Motor Motion Simulation System (馬達運動模擬系統)

本專案為基於 C# .NET WinForms 開發的運動控制模擬軟體。開發目標在於實作使用者介面與邏輯狀態機，並透過非同步編程優化系統效能。

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核心技術點

1. 非同步編程與 I/O 處理 (Async / Await)

為確保使用者介面（UI）在執行耗時任務時不產生鎖死（Lock-up），本專案全面採用非同步架構：

• JSON 序列化存取：使用 await File.ReadAllTextAsync 與 Task.Run 處理配方檔案讀寫。
• 任務分流：確保大量數據序列化邏輯運行於背景執行緒，維持 UI 執行緒的流暢度。

2. 有限狀態機 (Finite State Machine, FSM)

系統行為由明確的狀態機驅動，提升程式碼的可維護性與邏輯嚴密性：

• 狀態管理：定義 Idle、Moving、Homing 與 Error 狀態。
• 行為封裝：將物理計算邏輯與狀態切換解耦，確保系統在不同狀態間跳轉時的行為一致。

3. 事件驅動型介面互鎖 (Safety Interlock)

實作工業等級的軟體互鎖機制，防止誤操作導致的系統異常：

• 動態權限控管：根據馬達即時狀態（Moving/Homing）動態鎖定或啟用 UI 控制項（如按鈕、參數輸入框）。
• 狀態同步：透過事件觸發機制，確保介面呈現與底層邏輯狀態高度同步。

4. 數值演算與離散時間模擬

在固定時間週期（100ms）下實作數值模擬：

• 離散步進計算：在計時器週期內處理連續數據的變化，並實作目標點位之補償與校正。
• 參數校驗：在進入運動邏輯前執行參數合法性檢查，防止除以零或溢位等運算異常。

5. sql輸出的生產者-消費者架構

透過生產者-消費者架構，解耦檔案寫入的衝突問題：

• 生產者：在log輸出的fuction與timer中加入呼叫寫入.db的功能。
• 消費者：用迴圈與暫存由舊到新依序寫入log資訊。

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專案功能架構

功能模組	技術實現	說明
參數管理 (Recipe)	System.Text.Json	實作物件與檔案間的序列化轉換，支援本地檔案讀寫。
即時監控 (Monitor)	System.Windows.Forms.Timer	實作 10Hz 採樣頻率的實時座標反饋。
日誌系統 (Logging)	ListBox 封裝	實作自動捲動與帶有時間戳記的系統行為紀錄。
物件導向 (OOP)	Motor Class	將運動邏輯、座標狀態與參數配置進行物件化封裝。
SQL日誌持久化輸出 (OOP)	SQLite Class	將程式運作日誌輸出持久化成單獨資料

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檔案說明

• Form1.cs：負責 UI 事件處理、非同步呼叫觸發與介面互鎖邏輯。
• Motor.cs：核心邏輯類別，包含狀態機驅動、位移數值演進與參數配置結構。
• SQLite.cs：核心邏輯類別，包含Dapper控制sql的輸入存檔。