前言

很久以前，在学校里，我看到一个CNC加工的视频，加工的零件非常复杂，精度却很高，并且是几乎无人参与的。制造和使用工具，是理工男的最爱，看着钢铁像泥一样被切削成各种形状，有种莫名的爽快,我看不懂，但我大受震撼。毕业后没有进入相关领域，但那个视频在我心里埋下了种子，时不时的会去了解一下CNC相关的信息，直到有一天，我看到了Grbl。

Grbl一个运行在Arduino平台上的CNC固件，Arduino是一款开源的嵌入式硬件平台，因为其简单易用，在电子爱好者中广泛流行。爱好者们经常用Arduino做一些有趣的应用，比如温湿度计，雷达小车，家庭自动化，机器人等，但是像Grbl这样，用来控制CNC的，却是将Arduino发挥到了极致，要知道Arduino的硬件资源是极其匮乏的，比如常见的Arduino Uno，它使用Atmega328p做主控，它的内存只有2KB，EEPROM只有1KB，flash只有32KB，主频才16MHz！

Grbl对于Arduino做了大量的优化，使得它在硬件资源贫乏的单片机上也能提供出色的性能，不过这也使得它的程序代码比较晦涩，它是直接操作寄存器实现对IO的控制和内部资源调度，包含大量的位运算。

CNC加工通常是指计算机数字化控制精密机械加工，实现一个CNC机器需要涉及计算机辅助设计CAD，计算机辅助制造CAM，自动控制，机械运动，数学计算等复杂的知识，这足以让一个业余CNC爱好者望而却步。

我在开始学习Grbl的实现时，也是一头雾水，网上能找到零星的分析Grbl的文章，但大都只关注某一部分的实现，并不全面。为了彻底弄懂Grbl，我花费了1年的时间分析和整理，总算是整理出了一些脉络，在此感谢那些在网络上无私奉献的Grbl分析者们，提供了最初的资源。

我按照自己的理解，把Grbl划分出相应的主线，分别为：硬件主线，编程主线，CNC主线，流程主线，读者可以根据自己的需要，只看其中一部分，比如希望移植Grbl的，就可以只看硬件相关的内容；喜欢研究编译的，可以看编程相关的容。希望本书能够给广大CNC爱好者们提供一些参考，但是由于本人能力有限，错误在所难免，如果您在阅读过程中发现有错误之处，请联系我改正。如果有疑问也欢迎参与讨论，但是由于精力有限，只能回答一部分问题，也请读者提出具体问题，而不是宽泛的例如：我的Grbl怎么无法工作？之类的问题。

如果您对CNC还不了解，建议先了解一下相关技术，您也可以购买我提供的套件用于研究，也算对我的支持，我有收入，才有精力把事情做的更好。当然，您也可以选择直接赞赏，表达对开源的支持。您可以选择是否出现在本项目的赞助者名单中。