G-Code 详解

时间：2024-10-23 08:16:28

玩过一段时间3D打印机的朋友，都会接触到G-code文件。所谓G-code文件， 指的是3D模型在进入3D打印机实际打印之前，必须要经过切片器处理而成的一种中间格式文件。这种中间格式文件的内容，实际上每一行都是3D打印机固件所能理解的命令。而这些命令，也被称为G-code命令，是3D打印机和电脑之间最重要的命令交互界面。

既然所有3D打印机都使用G-code作为对外联系的唯一信息交互方式，那么这种“语言”的标准就很重要了。不幸的是，虽然所有的3D打印机，都使用G-code作为与计算机的交互语言，但实际上每种3D打印机“说出”的G-code，都多多少少有些不同。这也可以说，每种3D打印机都有自己的“方言”。我们要研究G-code，就要从一种最常见的“方言”，也可以说是“普通话”开始，先了解一种，然后再学习其他类似的语言，相互对比，就很容易了。

基础运动

既然G-code是计算机指挥3D打印机干活用的一套语言，那么其中最重要的就是运动类的指令。

G0/G1 直线移动

虽然从名字上看，G0叫做“快速直线移动”，而G1叫做“直线移动”，但实际上在Repetier-firmware里面，G0和G1指令是完全等价的，没有任何区别。移动是否快速，完全是靠参数F来决定的（下面会详细介绍）。这条指令的作用也很简单，就是将挤出头线性移动到一个特定的位置。这条指令带有不少参数，完整的形式是这样的：

  G0 Xnnn Ynnn Znnn Ennn Fnnn Snnn

或者

  G1 Xnnn Ynnn Znnn Ennn Fnnn Snnn

使用时，不需要所有的参数全部存在，但至少要有一个参数。其中，

  • Xnnn表示X轴的移动位置；
  • Ynnn表示Y轴的移动位置；
  • Znnn表示Z轴的移动位置；
  • Ennn表示E轴（挤出头步进电机）的移动位置；
  • Fnnn表示速度，单位是毫米/每分钟；
  • Snnn表示是否检查限位开关，S0不检查，S1检查，缺省值是S0；

举例来说，

G1 F1500
G1 X50 Y25.3 E22.4

这样两行G-code，表示了首先将速度设置为1500mm/min，也就是25mm/s，然后将挤出头移动至x=50mm, y=25.3mm的位置上，z轴高度不变，并且将挤出头步进电机移动至22.4mm的位置上。这里，速度、xyz位置都比较好理解，但挤出头步进电机的位置怎么理解呢？移动至22.4mm处，代表着挤出了多少耗材呢？实际上，这里挤出头的具体动作，要根据之前挤出头步进电机所在的状态（也就是位置）而定。比如在这两条语句之前，挤出头步进电机已经处于20mm的位置处，那么这里挤出头步进电机只要再前进2.4mm就可以了。

仔细想想，其实挤出头步进电机的工作方式，与xyz轴完全一样。xyz轴之所以比较好理解，是因为我们清楚的知道原点(0, 0, 0)的位置在哪里。而对于e轴来说原点的位置也会在打印开始处被初始化到0的位置。知道了原点的位置，就可以正确理解挤出头步进电机的工作方式了。实际上，挤出头步进电机仍然是以原点为基础，只不过是在整个打印过程中持续增加的。（思考：切片器的挤出头回抽动作，对应了什么样的G-code代码？）

再举一例，

G1 F1500
G1 X50 Y25.3 E22.4 F3000

这个例子与上面的例子非常类似，唯一的区别，就是F参数了。而这两条语句的意义，除了对XYZE的移动之外，还会将打印速度，从语句执行开始时的1500mm/min，提高到语句执行结束时的3000mm/min。这里有两点需要注意。

第一点，F参数与XYZE参数一样，在语句执行的过程中线性插值；

第二点，在预先知道第一点的前提下，F参数使得计算机对3D打印机的控制更加深入和精准了。计算得当的情况下，切片器可以精确控制3D打印机的加速和减速过程，使得整个3D打印过程更加顺滑。

G2/G3 圆弧移动

这两条命令中，G2是顺时针圆弧移动，G3是逆时针圆弧移动。命令的完整形式是：

G2 Xnnn Ynnn Innn Jnnn Rnnn Ennn Fnnn

或者

G3 Xnnn Ynnn Innn Jnnn Rnnn Ennn Fnnn

其中，

  • Xnnn表示移动目标点的X坐标；
  • Ynnn表示移动目标点的Y坐标；
  • Innn表示圆心位置，值是圆心距离当前位置的X分量；
  • Jnnn表示圆心位置，值是圆心距离当前位置的Y分量；
  • Rnnn表示圆形的半径长度；
  • Ennn表示E轴（挤出头步进电机）的移动位置；
  • Fnnn表示速度，单位是毫米/每分钟；

根据勾股定理，R2 = I2 + J2。因此，如果提供了圆心位置参数，就不需要提供半径参数了。反之，如果提供了半径参数，也可以根据当前点和目标点计算出圆心位置，就不需要提供I/J参数了。其他几个的参数用法，与G0/G1是完全一样的。

G2/G3命令面临的最尴尬的问题，是常用的上位机切片器软件，包括Slic3r以及Cura engine，并不会生成这两条指令。所有3D模型中的圆弧，在STL文件中已经被转化为使用大量小线段拟合而成的曲线。这样，切片器自然也不会把这些小线段当做圆弧处理。最终的G-code输出结果，也只会存在G0/G1指令，而不会存在G2/G3指令。当然，据打印虎所知，如果你使用的是比较小众的上位机软件，比如artCAM等，因为这些软件的输入并不是STL文件，因此它们的输出G-code是很有可能出现G2/G3命令的。

如果确定了你的3D打印机只会接收到G0/G1直线移动命令，那么我们完全可以在3D打印机固件配置中，定义

#define ARC_SUPPORT 0

这样，所有与G2/G3指令相关的代码，就都不会编译，也不会包含在最终的固件代码中了。可以节省一些固件的空间，同时并不会影响任何3D打印机的功能。

还有一个问题留给大家思考：在上位机切片软件输出G2/G3命令的情况下，相比于上位机切片软件输出G0/G1命令的情况，是否3D打印机打印圆形物体时会更圆呢？（答案是不会。）那么其中的原理是什么？

G4 暂停移动

这条命令让挤出机在当前位置停止一段时间。可能的参数包括：

  • Pnnn表示停止移动的时间，以毫秒为单位，1000毫秒等于1秒。
  • Snnn也表示停止移动的时间，以秒为单位。

因此，G4 P2000命令与G4 S2命令是完全等价的。

G10/G11 回抽/反回抽

这两条命令使挤出头执行一个回抽(G10)或者相反的动作(G11)。所谓回抽，就是让E轴步进电机反转一小段。而反回抽则让E轴步进电机正转一小段。参数只有一个：

  • Snnn表示回抽的距离。
  • S1表示长回抽，S0表示短回抽。

实际上，目前的切片器并不太依赖于G10/G11指令执行回抽动作，而是利用G1 Ennn命令直接命令挤出头步进电机前进或倒退到某一个位置。因此，与G2/G3命令类似，G10/G11命令基本上是个摆设，除非未来有专门的切片器可以生成这两条指令，否则完全可以将这两条指令关闭，节省内存空间。在固件配置中，定义

#define FEATURE_RETRACTION 0

可以关闭G10/G11功能，在编译期去除这段相关的代码。

G20/G21 设置距离单位

这两条命令非常简单，用于设置当前距离单位为英寸(G20)或者毫米(G21)。没有参数。

未设置时缺省值是毫米。

G28 归零

这条命令使3D打印机XYZ轴以及挤出头E轴归零。参数包括：

  • X表示使X轴归零
  • Y表示使Y轴归零
  • Z表示使Z轴归零

E表示重置E轴的位置为0，与XYZ轴不同的是，如果使用了E参数，E轴步进电机并不运动，而是将当前的E轴位置直接设置为0，这样下面对E轴的运动指令，都会解释为相对0点的运动。

如果使用时没有任何参数，直接使用G28，等价于G28 XYZ命令。这时并不会对E轴进行重置为0的操作。

XYZ轴归零的顺序，由固件配置HOMEING_ORDER决定，比如定义为

#define HOMING_ORDER HOME_ORDER_XYZ

就代表着先归零X轴，然后是Y轴，最后是Z轴。

T 设置当前挤出头

对于拥有多个挤出头的3D打印机来说，需要使用T命令选择当前工作的挤出头。这条命令有一个无名参数，参数值直接跟在T后面。例如：

  • T0表示选择第一个挤出头；
  • T1表示选择第二个挤出头；

参数是T命令最特殊的一点。这与其他所有的G-code命令都不相同。

Z轴高度测试与自动调平

三角洲类型的3D打印机，由于其打印速度更快，受到很多3D打印用户的欢迎。与XYZ式3D打印机最大的一个不同，在于三角洲类型3D打印机的运动计算更加复杂，很难依赖人工调平达到较好的打印效果。因此，对Z轴的自动高度测试，以及自动调平相关的功能，就显得更加重要了。以下G-code命令，是Repetier-firmware对这方面进行支持的一组命令。当然，这些功能并不仅限于三角洲类型的3D打印机。如果是包含了Z轴高度测试微动开关的XYZ式3D打印机，也同样可以使用这些功能。

G29 Z轴高度三点测试

这条命令测试打印平面上三个点的Z轴高度，并在串口上输出结果。参数包括：

Snnn 测试结果的处理方式。S1表示更新内存中的Z轴高度值（重置系统会丢失），S2表示更新内存以及EEPROM中的Z轴高度值（重置系统不会丢失）。

无参数时，G29命令表示只从串口上输出结果，不更新内存或EEPROM中的Z轴高度值。

一般来说，只有使用高位限位开关（也就是说，Z轴的限位开关位于Z轴坐标最大处），且在挤出头上附带有Z轴高度测试微动开关的机型，适合使用G29命令测试Z轴高度。其他机械配置的机型，不适合使用G29命令。G29命令由固件配置

#define FEATURE_Z_PROBE 1

决定是否开启。如果这个配置项定义为0，则编译时会去除对G29命令的支持，节省内存的使用。

命令执行时，打印平面上的三个点，其XY坐标由以下固件配置参数决定：

#define Z_PROBE_X1 -52
#define Z_PROBE_Y1 -30
#define Z_PROBE_X2 52
#define Z_PROBE_Y2 -30
#define Z_PROBE_X3 0
#define Z_PROBE_Y3 60

命令执行的开始和结束，分别会执行一段预定义的G-code。缺省的固件配置定义为：

#define Z_PROBE_START_SCRIPT “G28”

#define Z_PROBE_FINISHED_SCRIPT “”

可以看出，在缺省状态下，开始执行G29时，系统会自动对挤出头进行复位（G28命令）。结束执行G29时，没有特殊的动作。

G29命令的Z轴高度测试，通常由一个微动开关控制触发。这个开关的端口号，由Z_PROBE_PIN单独指定。

G29命令的输出，格式为：

X:0.00 Y:0.00 Z:200.00 E:0.00

Z-probe:5.01 X:-52.00 Y:-30.00

Z-probe:13.04 X:52.00 Y:-30.00

Z-probe:12.77 X:0.00 Y:60.00

X:0.00 Y:60.00 Z:-98.48 E:0.00

从以上例子的输出可以看出，G29命令一共测试了三个坐标点，分别在(-52, -30), (53, 30)以及(0, 60)的位置，形成一个正三角形。三个点的Z轴高度相差比较悬殊，在第一个点正好是5mm的情况下，后两个点分别是13.04mm以及12.77mm。第一行和最后一行，是测试开始时以及测试结束时的挤出头坐标位置。

G30 Z轴高度单点测试（单步）

这条命令作为一个完整Z轴高度测试过程的一步，测试打印平面上一个点的Z轴高度，并在串口上输出结果。这个完整的Z轴高度测试过程，通常是由3D打印机控制软件连续发出的，通过参数控制G30的执行状态。因此在手动工作方式下，G30命令只适合不带参数运行（等价于G30 P3，见下面的参数说明）。

G30命令的参数包括：

Pnnn表示测试的状态，P1表示当前这步是整个Z轴高度测试过程的第一步；P2表示当前这步是整个Z轴高度测试过程的最后一步；P3表示当前这步是Z轴高度测试过程的唯一一步，也就是说既是第一步也是最后一步；P0表示当前这步是Z轴高度测试过程中的中间一步。无参数情况下，P的缺省值是3。

与G29命令类似，G30命令同样由固件配置

#define FEATURE_Z_PROBE 1

决定是否开启。

G30命令的输出，与上面的G29输出格式一致，但只有其中的一行，需要上位机软件多次发出G30命令，再综合处理所有的输出结果。

G31 输出Z轴高度测试微动开关状态

这条命令非常简单，没有参数。执行后会输出当前Z轴高度测试微动开关的当前状态：

Z-probe state:L

其中L表示微动开关没有触发。如果是处于触发状态，这里会输出H。

G29命令、G30命令、G31命令只进行Z轴的高度测试，并不进行自动调平。有些上位机3D打印机控制软件，会通过这一组命令配合自动跳屏算法实现（上位机）热床自动调平功能。如果希望不通过上位机，只由3D打印机自身完成自动调平功能，需要使用G32命令。

G32 热床自动调平

这条命令在G29命令的基础上，不仅测试打印平面上三个点的Z轴高度，而且还会根据测试的结果，对3D打印机的机械参数进行调整，实现热床自动调平。G32命令使用的参数与G29命令是一致的：

Snnn测试结果的处理方式。S1表示更新内存中的相关参数值（重置系统会丢失），S2表示更新内存以及EEPROM中的相关参数值（重置系统不会丢失）。

G32命令执行完成时，不仅Z轴高度参数发生了改变，而且还会根据3D打印机的硬件配置，对热床进行相应的调平处理。

如果热床本身是使用步进电机进行高度控制的，那么程序会自动调整步进电机的位置，使热床自动调整为平整的状态；如果热床本身不能移动（这个应该是更常见的情况），那么G32命令会在3D打印机内存中构建一个转换矩阵（Transformation matrix），让未来3D打印机所处理的所有三维空间位置，都先经过这个矩阵的变换，保证在Z=0的情况下，正好与热床平面完全吻合。由于这里涉及到高深的计算机图形学知识，我们就不详细介绍了。有修改这方面代码需求的朋友，可以直接与打印虎进行联系。

G32命令，由固件配置

#define FEATURE_AUTOLEVEL 1

决定是否开启。

G32命令的输出，格式与G29命令类似：

X:0.00 Y:0.00 Z:200.00 E:0.00

Z-probe:5.00 X:-52.00 Y:-30.00

Z-probe:12.97 X:52.00 Y:-30.00

Z-probe:12.76 X:0.00 Y:60.00

Info: 0.99709 -0.00319 -0.07628 0.00000 0.99912 -0.4191 0.07634 0.004179 0.99621

Info: Autoleveling enabled

X:7.32 Y:64.08 Z:-95.66 E:0.00

X:0.00 Y:0.00 Z:200.00 E:0.00

除了与G29命令相似的测量信息之外，G32命令还输出了计算得到的自动调平矩阵，并且打开了自动调平功能。需要注意的一点是，G32命令虽然生成了自动调平矩阵，但并没将其保存在EEPROM中，因此下次开机这个信息将会丢失。可以配合M320 S1命令，将自动调平矩阵保存在EEPROM中。

M251 将当前Z轴位置保存为Z轴高度值

这条命令可以将当前的Z轴位置保存为Z轴高度值，以使前面的Z轴高度手动/自动测量的结果起作用。通常，M251命令只工作在三角洲机型上，并且应该与G29命令联合使用（自动测量Z轴高度）。这条命令没有相关的参数。

当3D打印机打开EEPROM支持时，这条命令还会将Z轴高度值同时保存在EEPROM中。

只有当固件配置定义

#define Z_HOME_DIR -1

也就是Z轴向正方向归位，并且定义

#define MAX_HARDWARE_ENDSTOP_Z true

也就是存在硬件的Z轴高位限位开关时，M251命令才会在编译中包含相关的代码。

通常，只有三角洲类型的3D打印机才能满足这两个条件限制。

M320/M321 开启/关闭自动调平

开启(M320)或者关闭(M321)自动调平功能，使自动调平转换矩阵起作用或不起作用。命令参数为

Snnn表示是否保存于EEPROM，没有S参数或者S0表示不保存于EEPROM，S1表示保存于EEPROM，在关闭自动调平(M321)命令中S3表示将自动调平矩阵清零且保存于EEPROM中；

M320的输出结果为：

Info:Autoleveling enabled

表示自动调平已经打开。

M321的输出结果为：

Info:Autoleveling disabled

表示自动调平已经关闭。

M322 清零自动调平转换矩阵

清零(M322)自动调平转换矩阵。显然，清零这个动作的同时自动调平功能也关闭了。命令参数为

Snnn表示是否保存于EEPROM，S0表示不保存于EEPROM，S1表示保存于EEPROM；

也就是说，

M321 S3

命令等价于

M322 S1

命令，两者都是清零自动调平矩阵，关闭自动调平功能，并且将这个设置保存于EEPROM之中。

以上三条命令，与G32命令相同，由固件配置

    #define FEATURE_AUTOLEVEL 1

决定是否开启。

M322的输出结果为：

Info:Autolevel matrix reset

表示自动调平转换矩阵已经被清零。

第三节，坐标模式与坐标位置

G90/G91 设置坐标模式

这两条命令用于设置当前坐标模式为绝对坐标模式(G90)或者相对坐标模式(G91)。没有参数。

未设置时缺省值是绝对坐标模式。我们在这篇教程中，所有的例子也都是以绝对坐标模式给出的。

在相对坐标模式下，每次步进电机XYZE移动之后，当前位置都会重置为0。对于以下两条G-code命令

G0 X1

G0 X-1

如果3D打印机当前处于相对坐标模式下，那么X轴步进电机会先向正方向移动一个单位，再向反方向移动一个单位。第二条语句，实际移动距离是1个单位（向X轴反方向）。

而如果3D打印机当前处于绝对坐标模式下，那么X轴步进电机会先移动到X=1的位置处，再移动到X=-1的位置处。第二条语句，实际移动距离是2个单位（向X轴反方向）。

G92 设置位置

设置3D打印机内存中XYZE的位置值。不移动对应的步进电机。参数包括：

  • Xnnn表示X轴的位置值；
  • Ynnn表示Y轴的位置值；
  • Znnn表示Z轴的位置值；
  • Ennn表示E轴（挤出机步进电机）的位置值；

辅助步进电机

一些3D打印机的机械设计，会在XYZE四个步进电机轴之外，使用更多的辅助步进电机。Repetier-firmware提供了一套辅助步进电机指令，让用户（以及上位机软件）可以操作这些辅助步进电机。由于辅助步进电机的用途、参数各异，为了让这套指令更加通用，这些指令被设计为非常简单的形式。

G201 移动步进电机位置

将步进电机P的位置移动到X位置处。参数包括：

  • Pnnn表示第P个辅助步进电机；
  • Xnnn表示这个步进电机的目标位置；

这条命令与G1命令非常类似。

G202 设置当前位置

将X位置设置为步进电机P的当前位置。不实际移动步进电机。参数包括：

  • Pnnn表示第P个辅助步进电机；
  • Xnnn表示这个步进电机的当前位置；

这条命令与G92命令非常类似。

G203 报告当前位置

报告步进电机P的当前位置。参数包括：

  • Pnnn表示第P个辅助步进电机；

这条命令与M114命令非常类似。

G203 开启/关闭步进电机

用于开启/关闭步进电机P。参数包括：

  • Pnnn表示第P个辅助步进电机；
  • Snnn表示开闭标志，S0表示关闭步进电机，S1表示开启步进电机；

步进电机开启后，有两种可能的状态。一种是“运动”状态，也就是正在进行正向或反向的旋转。另一种是“保持位置”状态，也就是保持当前的位置不变。虽然步进电机关闭也不会主动移动位置，但“保持位置”状态与步进电机关闭状态仍有显著的区别。“保持位置”状态下，当步进电机受力时，会产生一个反向的力矩，使步进电机位置保持不变。

这条命令与“节能管理”一节中的M84命令有关。M84命令用于关闭XYZE步进电机，但不能打开这些步进电机。

SD卡管理

M20 列目录

显示SD卡所有目录内容。没有相关的参数。

M20命令的输出，格式为：

Begin file list



TEST/

TEST/



End file list

这个目录内容清单，说明了这张SD卡上目前有3个文件，分别是，以及，其中，和都保存于根目录下，而保存于一个名称为TEST的文件夹里面。

M21 加载SD卡

尝试加载SD卡，也就是执行Mount动作。没有相关的参数。

M22 卸载SD卡

卸载SD卡，也就是执行Unmount动作。没有相关的参数。

M23 选择文件

选择一个SD卡上的文件。参数为

  • filename 表示被选择的文件名（包含目录名，以/分隔）；

文件选择之后，可以执行打印、删除等动作。例如命令

M23 TEST/

选定了SD卡TEST文件夹里面的文件作为当前文件。

同时输出格式为：

File opened: Size:1127565

File selected

表示文件已经顺利打开。

M24 开始SD卡打印

打印当前选定的SD卡文件。逐行读入SD卡文件内容G-code代码，并执行。没有相关参数。

M25 暂停SD卡打印

暂停当前的SD卡打印。没有相关参数。

M26 设置当前文件当前位置

设置当前文件的当前位置。参数为

  • Snnn表示当前位置的字节数。

M27 获取SD卡打印进度

获取SD卡打印进度。没有相关参数。

M27命令的输出，格式为：

SD printing byte 11518/1127578

这条命令供上位机获取当前的3D打印进度信息，用于显示在电脑界面上。

M28 写SD卡文件

写一个SD卡文件。参数为：

  • filename 表示待写入的文件名（包含目录名，以/分隔）；

从执行M28命令开始，所有3D打印机接收到的G-code，除了M29命令以外，都会保存至指定的SD卡文件中，而不会被实际执行。这条命令可以将一个G-code文件从上位机3D打印控制软件复制到3D打印机的SD卡上，以供未来执行。

M29 结束写SD卡文件

结束以M28开始的“保存至SD卡文件”状态，将3D打印机恢复到正常状态。从此，所有接收到的G-code命令，都会被直接解释执行。没有相关参数。

M30 删除文件

删除一个SD卡中的文件。参数为：

  • filename 表示待删除的文件名（包含目录名，以/分隔）；

M32 创建子目录

在SD卡上创建一个子目录。参数为：

filename表示待创建的子目录（包含目录名，以/分隔）；

以上所有SD卡相关指令，都由固件配置

define SDSUPPORT 1

决定是否开启。如果固件不需要支持SD卡，关闭这项固件配置，可以节省不少内存空间。

节能管理

M84 设置步进电机自动关闭时间

当3D打印机一段时间没有接收到步进电机运动指令之后，3D打印机（为了节能）会自动关闭步进电机。使用M84指令，可以设置这个自动关闭步进电机的时间。参数包括：

  • Snnn表示步进电机关闭的时间，以秒为单位。

如果使用M84时没有指定S参数，则步进电机会立即关闭。

M84命令的缺省值是360秒。在固件配置中，缺省值由

#define STEPPER_INACTIVE_TIME 360L

控制。

M85 设置3D打印机自动关闭时间

当3D打印机一段时间没有接收到指令之后，3D打印机（为了节能）会自动关闭步进电机以及挤出头、热床等设备。使用M85指令，可以设置这个自动关闭3D打印机的时间。参数包括：

  • Snnn表示在关闭步进电机之前步进电机没有活动的时间，以秒为单位。

如果使用M85时没有指定S参数，或者使用了S0参数，则代表取消3D打印机自动关闭功能，挤出头、热床等在工作完成之后，一直会处于当前状态，而不会被自动关闭。

M85命令的缺省值是0（不自动关闭）。在固件配置中，缺省值由

#define MAX_INACTIVE_TIME 0L

控制。

温度管理

M104 设置挤出头目标温度

设置挤出头的目标温度。执行这条命令后，不需要等待达到这个温度，立即开始执行下一条G-code语句。相关参数包括：

  • Snnn表示目标温度；
  • Tnnn表示对应的挤出头；
  • P表示要等待前面的指令完成之后，再开始设置挤出头温度；
  • Fnnn表示到达目标温度之后，是否触发蜂鸣器。F1表示要触发；

如果执行命令时没有带T参数，则针对当前挤出头设置目标温度。

M140 设置热床目标温度

设置热床的目标温度。执行这条命令后，不需要等待达到这个温度，立即开始执行下一条G-code语句。相关参数包括：

  • Snnn表示目标温度；
  • Fnnn表示到达目标温度之后，是否触发蜂鸣器。F1表示要触发；

M105 获取当前的温度

获取当前温度值，包括挤出头和热床的温度。相关参数包括：

X表示输出AD转换输入的原始值；

M105命令的输出，格式为：

T:18.97 /0 B:18.75 /0 B@:0 @:0

可以看到，T:之后的部分，代表挤出头的当前温度/目标温度；B:之后的部分代表热床的当前温度/目标温度。

在PID温度控制模式下，B@:后面的数字代表热床当前的输出强度，是一个0255的值，@:后面的数字，代表挤出头当前的输出强度，也是一个0255的值。例子中，挤出头、热床都处于关闭状态，所以这个位置的值都是0。

M109 等待挤出头加热达到目标温度

设置挤出头的目标温度，并等待达到这个温度。相关参数包括：

  • Snnn表示目标温度；
  • Tnnn表示对应的挤出头；
  • Fnnn表示到达目标温度之后，是否触发蜂鸣器。F1表示要触发；

如果执行命令时没有带T参数，则针对当前挤出头设置目标温度。

M190 等待热床加热达到目标温度

设置热床的目标温度，并等待达到这个温度。相关参数包括：

  • Snnn表示目标温度；
  • Fnnn表示到达目标温度之后，是否触发蜂鸣器。F1表示要触发；

M116 等待温度达到目标温度

等待所有挤出头/热床到达由之前的M104/M140指令所指定的目标温度。没有相关参数。

其他常用指令

M92 设置分辨率

设置3D打印机内存中XYZE步进电机的分辨率。参数包括：

  • Xnnn表示X轴的分辨率；
  • Ynnn表示Y轴的分辨率；
  • Znnn表示Z轴的分辨率；
  • Ennn表示E轴（挤出机步进电机）的分辨率；

M106/M107 打开/关闭风扇

这两条命令用于打开(M106)或关闭(M107)风扇。相关的参数包括：

  • Snnn表示打开风扇时风扇的转速，取值范围在0~255之间；
  • P表示要等待前面的指令完成之后，再开始调整风扇转速；

在固件配置中，定义

#define FEATURE_FAN_CONTROL 1

表示支持风扇控制功能，在编译中会包含相关的代码。

M114 输出当前位置

输出挤出头当前位置。没有相关的参数。

M114命令的输出，格式为：

X:20.00 Y:30.00 Z:10.000 E:0.0000

M115 输出3D打印机信息

输出3D打印机信息。没有相关的参数。

M115命令的输出，格式为：

FIRMWARE_NAME:Repetier_0.92.3 FIRMWARE_URL:…

Printed filament:0.00m Printing time:0 days 0 hours 0 min

SpeedMultiply:100

FlowMultiply:100

第一行是固件的版本信息，很长，我没有列完整。第二行是已经打印了多少米耗材，打印时间是几天几小时几分钟。第三行是速度系数，参考M220命令。第四行是流率系数，参考M221命令。

M119 输出限位开关状态

将当前限位开关状态输出。没有相关的参数。

M119命令的输出，格式为：

endstops hit: x_min:L y_min:L z_min:L

列出了XYZ三个轴的低位限位开关的当前状态。L代表限位开关没有触发。H代表限位开关被触发了。

M201/M202 设置最大加速度

这两条命令设置打印加速度。包括挤出头工作时（打印中）的运动加速度（M201），以及挤出头不工作时（移动中）的运动加速度（M202）。参数为

  • Xnnn表示X轴的加速度；
  • Ynnn表示Y轴的加速度；
  • Znnn表示Z轴的加速度；
  • Ennn表示E轴的加速度；

在固件配置中，定义

#define RAMP_ACCELERATION 1

表示支持加速度功能，在编译中会包含相关的代码。

M203 监控温度

使用串口输出监控3D打印机的温度。参数为

  • Snnn表示是否监控，S0关闭监控，S1打开监控；

当监控处于打开状态，可以从串口定时获取当前的温度信息。

监控输出格式与M105命令的输出结果完全一致。

M204 设置PID参数

设置挤出头温度控制的PID参数，命令参数为

  • Snnn表示对应的挤出头，无S参数表示使用当前挤出头；
  • Xnnn表示P参数；
  • Ynnn表示I参数；
  • Znnn表示D参数；

M207 修改抖动(Jerk)值

修改当前的最大抖动值。命令参数为

  • Xnnn表示XY轴的最大抖动值；
  • Znnn表示Z轴的最大抖动值；
  • Ennn表示E轴的最大抖动值；

XY轴抖动指的是3D打印机同时在X轴和Y轴上移动时，产生的和速度最大值。比如，3D打印机加热头正在向X轴正方向全速移动，下一条指令变为向Y轴正方向移动。如果同时在X轴和Y轴上改变速度，那么实际产生的速度是X方向的速度和Y方向的速度的向量和，这个比较大的速度变化值，会对3D打印机的机械部件产生不利的影响，而且会造成比较大的噪音。这里的设置，就限制了这个XY轴上和速度的最大值。当然这个值也不能设置的太小，太小的话，首先打印速度会变得很慢，而且打印会产生更多的瑕疵。

Z轴抖动与XY轴抖动意义类似，不同点是Z-Jerk是Z轴方向不为0的抖动速度值。因为这项涉及到Z轴的运动，因此最大速度就低多了。

M207命令的输出，格式为：

Jerk:20.00 ZJerk:0.30

这个输出意义很简单，表示XY轴抖动速度为20mm/s，Z轴抖动速度为0.3mm/s。

M220 设置速度

设置3D打印机运行速度系数。命令参数为

  • Snnn表示系数，是一个百分数，如果S参数不存在，则使用缺省值100；

3D打印机运行速度系数，是一个在25%到500%范围内变化的值。这个系数值在3D打印机运行过程中，与切片器给出的3D打印机运动速度基础值相乘，得到最终的3D打印机实际运动速度值。

M220命令的输出，格式为：

SpeedMultiply:100

M221 设置流率

设置3D打印机的流率系数（Flow rate）。命令参数为

  • Snnn表示系数，是一个百分数，如果S参数不存在，则使用缺省值100；

3D打印机流率系数，是在上位机切片软件通过耗材直径、喷头直径、层高以及3D打印速度等因素综合计算得到的E轴运动速度的基础上，叠加的一个E轴运动速度系数。简单地说，就是控制挤出头耗材挤出量的多少。这个系数可以在25%到500%范围内变化。

M221命令的输出，格式为：

FlowMultiply:100

M302 设置是否允许冷挤出

为了保护3D打印机的挤出头，通常设置下，E轴的运动必须在挤出头加热到一定温度之后才被允许。在挤出头冷却的情况下，所有的E轴运动命令是被3D打印机固件忽略的。但有些情况下我们需要在挤出头冷却的情况下运动E轴，这时可以通过M302命令进行设置。命令参数为

  • Snnn表示是否允许冷挤出，S0表示不允许，S1表示允许，没有S参数缺省表示允许；

M302命令的输出，为当前是否允许冷挤出。允许时会输出：

Cold extrusion allowed

不允许时会输出：

Code extrusion disallowed

较不常用指令

这些指令实在无法归类了，只能以“较不常用指令”为名字，放在了一起。

M42直接读写端口

此命令直接读/写一个Arduino端口，为3D打印控制软件上位机扩展程序功能提供基础。参数包括：

  • Pnnn表示Arduino的输入/输出端口；输出时固件程序会同时输出到数字端口和模拟端口；输入时固件程序会从数字端口输入；
  • Snnn表示写入输出端口的值，0到255之间是合法的数字；当S参数不存在的时候，M42指令起输入作用；

Repetier-firmware固件中预先定义了一个表格，称为“敏感端口表格”，所有位于这个表格内的端口，也就是当前已经被步进电机、限位开关以及热敏电阻占用的端口，都不能被M42命令影响。其他当前未占用的端口，可以由这条命令进行IO操作。

M82/M83 设置挤出头步进电机坐标模式

与G90/G91命令类似，这两条命令用于设置挤出头当前坐标模式为绝对坐标模式(M82)或者相对坐标模式(M83)。没有参数。

未设置时缺省值是绝对坐标模式。

需要注意的是，G90/G91设置的坐标模式，同时对XYZE四个轴起作用，但M82/M83设置的坐标模式，只对E轴（挤出头步进电机）起作用。

M99 暂时关闭步进电机

M99命令可以暂时关闭XYZ轴步进电机一段时间。命令参数包括：

  • Snnn表示所需暂时关闭步进电机的时间，以秒为单位；
  • X表示暂时关闭X轴步进电机；
  • Y表示暂时关闭Y轴步进电机；
  • Z表示暂时关闭Z轴步进电机；

如果S参数没有指定，则暂时关闭10秒钟时间。暂时关闭时间到达之后，重新打开相应轴的步进电机。

M111 允许/禁止运行时调试标志

运行时调试标志是一组布尔值，一共有6个不同的标志，使用位域（Bit Field）的表示方式。用户可以利用M111指令修改这些标志的值。相关参数包括：

  • Snnn表示直接将调试标志设置为S值；
  • Pnnn表示以位操作的方式，将P值与当前调试标志做某种操作。如果P值是正数，则进行按位或操作（增加P参数所带的标志位）；如果P值是负数，则忽略P的符号，进行取反后按位与操作（去除P参数所带的标志位）；

调试标志的位域，由以下6个布尔值组成：

  • 第1位，值为1，表示是否回显（Echo）由上位机发送至下位机的命令；
  • 第2位，值为2，表示是否输出信息（Info），实际在固件代码中并未使用；
  • 第3位，值为4，表示是否输出错误（Error），在固件出错时会将出错信息发送回上位机；
  • 第4位，值为8，表示是否进入模拟执行模式（Dry run），在模拟执行模式下，3D打印机不实际执行上位机发送的命令，只修改3D打印机的内存状态；
  • 第5位，值为16，表示是否进入调试通讯模式（Communication），实际在固件代码中似乎并未使用；
  • 第6位，值为32，表示是否进入禁止移动模式（No Move），在这个模式下，所有对步进电机的移动命令，都会被忽略；

M117 发送消息至LCD屏幕

将一条详细发送至LCD屏幕，显示为当前状态信息。参数为

message表示待显示在LCD屏幕上的文本；

M120 测试蜂鸣器

使蜂鸣器发出蜂鸣声。参数为

  • Snnn表示发出声音/不发出声音的时间，以毫秒为单位；
  • Pnnn表示重复的次数；

如果3D打印机有蜂鸣器，而且是无源蜂鸣器，那么通过S参数和P参数的组合，可以得到不同频率的声音。比如

 M120 S24 P8

可以得到一个较长的蜂鸣声。如果3D打印机的蜂鸣器是有源蜂鸣器，那么M120指令只能控制蜂鸣时间，不能控制蜂鸣器的声音频率。

M200 设置体积挤出模式

将3D打印机设置为“体积挤出模式”，同时设定挤出头直径参数。相关参数包括

  • Tnnn表示对应的挤出头，无T参数表示使用当前挤出头；
  • Dnnn表示挤出头的实际直径，无D参数表示关闭体积挤出模式；

体积挤出模式，是相对于缺省的“长度挤出模式”而言的另一种挤出模式。在常见的“长度挤出模式”下，G-code中的使E轴运动的G0/G1命令，其参数都是以长度单位mm作为单位的。这样确实比较简单，但问题是我们在切片的时候，就必须知道要使用的喷头直径，否则无法计算出耗材前进的实际长度。

为了使G-code在生成之后适用于多种不同喷头直径的3D打印机机型，我们可以在上位机切片时，将E轴参数变为以体积单位mm3作为单位，然后在下位机固件中，再设定正在使用的喷头直径，以达到最终正确输出的目的。为了以体积单位mm3作为E轴的参数单位，上位机需要将喷头直径设定为1.128mm（这样，耗材每前进1mm，会喷出1mmπ(1.128mm/2)2约等于1mm3的耗材。）同时，下位机要使用下面的语句：

M200 T0 D0.4

将实际的挤出头喷头直径设置为0.4mm。同时在上位机和下位机进行这样的操作之后，3D打印机可以在E轴参数单位为mm3的情况下，正确完成打印操作。

M209 开启/关闭自动回抽

开启/关闭自动回抽功能。命令参数为

  • Snnn表示是否开启自动回抽功能，1表示开启，0表示关闭；

通常上位机切片器负责在合适的位置处加入回抽指令。如果你的切片器功能比较弱，不能加入合适的回抽指令，那么可以打开这个特性，由固件自动回抽。

在固件配置中，定义

#define FEATURE_RETRACTION 1

表示支持自动回抽功能，在编译中会包含相关的代码。

M280 多头重复打印模式设置

有些特殊配置的3D打印机，允许2~4个挤出头同时工作，并且这些挤出头动作完全一致，同时打印出多件完全一样的打印件，这种工作模式叫做多头重复打印模式（Ditto mode）。M280命令对这个模式进行设置。命令参数为

  • Snnn表示这个模式下的挤出头个数；S0表示关闭多头重复打印模式；S1S3表示工作在多头重复打印模式下，并且3D打印机拥有额外的13个挤出头。

在固件配置中，定义

#define FEATURE_DITTO_PRINTING 1

表示支持多头重复打印模式功能，在编译中会包含相关的代码。

M281 测试硬件看门狗功能

这条命令用于测试CPU硬件中的看门狗功能。实际上，就是造成一个死循环，不再执行“喂狗”动作，从而触发CPU硬件看门狗，最终（故意地）造成3D打印机重启。这条命令只是用于3D打印机固件开发测试。

M303 自动测试PID参数

自动测试PID参数值。命令参数为

  • Pnnn表示待测试的挤出头编号，从0开始，P<挤出头个数>代表待测试的是热床；
  • Snnn表示打印温度；
  • Rnnn代表重复测试次数；

X代表是否保存于EEPROM中；

由于加热、散热需要较多时间，这条命令执行时间很长。

M330 测试蜂鸣器

测试（无源）蜂鸣器，产生一个特定频率的声音。命令参数为

  • Snnn表示声音的频率；
  • Pnnn表示声音持续的时间，以毫秒为单位；

如果命令没有包含S参数或者P参数，则会使用缺省值S1以及P1000。

保存与恢复当前位置

M400 等待当前所有移动指令完成

等待在3D打印机内存中待处理的移动命令执行完成。没有相关的参数。

执行这条语句之后，可以保证在下一条G-code命令执行时，所有步进电机都不处于运动状态中。

M401 保存当前的位置

将当前位置，包括XYZE步进电机，保存于内存的一组专用变量中。未来可以用M402命令恢复这组位置。没有相关的参数。

M402 恢复之前保存的位置

恢复之前由M401命令保存的位置值。命令参数为

  • X表示恢复X位置；
  • Y表示恢复Y位置；
  • Z表示恢复Z位置；
  • E表示恢复E位置；
  • Fnnn表示使用参数给定的速度，无F参数时使用当前速度值；

暂停与更换耗材

M600 更换耗材

在拥有显示屏的3D打印机上，启动更换耗材向导界面。没有相关的参数。

通常，这个向导界面是从显示屏界面上触发的。M600命令提供一个接口，使更换耗材向导界面可以从上位机软件触发。

M601 暂停/恢复挤出头

暂停或者恢复挤出头。命令参数为

  • Snnn表示暂停或者恢复，S1表示暂停挤出头，S0表示恢复挤出头工作；

暂停挤出头包括停止挤出头加温以及停止挤出头步进电机工作。恢复则相反，加热挤出头到原来的温度。

设置与EEPROM管理

固件的设置，是一个比较有趣的话题，很多玩3D打印机的朋友，在遇到设置相关的问题时都会犯迷糊。实际上，对于某一项特定的设置，比如说X轴的步进电机分辨率，在3D打印机主板上，有三个不同的位置（也是三种不同的存储器）保存了这项内容，而它们的值还有可能不同。让我们先来了解一下这些保存设置内容的位置，以方便大家的理解。

首先，是固件配置文件（）中的设置值。配置文件中的值，会跟随固件一起编译，之后在刷机过程中，保存在了3D打印机的静态存储区（Flash ROM）中。除了刷机之外，静态存储区的内容不会发生变动，可以认为是只读的。每次开机的时候，都是一样的值在等待着我们。

第二份设置值，保存在电可擦写静态存储区（EEPROM）。EEPROM的读写代价，比静态存储区要小。因此，3D打印机允许在刷机之后，修改设置值，而这些修改之后的设置值，就存储在EEPROM之中。每次开机，程序会先检查EEPROM，如果EEPROM中是空白的，则将静态存储区的第一份设置值复制到EEPROM之中。而如果EEPROM中已经有保存好的设置值，则程序会直接使用EEPROM中的值。有些朋友在玩3D打印机过程中可能会有这样的经验，就是明明修改了固件配置文件中的设置值，但刷机之后竟然没有发生变化。这种情况，往往就是EEPROM在捣鬼了。我们完全可以使用G-code M502 M500两条指令（指令的具体含义可以参考下面），重写EEPROM，解决这样的问题。

第三份设置，保存在内存（RAM）中。实际用户使用的值，就是内存中的值。由于内存只在加电情况下能够保持其中的内容，因此每次开机时，3D打印机会根据上面描述的逻辑，重建内存中的设置值。如果某条指令修改的是内存中的设置值，那么这也代表着这次修改是一个临时修改，下次开机这个值就会消失了。

总的来说，三份固件设置，使用的优先级是

内存 > EEPROM > 配置文件

但设置的持久性，就要反过来了。明确了解了这些，特别有助于我们解决一些与设置相关的问题，自然，看下面这些命令描述的时候，也就不会迷糊了。

M205 输出EEPROM设置

输出EEPROM的当前设置值表格。没有相关的参数。

M205命令的输出，格式为：

EPR:2 75 115200 Baudrate

EPR:3 129 0.000 Filament printed [m]

EPR:2 125 0 Printer active [s]
…

这是一个很长的输出，我们这里只截取了前三行。每行中，EPR:后面的第一个数字，是这个设置项值的类型。0代表8bit整数类型，1代表16bit整数类型，2代表32bit整数类型，3代表32bit浮点类型。第二个数字，是设置项值的位置（即EEPROM中的地址）。第三个数字，是设置项的值。最后，是设置项的意义。

以第一行为例，第一行设置的是通讯波特率（Baudrate），当前值是115200。波特率设置项，在EEPROM中的位置（地址）是75，这个值是一个32bit整数类型，因此占据了从位置75开始的连续4个字节（也就是位置75, 76, 77, 78）。

M206 修改EEPROM设置

修改EEPROM中的某个值。命令参数为

  • Pnnn表示待修改的值的位置（即EEPROM中的地址）；
  • Tnnn表示值的类型，0代表8bit整数类型，1代表16bit整数类型，2代表32bit整数类型，3代表32bit浮点类型；
  • Snnn表示值，只能带整数，用于T为0, 1, 2的情况；
  • Xnnn表示值，只能带浮点数，用于T为3的情况；

可以看出，M206指令的使用是很复杂的，需要了解EEPROM中数值的存储位置以及数值类型，才能进行有效的修改。因此打印虎建议除非你完全理解M206指令的含义，否则不要使用这个指令。

M360 输出固件配置信息

输出固件配置信息。没有相关参数。

M360命令的输出，格式为：

Config:Baudrate:115200

Config:InputBuffer:127

Config:NumExtruder:1

…

这是一个很长的输出，我们这里只截取了前三行。每行中，都有一项配置信息的名称，以及对应的值。

M500 保存内存中的设置值到EEPROM

将3D打印机内存中的设置值保存到EEPROM中。没有相关的参数。

M501 读取EEPROM的设置值到内存

将EEPROM中的设置值读取到3D打印机内存中。没有相关的参数。

M502 将内存中的设置值重置

将内存中的设置值重置为固件配置（）中的值。没有相关的参数。

由于每次系统掉电后，内存中的值都会消失，重新启动时从EEPROM中读取，因此单独使用M502命令将只对3D打印机掉电重启之前起作用。如果想起长期作用，需要配合M500，将设置值保存到EEPROM中。

步进电机参考电压调节

目前市面上支持软件设置步进电机参考电压的3D打印机主板很少。大部分3D打印机主板只能通过调整微调电位器来控制步进电机参考电压。在这些3D打印机上，这一组命令是无效的。

M907 设置步进电机参考电压（百分比值）

设置步进电机参考电压。命令参数为

  • Snnn表示对所有步进电机进行统一设置；
  • Xnnn表示对X轴步进电机进行设置；
  • Ynnn表示对Y轴步进电机进行设置；
  • Znnn表示对Z轴步进电机进行设置；
  • Ennn表示对E轴步进电机进行设置；

所有的参数值，都是一个0~100之间的百分比数值。

M908 设置步进电机参考电压

与M907命令类似，设置步进电机参考电压。命令参数为

  • Pnnn表示步进电机编号；
  • Snnn表示步进电机参考电压设置值，要求为0~255之间的一个数值；

这个命令与M907命令类似，同样要求3D打印机主板支持。在不支持软件调整参考电压的3D打印机主板上，M908命令无效。

M909 输出步进电机参考电压值

输出当前的步进电机参考电压值。没有相关的参数。

M910 将步进电机参考电压值保存至EEPROM

将M907/M908命令设置的步进电机参考电压值保存至EEPROM。没有相关的参数。

需要辅助硬件支持的指令

M80/M81 打开/关闭ATX电源

在配置了ATX电源的3D打印机上，打开(M80)或者关闭(M81)ATX电源。没有相关的参数。

M340 伺服电机控制

伺服电机控制功能。命令参数为

  • Pnnn表示伺服电机编号，从0开始，最大为3，可以控制4个伺服电机；
  • Snnn为控制时间，单位为毫秒，应该是一个500到2500之间的数值；
  • Rnnn为自动关闭时间，单位为毫秒；

M350 设置步进电机细分数

在支持细分数设置的3D打印机主板上（这类主板很少见），设置步进电机细分数。命令参数为

  • Snnn表示将细分数的每一位（bit）都设置为相同的值，S0表示所有都设置为0，S1表示所有都设置为1；
  • Xnnn表示设置细分数第0位；
  • Ynnn表示设置细分数第1位；
  • Znnn表示设置细分数第2位；
  • Ennn表示设置细分数第3位；
  • Pnnn表示设置细分数第4位；

需要注意的是，在大多数3D打印机主板上，细分数设置是主板硬件设计时就固定的，不能通过软件调整。这种情况下，M350命令无效。

M355 设置照明灯开关

设置照明灯的开关。命令参数为

  • Snnn表示照明灯的开关状态，S0表示关闭照明灯，S1表示打开照明灯；

无参数时输出当前照明灯的状态。

在固件配置中，定义

#define CASE_LIGHTS_PIN -1

表示照明灯的电路硬件连接pin值，-1代表照明灯未连接。

M355命令的输出，为当前是否打开了照明灯。打开时会输出：

Case lights on

关闭时会输出：

Case lights off

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