等待或暂停状态再次收到 START 时拒绝执行，不重启任务，也不要求返回BUSY。
- 运行、减速、等待或暂停状态再次收到 START
时拒绝执行，不重启任务，也不要求返回BUSY。
- ERROR 状态收到 START 时，应拒绝执行，必须先清除错误。
- 相同命令序号重复到达时，应返回上次结果，不得重复执行运动。
- 多次 STOP_IMMEDIATE 应按幂等命令处理。
- CLEAR_POSITION、SET_POSITION 和 CLEAR_TOTAL 在运行期间应被拒绝。
- 发生数值溢出时应报告错误，不得依赖整数回绕。

#### 2.8.2 参数修改生效规则

运行过程中参数修改规则：

| 参数 | 运行中修改 |
| --- | --- |
| 目标频率 | 允许，立即生效 |
| STOP命令 | 允许 |
| PAUSE命令 | 允许 |
| 方向 | 禁止 |
| 脉冲数量 | 禁止 |
| 路径段数据 | 禁止 |
| 输出模式 | 禁止 |
| 输出点配置 | 禁止 |
| 加减速参数 | 下一次启动生效 |

启动时必须生成不可变运行快照。

**FR-PUL-23：** 运行过程中禁止直接修改方向；必须终止当前任务后重新提交并启动。

#### 2.8.3 PAUSE、RESUME、STOP语义

##### PAUSE

暂停要求：

1. 按当前减速曲线降低速度；
2. 输出频率降为0；
3. 保存当前段号；
4. 保存剩余脉冲数量；
5. 等待RESUME。

##### RESUME

恢复：

- 从暂停位置继续执行；
- 不重新加载路径；
- 不重新计算已完成段。

##### STOP_DECEL

减速停止：

- 按当前减速曲线停止；
- 当前任务结束。

##### STOP_IMMEDIATE

立即停止：

- 完成本次有效脉冲输出后关闭；
- 锁存停止原因；
- 不自动恢复。

### 2.9 状态机与状态监控

PLSR 至少应包含以下状态：
@@ -364,7 +541,29 @@ ERROR 错误
- 当前段已发送脉冲数，以及最近一次段事件的轴号、段号和结束原因。

绝对模式目标等于当前累计位置时不得输出脉冲；完成状态不得依赖必须出现一次
“运行标志下降沿”，应直接返回零位移完成结果。
"运行标志下降沿"，应直接返回零位移完成结果。

增加 PLC 用户可观察状态：

| 状态 | 说明 |
| --- | --- |
| BUSY | 当前轴存在已接受但尚未终止的任务，包括运动、WAIT和PAUSED |
| PULSE_ACTIVE | 当前物理脉冲正在输出；WAIT和PAUSED期间为0 |
| DONE | 当前任务正常完成并锁存 |
| WAIT | 当前任务正在等待段条件 |
| ERROR | 当前任务异常结束并锁存错误 |

#### 2.9.1 DONE定义

采用方案A：

- 运动正常完成后 DONE 置1；
- DONE保持有效；
- 下一次 START 成功接受后清零；
- DONE 不依赖 BUSY 下降沿。
- STOP_DECEL、STOP_IMMEDIATE和ERROR结束不得置DONE。

**FR-STA-01：** DONE只表示正常完成，并按上述方案A产生、保持和清零。

### 2.10 Modbus 通信

@@ -392,9 +591,9 @@ ERROR 错误
8. 协议应包含版本号，新增字段时不得改变既有寄存器语义。

PLSR内存地址、数据类型和固定占用规则见
[PLSR地址映射](./PLSR地址映射.md)；Modbus报文、访问权限和提交规则另见
[PLSR Modbus通信协议](./PLSR_Modbus通信协议.md)。地址分配必须避开现有演示、
Backup SRAM保持区。原Modbus通信历史功能不纳入PLSR版本，原历史寄存器区域释放给
[PLSR地址映射](./PLSR地址映射.md)。地址分配必须避开现有演示、
Backup
SRAM保持区。原Modbus通信历史功能不纳入PLSR版本，原历史寄存器区域释放给
S0/S1动态数据池使用。

### 2.11 参数与累计数据保存
@@ -411,20 +610,22 @@ S0/S1动态数据池使用。
保存规则如下：

1. 固定配置参数使用内部 Flash 保存。
2. 动态参数、累计位置和第0套动态S2参数使用有VBAT维持的 Backup SRAM 保存。
2. 动态参数、累计位置和第0套动态S2参数使用有VBAT维持的 Backup SRAM
保存。
3. 不得每个脉冲写 Flash。
4. 正常完成、正常停止、清零和设置位置后，应保存一致累计值。
5. SAVE_CONFIG 返回成功后，重新上电必须完整恢复固定配置。
6. 重新上电不得自动继续未完成运动。
7. 异常掉电或异常复位后可恢复最近检查点供诊断，但必须清除 `position_valid`。
7. 异常掉电或异常复位后可恢复最近检查点供诊断，但必须清除
`position_valid`。
8. 重新清零、设置当前位置或完成回零前，禁止绝对定位。
9. 任意掉电瞬间零脉冲误差恢复需要额外硬件，Backup SRAM单独不能保证。

测试报告应记录板卡是否安装 VBAT 以及最终采用的数据恢复等级。
XDM-60T4-E 已确认安装有效 VBAT，Backup SRAM 可用于保持动态检查点；
测试报告应记录板卡是否安装 VBAT 以及最终采用的数据恢复等级。 XDM-60T4-E
已确认安装有效 VBAT，Backup SRAM 可用于保持动态检查点；
当前逻辑位置必须具有独立的 `position_valid` 标志。

### 2.11.1 信捷等效脉冲公共参数
#### 2.11.1 信捷等效脉冲公共参数

每个轴必须提供以下与PLSR直接相关的公共参数，字段地址严格采用
[PLSR地址映射](./PLSR地址映射.md)中的信捷原地址，不得采用自定义轴块偏移：
@@ -463,11 +664,30 @@ XDM-60T4-E 已确认安装有效 VBAT，Backup SRAM 可用于保持动态检查
外部诊断和测试至少包括：

- 使用示波器或逻辑分析仪测量输出频率。

- 统计实际脉冲边沿数量。

- 检查占空比和方向建立时间。

- 检查梯形、S 形和正弦曲线。

- 进行连续运行和频繁启停压力测试。

| 诊断项 | 要求 |
| --- | --- |
| 软件累计脉冲 | 记录实际发送数量 |
| 硬件边沿计数 | 记录输出实际边沿 |
| 差值诊断 | 判断输出异常 |
| 频率记录 | 保存当前和最高频率 |
| 段事件记录 | 记录结束原因 |

用于定位：

- 参数错误；
- 状态机错误；
- 定时器异常；
- 输出资源异常。

### 2.13 安全与异常处理

- 上电、复位、HardFault 和看门狗复位时，脉冲输出必须保持无效。
@@ -476,7 +696,8 @@ XDM-60T4-E 已确认安装有效 VBAT，Backup SRAM 可用于保持动态检查
- 清除错误不得自动重新启动未完成运动。
- 配置限位输入后，限位有效时应禁止向该方向启动，但允许反向离开限位。
- 运动中限位触发默认执行减速停止。
- V1.0 急停没有外部硬件切断回路；急停输入由软件立即禁止脉冲输出并锁存状态。
- V1.0
急停没有外部硬件切断回路；急停输入由软件立即禁止脉冲输出并锁存状态。
- 软件急停不具备独立硬件安全回路的故障容错能力，不得宣称为安全认证急停。

至少应定义以下错误：
@@ -500,12 +721,44 @@ Flash数据无效或保存失败
内部计数异常
```

运动控制事件优先级：

急停
>
硬限位
>
STOP_IMMEDIATE
>
STOP_DECEL
>
PAUSE
>
正常运行

要求：

- 高优先级事件不能被低优先级命令覆盖；
- 错误清除后禁止自动恢复运动。

### 2.13.1 错误码补充

新增：

| 错误码 | 说明 |
| --- | --- |
| DEFAULT_SPEED_INVALID | 默认速度非法 |
| SEGMENT_OVERFLOW | 路径段数超过100 |
| OUTPUT_MODE_INVALID | 输出模式非法 |
| RESOURCE_CONFLICT | 输出资源冲突 |
| PARAMETER_LOCKED | 运行参数禁止修改 |
| DONE_STATE_ERROR | 完成状态异常 |

## 3 性能需求

### 3.1 脉冲性能

| 编号 | 性能项 | 验收指标 |
|---|---|---|
| --- | --- | --- |
| PR-01 | 保证频率范围 | 1 Hz～100 kHz |
| PR-02 | 固定频率误差 | 使用可实现的最佳定时器分频值，记录目标值、实际值及误差，不设统一百分比限值 |
| PR-03 | 正常完成脉冲误差 | 0 个脉冲 |
@@ -520,7 +773,7 @@ Flash数据无效或保存失败
设计评审并记录原因：

| 编号 | 性能项 | 初始指标 |
|---|---|---|
| --- | --- | --- |
| PR-RT-01 | 控制更新周期 | S2 可配置为 1 ms 或 0.1 ms |
| PR-RT-02 | 脉冲产生 | 由硬件定时器维持，不受 OS 调度影响 |
| PR-RT-03 | 脉冲级中断最坏执行时间 | 实测并记录，不得导致脉冲数量错误 |
@@ -532,7 +785,7 @@ Flash数据无效或保存失败
### 3.3 可靠性

| 编号 | 性能项 | 验收指标 |
|---|---|---|
| --- | --- | --- |
| PR-REL-01 | 连续运行 | 测试时长由测试方案确定，运行期间不得出现计数错误或任务失联 |
| PR-REL-02 | 频繁启停 | 不产生额外脉冲和非法状态转换 |
| PR-REL-03 | 异常参数 | 拒绝执行且不影响当前合法任务 |
@@ -542,7 +795,8 @@ Flash数据无效或保存失败

### 3.4 工程单位与换算边界

- PLSR内核同时支持脉冲模式和当量模式，当量单位为1 μm、0.01 mm、0.1 mm或1 mm。
- PLSR内核同时支持脉冲模式和当量模式，当量单位为1 μm、0.01 mm、0.1
mm或1 mm。
- 当量模式根据每转指令脉冲数和每转移动量换算频率与脉冲数量。
- 换算层必须定义舍入方式并保存累计余数，连续多段运动不得持续产生单向舍入漂移。
- 上位机仍可提前换算，但不得成为使用工程单位的唯一途径。
@@ -553,7 +807,7 @@ Flash数据无效或保存失败
### 4.1 验收要求

| 编号 | 验收项 | 合格标准 |
|---|---|---|
| --- | --- | --- |
| AT-01 | 固定频率 | 1 Hz～100 kHz 使用最佳定时器分频值，并记录实际误差 |
| AT-02 | 固定脉冲数 | 正常完成误差为 0 个 |
| AT-03 | 正反转 | 方向电平和脉冲数量正确 |
@@ -568,13 +822,27 @@ Flash数据无效或保存失败
| AT-12 | 重复命令 | 相同命令序号不产生重复运动 |
| AT-13 | 掉电恢复 | 不自动运动，位置有效性符合恢复等级 |
| AT-14 | 上电安全 | 上电和复位期间无意外脉冲 |
| AT-17 | 四轴独立运行 | 四轴可独立启动、停止、调频，状态和累计数据互不串扰 |
| AT-18 | AB 相输出 | 两个AB轴可独立运行；采用x4计数，完整周期4个计数边沿，方向、频率和数量正确 |
| AT-17 | 四轴独立运行 | 四轴同时以100 kHz运行时无丢脉冲、重复脉冲和异常周期，且状态和累计数据互不串扰 |
| AT-18 | AB 相输出 | 两个AB轴可独立运行；一个完整正交周期计1个指令脉冲，周期频率、相位方向和数量正确 |
| AT-19 | S0等待与跳转 | 六种等待条件、动态参数来源、提前/延后触发和0/指定/自身跳转语义与信捷一致 |
| AT-20 | 公共参数 | 单位换算、软限位、方向延时、齿隙补偿和FOLLOW参数均通过测试 |
| AT-21 | 零值及边界 | INT32最小值、频率0、脉冲数0和绝对零位移行为完成对标测试 |
| AT-21 | 零值及边界 | INT32最小值、频率0、脉冲数0跳段和绝对零位移行为符合本规格 |
| AT-22 | 段事件和监控 | 每段事件、运行标志、当前段计数和累计计数可被稳定读取 |

新增测试：

- FR-TEST-01四轴100 kHz并发测试；
- PLSR启动上升沿测试；
- BUSY/DONE状态测试；
- DONE保持及清零测试；
- PULSE/DIR测试；
- AB相测试；
- CW/CCW测试；
- PAUSE/RESUME测试；
- STOP优先级测试；
- 参数运行修改测试；
- 输出诊断一致性测试。

正式测试应使用开发板、逻辑分析仪和PC Modbus测试工具，并记录测试固件、
参数、接线、测量设备、原始波形和测试结论。

@@ -591,33 +859,19 @@ Flash数据无效或保存失败
- 上位机调试或测试工具。
- 示例程序和使用说明。

### 4.3 开发周期

项目周期按任务书要求控制为 4 周：

| 周期 | 主要工作 | 周交付物 |
|---|---|---|
| 第 1 周 | 确认定时器映射；完成单段频率、计数和方向 | 定时器驱动、单段演示、基础波形 |
| 第 2 周 | 完成定位、状态机、梯形曲线、调用模式和调频 | PLSR 核心模块、单轴测试记录 |
| 第 3 周 | 完成多段、衔接模式、等待跳转、S 形、Modbus 和保存 | 多段演示、协议草案、恢复测试 |
| 第 4 周 | 完成正弦曲线、诊断、压力测试、修复和文档 | 交付固件、设计书、测试报告 |

如果硬件映射、伺服接口或验收条件在第 1 周结束前仍未确认，应从关键条件
冻结之日重新评估四周周期。

### 4.4 后续版本或加分项
### 4.3 后续版本或加分项

- 完整机械回零。

### 4.5 不在当前范围内
### 4.4 不在当前范围内

- 编码器闭环控制和位置误差修正。
- 多轴直线或圆弧插补。
- 电子凸轮和龙门同步。
- 完整复制信捷 PLSR、PLSF、DRVI、DRVA、ZRN、STOP 和 GOON 语法。
- 兼容信捷专用软元件地址和 XDPPro 界面。
- XDPPro参数配置界面兼容。

### 4.6 实施验证事项
### 4.5 实施验证事项

以下事项不改变V1.0需求范围，属于设计、实现和上板验收阶段需要验证的内容：

@@ -626,7 +880,7 @@ Flash数据无效或保存失败
3. 两个 AB 轴的定时器/DMA同步方案及上板波形验证。
4. 四轴100 kHz并发及0.1 ms控制刷新时的CPU和中断资源实测结果。
5. Backup SRAM检查点的具体更新时机和诊断数据允许损失量。
6. 信捷PLSR段脉冲数为0时的确切输出与终止语义。
6. 段脉冲数为0时无脉冲输出、跳过当前段并正确进入下一段或完成任务。

## 5 参考资料

@@ -634,7 +888,7 @@ Flash数据无效或保存失败
2. [实现 PLSR 指令](./实现PLSR指令.pdf)
3. [信捷 XD/XL 系列 PLC 定位控制手册](./信捷XD_XL系列PLC定位控制手册_PD02_20260510_V1.3.pdf)
4. [C 语言规范](../c语言规范.pdf)
5. 当前工程 `Core`、`Modbus`、`Middlewares`、`EWARM` 和 `HostComputer` 目录
5. 当前工程 `Core`、`Modbus`、`Middlewares`、`EWARM` 和 `HostComputer`
目录
6. [PLSR地址映射](./PLSR地址映射.md)
7. [PLSR Modbus通信协议](./PLSR_Modbus通信协议.md)
7. [PLSR信捷对标追踪矩阵](./PLSR信捷对标追踪矩阵.md)

BIN
Document/PLSR_document/~$需求规格书.docx Wyświetl plik


BIN
Document/PLSR_document/需求规格书.docx Wyświetl plik


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