STC15單片機(jī)測量位移電路原理圖 PCB 程序源代碼

ID:124161 · 發(fā)表于 2016-6-7 16:40

本系統(tǒng)，主要用于測量實驗臺移動的位移。單片機(jī)通過步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器控制步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動，從而驅(qū)動實驗臺在導(dǎo)軌上的水平位移，再通過位移傳感器實時檢測位移值，并可以通過LCD1602或串口屏顯示位移值和其他一些參數(shù)。
本系統(tǒng)采用STC15W4KS32單片機(jī)為控制核心，其上的44個引腳全部引出，該控制器既可以實現(xiàn)驅(qū)動電機(jī)和顯示位移功能，還可以充當(dāng)51學(xué)習(xí)開發(fā)板的功能。

電路原理圖：

二、接口資源分配

1 單片機(jī)最小系統(tǒng)

MCU:STC15W4KS32，這里選用LQFP44封裝。

資源簡介：42個I/O,4KB RAM,32KB FLASH,8路10位ADC通道，SPI接口，4路串口。價格：6元左右。

晶振電路（可選）

復(fù)位電路（可選）

下載電路：串口下載或USB下載（可選）

2 步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器

PUL-接P1.0

DIR-接P1.1

其余四個引腳接5V電源。

3 LCD1602顯示模塊

需要11個GPIO。

4 LED燈指示

電源指示燈1個，上電即亮；

運(yùn)行指示燈2個，正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)各1個，不同顏色；

報警指示燈1個。

5 蜂鳴器指示

需要1個GPIO。

6傳感器接口電路

電阻式位移傳感器，輸出0~5V，需要接到單片機(jī)的AD接口上，進(jìn)行AD轉(zhuǎn)換。

方案1：使用單片機(jī)內(nèi)部的10位AD轉(zhuǎn)換器，理論上講，剛好能夠滿足要求，電路按照芯片手冊設(shè)計；

方案2：使用AD7705模塊，該模塊擁有16位轉(zhuǎn)換精度，SPI接口，能夠保證系統(tǒng)對精度的要求。

控制板上預(yù)留模塊接口，如果內(nèi)部ADC無法滿足要求，直接用更高精度ADC模塊。

7 按鍵接口

啟動1個，停止1個，正反轉(zhuǎn)1個，預(yù)留1個。

8 電源部分

全部采用5V供電。

9 串口通信電路

預(yù)留了2路串行通信接口，一路為下載，另一路可用作通信，進(jìn)行串口調(diào)試。

一、本系統(tǒng)的創(chuàng)新之處

1、原理圖的繪制，采用九宮格形式，清晰容易理解。

2、雙電源供電，既可以使用5V電源適配器，也可以使用USB電源，USB可來自電腦，也可以來自隨手可得的手機(jī)充電器；使用一個撥動開關(guān)進(jìn)行切換，既方便又提高了產(chǎn)品的靈活性；

3、雙下載方式，既可以使用RS-232串口進(jìn)行下載，也可以使用USB下載方式，這里，用到了STC15W4KS32的獨特下載方式，其他51系列單片機(jī)暫不具備此功能；

4、雙路選擇ADC轉(zhuǎn)換，一路為片內(nèi)自帶ADC模塊，預(yù)留了基準(zhǔn)參考電路，一般情況下，可以選擇不焊接；另一路為高精度的AD7705模塊接口，當(dāng)片內(nèi)自帶的ADC模塊難以滿足高精度要求時，采用成熟可靠的ADC模塊；

5、雙路顯示接口，正常情況下，選擇LCD1602液晶屏，可以顯示字母、數(shù)字和字符，滿足系統(tǒng)要求，如果想要現(xiàn)實漢字，可以選用OLED顯示模塊，LCD1602接口同時兼容OLED模塊，所以一個接口滿足了2個需求；

6、雙路LED燈顯示，一路為貼片式，減少了體積，同時，還增加了直插式LED燈，滿足將來做外殼時，為了方便觀察，需要把LED燈露在外殼表面，沒做外殼前，可不焊接直插式；

7、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器接口為6線插座，與接口一一對應(yīng)，即插即用；釋放功能可用。

8、雙串口通信，這款單片機(jī)本身擁有4個串口，這里使用了2個，滿足要求；

9、雙路按鍵，既有4個獨立按鍵，又預(yù)留了矩陣鍵盤接口，將來做外殼時，按鍵可以有多種選擇，總共有8個接口，非常靈活；

10、預(yù)留了一個IIC傳感器接口，既可以接常用的18B20溫度傳感器，又可以接AM2320溫濕度傳感器；

11、最小系統(tǒng)非常簡單，晶振電路和復(fù)位電路都可以省去，但是預(yù)留了相應(yīng)電路，覺得有必要可以焊上。

系統(tǒng)簡介

本系統(tǒng)，主要用于測量實驗臺移動的位移。單片機(jī)通過步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器控制步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動，從而驅(qū)動實驗臺在導(dǎo)軌上的水平位移，再通過位移傳感器實時檢測位移值，并可以通過LCD1602或串口屏顯示位移值和其他一些參數(shù)。

本系統(tǒng)采用STC15W4KS32單片機(jī)為控制核心，其上的44個引腳全部引出，該控制器既可以實現(xiàn)驅(qū)動電機(jī)和顯示位移功能，還可以充當(dāng)51學(xué)習(xí)開發(fā)板的功能。

測量位移的源程序：

#include "key.h"
uint num1=900;
uchar dir_flag; //定義全局變量
uchar key_flag=0; //點動或連動標(biāo)志，指示某個鍵被按下，點動 1，連動 2
/*********************按鍵掃描函數(shù)*********
功能介紹：
key1:左方向，點動；
key2:左方向，連動；
key3:右方向，連動；
key1:右方向，點動；
********************************************/
/*
void keyscan()
{
if((key1==0)&&(left_dir_key==1))
{
delay_ms(5);
if(key1==0)
TR0=1;
// TR0=~TR0;
EN_DRIVER=1; //啟動電機(jī)
DIR_DRIVER=1; //方向控制
dir_flag=1; //向左前進(jìn)
key_flag=1;
delay_ms(5);
// adc++;
while(!key1);
TR0=0;
}
else if((key2==0)&&(left_dir_key==1))
{
delay_ms(5);
if(key2==0)
TR0=~TR0;
EN_DRIVER=1; //啟動電機(jī)
DIR_DRIVER=1; //方向控制
dir_flag=1; //向左前進(jìn)
key_flag=2;
while(!key2);
}
else if((key3==0)&&(right_dir_key==1))
{
delay_ms(5);
if(key3==0)
TR0=~TR0;
EN_DRIVER=1; //啟動電機(jī)
DIR_DRIVER=0; //方向控制
dir_flag=2; //向左前進(jìn)
key_flag=2;
while(!key3);
}
else if((key4==0)&&(right_dir_key==1))
{
delay_ms(5);
if(key4==0)
// TR0=~TR0;
TR0=1;
EN_DRIVER=1; //啟動電機(jī)
DIR_DRIVER=0; //方向控制
dir_flag=2; //向左前進(jìn)
key_flag=1;
delay_ms(5);
while(!key4);
TR0=0;
}
else
// TR0=0; //關(guān)閉定時器0
;
// EN_DRIVER=0; //電機(jī)釋放，保護(hù)電機(jī)
}
*/
/*********************電機(jī)控制，
先進(jìn)行距離狀態(tài)的判定，
當(dāng) 100>adc,左邊方向按鍵失效；
當(dāng) 100=<adc=<900,四個方向按鍵均有效；
當(dāng) 900<adc,右邊方向按鍵失效。
*************************/
void Motor_Control(void)
{
if(adc_dis<100)
{
EN_DRIVER=0; //關(guān)閉電機(jī)
if(key3==0)
{
delay_ms(5);
if(key3==0)
TR0=1; //點動模式
EN_DRIVER=1; //啟動電機(jī)
DIR_DRIVER=1; //方向控制
key_flag=1;
dir_flag=2; //向右前進(jìn)
delay_ms(5);
while(!key3);
TR0=0;
}
if(key4==0)
{
delay_ms(5);
if(key4==0)
TR0=~TR0; //連動模式
EN_DRIVER=1; //啟動電機(jī)
DIR_DRIVER=1; //方向控制
key_flag=2;
dir_flag=2; //向右前進(jìn)
while(!key4);
}
}
else if((100<=adc_dis)&&(adc_dis<=900))
{
if(key1==0)
{
delay_ms(5);
if(key1==0)
TR0=1; //點動模式
EN_DRIVER=1; //啟動電機(jī)
DIR_DRIVER=0; //方向控制
key_flag=1;
dir_flag=1; //向左前進(jìn)
delay_ms(5);
while(!key1);
TR0=0;
}
else if(key2==0)
{
delay_ms(5);
if(key2==0)
TR0=~TR0; //連動模式
EN_DRIVER=1; //啟動電機(jī)
DIR_DRIVER=0; //方向控制
key_flag=2;
dir_flag=1; //向左前進(jìn)
while(!key2);
}
else if(key3==0)
{
delay_ms(5);
if(key3==0)
TR0=~TR0; //連動模式
EN_DRIVER=1; //啟動電機(jī)
DIR_DRIVER=1; //方向控制
key_flag=2;
dir_flag=2; //向右前進(jìn)
while(!key3);
}
else if(key4==0)
{
delay_ms(5);
if(key4==0)
TR0=1; //點動模式
EN_DRIVER=1; //啟動電機(jī)
DIR_DRIVER=1; //方向控制
key_flag=1;
dir_flag=2; //向右前進(jìn)
delay_ms(5);
while(!key4);
TR0=0;
}
else
;
}
else if(adc_dis>900)
{
EN_DRIVER=0; //關(guān)閉電機(jī)
if(key1==0)
{
delay_ms(5);
if(key1==0)
TR0=1; //點動模式
EN_DRIVER=1; //啟動電機(jī)
DIR_DRIVER=0; //方向控制
key_flag=1;
dir_flag=1; //向左前進(jìn)
delay_ms(5);
while(!key1);
TR0=0;
}
if(key2==0)
{
delay_ms(5);
if(key2==0)
TR0=~TR0; //連動模式
EN_DRIVER=1; //啟動電機(jī)
DIR_DRIVER=0; //方向控制
key_flag=2;
dir_flag=1; //向左前進(jìn)
while(!key2);
}
}
else
;
}

復(fù)制代碼

全部資料（壓縮包）下載：

ID:153199 · 發(fā)表于 2017-1-24 16:59

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ID:64765 · 發(fā)表于 2017-4-25 10:34

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ID:193918 · 發(fā)表于 2017-4-27 17:33

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ID:16642 · 發(fā)表于 2017-6-2 22:48

好祥細(xì)。。。

ID:95360 · 發(fā)表于 2017-6-9 15:40

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ID:433641 · 發(fā)表于 2018-11-26 18:57

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ID:153520 · 發(fā)表于 2018-12-25 20:11

需要該資源..

ID:153520 · 發(fā)表于 2018-12-25 20:12

這個狀態(tài)圖是怎么畫的,用的什么軟件...

ID:153520 · 發(fā)表于 2018-12-25 20:39

版主啊,幫忙收費(fèi)低點啊,沒錢啊

ID:454887 · 發(fā)表于 2018-12-25 21:17

不錯的帖子，很值得收藏

ID:511458 · 發(fā)表于 2019-4-13 19:58

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ID:494577 · 發(fā)表于 2019-9-20 16:24

最近正需要這方面的資料，關(guān)于電阻式位移傳感器的應(yīng)用。多謝

ID:494577 · 發(fā)表于 2019-9-20 16:43

想問下樓主買的電阻式位移傳感器是什么型號的？能告訴具體的型號嗎

ID:24486 · 發(fā)表于 2020-3-4 22:43

不錯的帖子，很值得收藏。

ID:24486 · 發(fā)表于 2020-3-14 15:24

謝謝分享，下來看看。

ID:708014 · 發(fā)表于 2020-3-14 23:40

學(xué)習(xí)了謝謝

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