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標(biāo)題: STC15單片機(jī)測量位移 電路原理圖 PCB 程序源代碼 [打印本頁]
作者: happy112    時間: 2016-6-7 16:40
標(biāo)題: STC15單片機(jī)測量位移 電路原理圖 PCB 程序源代碼
         


       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：


  2. #include "key.h"
  3. uint num1=900;
  4. uchar dir_flag;                                //定義全局變量
  5. 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


  8. /*********************按鍵掃描函數(shù)*********
  9. 功能介紹：
  10. key1:左方向，點動；
  11. key2:左方向，連動；
  12. key3:右方向，連動；
  13. key1:右方向，點動；
  14. ********************************************/
  15. /*
  16. void keyscan()
  17. {
  18.            
  19.                 if((key1==0)&&(left_dir_key==1))
  20.                    {
  21.                          delay_ms(5);                 
  22.                         if(key1==0)
  23.                            TR0=1;
  24. //                            TR0=~TR0;
  25.                            EN_DRIVER=1;                        //啟動電機(jī)
  26.                            DIR_DRIVER=1;                //方向控制
  27.                            dir_flag=1;                                   //向左前進(jìn)
  28.                                 key_flag=1;  
  29.                                 delay_ms(5);
  30. //                                adc++;
  31.                          while(!key1);
  32.                            TR0=0;
  33.                     }

  35.                 else if((key2==0)&&(left_dir_key==1))
  36.                    {
  37.                          delay_ms(5);
  38.                         if(key2==0)
  39.                           TR0=~TR0;
  40.                           EN_DRIVER=1;                        //啟動電機(jī)
  41.                           DIR_DRIVER=1;                        //方向控制
  42.                           dir_flag=1;                                   //向左前進(jìn)
  43.                                   key_flag=2;        
  44.                          while(!key2);
  45.                     }

  47.                 else if((key3==0)&&(right_dir_key==1))
  48.                    {
  49.                          delay_ms(5);         
  50.                         if(key3==0)
  51.                            TR0=~TR0;
  52.                            EN_DRIVER=1;                        //啟動電機(jī)
  53.                            DIR_DRIVER=0;                //方向控制
  54.                            dir_flag=2;                                   //向左前進(jìn)
  55.                            key_flag=2;        
  56.                          while(!key3);
  57.                     }

  59.                 else if((key4==0)&&(right_dir_key==1))
  60.                    {
  61.                          delay_ms(5);         
  62.                         if(key4==0)
  63. //                           TR0=~TR0;
  64.                            TR0=1;
  65.                            EN_DRIVER=1;                        //啟動電機(jī)
  66.                            DIR_DRIVER=0;                //方向控制
  67.                            dir_flag=2;                                   //向左前進(jìn)
  68.                            key_flag=1;        
  69.                            delay_ms(5);
  70.                          while(!key4);
  71.                            TR0=0;
  72.                     }
  73.                 else
  74. //                         TR0=0;                //關(guān)閉定時器0
  75.                
  76.                 ;
  77. //                        EN_DRIVER=0;                //電機(jī)釋放，保護(hù)電機(jī)        

  79. }

  81. */
  82. /*********************電機(jī)控制，
  83.                                         先進(jìn)行距離狀態(tài)的判定，
  84.                                         當(dāng) 100>adc,左邊方向按鍵失效；
  85.                                         當(dāng) 100=<adc=<900,四個方向按鍵均有效；
  86.                                         當(dāng) 900<adc,右邊方向按鍵失效。

  88. *************************/
  89. void Motor_Control(void)
  90. {
  91.         if(adc_dis<100)
  92.         {
  93.                  EN_DRIVER=0;                        //關(guān)閉電機(jī)
  94.                  if(key3==0)
  95.                            {
  96.                          delay_ms(5);                 
  97.                         if(key3==0)
  98.                            TR0=1;                                 //點動模式
  99.                            EN_DRIVER=1;                        //啟動電機(jī)
  100.                            DIR_DRIVER=1;                //方向控制
  101.                            key_flag=1;
  102.                            dir_flag=2;                           //向右前進(jìn)
  103.                                 delay_ms(5);
  104.                          while(!key3);
  105.                            TR0=0;
  106.                     }

  108.                  if(key4==0)
  109.                    {
  110.                          delay_ms(5);
  111.                         if(key4==0)
  112.                           TR0=~TR0;                                //連動模式
  113.                           EN_DRIVER=1;                        //啟動電機(jī)
  114.                           DIR_DRIVER=1;                        //方向控制
  115.                           key_flag=2;
  116.                           dir_flag=2;                           //向右前進(jìn)
  117.                          while(!key4);
  118.                     }        
  119.         }

  121.         else if((100<=adc_dis)&&(adc_dis<=900))
  122.         {        
  123.                 if(key1==0)
  124.                            {
  125.                          delay_ms(5);                 
  126.                         if(key1==0)
  127.                            TR0=1;                                //點動模式
  128.                            EN_DRIVER=1;                        //啟動電機(jī)
  129.                            DIR_DRIVER=0;                //方向控制
  130.                            key_flag=1;
  131.                            dir_flag=1;                           //向左前進(jìn)
  132.                                 delay_ms(5);
  133.                          while(!key1);
  134.                            TR0=0;
  135.                     }

  137.                 else if(key2==0)
  138.                    {
  139.                          delay_ms(5);
  140.                         if(key2==0)
  141.                           TR0=~TR0;                                 //連動模式
  142.                           EN_DRIVER=1;                        //啟動電機(jī)
  143.                           DIR_DRIVER=0;                        //方向控制
  144.                           key_flag=2;
  145.                           dir_flag=1;                           //向左前進(jìn)        
  146.                          while(!key2);
  147.                     }

  149.                 else if(key3==0)
  150.                    {
  151.                          delay_ms(5);         
  152.                         if(key3==0)
  153.                            TR0=~TR0;                        //連動模式
  154.                            EN_DRIVER=1;                        //啟動電機(jī)
  155.                            DIR_DRIVER=1;                //方向控制
  156.                            key_flag=2;
  157.                            dir_flag=2;                           //向右前進(jìn)        
  158.                          while(!key3);
  159.                     }

  161.                 else if(key4==0)
  162.                    {
  163.                          delay_ms(5);         
  164.                         if(key4==0)
  165.                            TR0=1;                                //點動模式
  166.                            EN_DRIVER=1;                        //啟動電機(jī)
  167.                            DIR_DRIVER=1;                //方向控制
  168.                            key_flag=1;
  169.                            dir_flag=2;                           //向右前進(jìn)
  170.                            delay_ms(5);
  171.                          while(!key4);
  172.                            TR0=0;
  173.                     }
  174.                   else
  175.                   ;
  176.         
  177.         }
  178.         else if(adc_dis>900)
  179.         {
  180.           EN_DRIVER=0;                        //關(guān)閉電機(jī)
  181.                     if(key1==0)
  182.                    {
  183.                          delay_ms(5);         
  184.                         if(key1==0)
  185.                            TR0=1;                                //點動模式
  186.                            EN_DRIVER=1;                        //啟動電機(jī)
  187.                            DIR_DRIVER=0;                //方向控制
  188.                            key_flag=1;
  189.                            dir_flag=1;                           //向左前進(jìn)        
  190.                            delay_ms(5);
  191.                          while(!key1);
  192.                            TR0=0;
  193.                     }
  194.                     if(key2==0)
  195.                    {
  196.                         delay_ms(5);         
  197.                         if(key2==0)
  198.                            TR0=~TR0;                        //連動模式
  199.                            EN_DRIVER=1;                        //啟動電機(jī)
  200.                            DIR_DRIVER=0;                //方向控制
  201.                            key_flag=2;
  202.                            dir_flag=1;                           //向左前進(jìn)        
  203.                          while(!key2);
  204.                     }

  206.         }                                                                                                                                             
  207.         else
  208.         ;

  210. }

  212.         
復(fù)制代碼



全部資料（壓縮包）下載：



STC15.zip

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原理圖和PCB.zip

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基于STC15單片機(jī)的測距系統(tǒng).rar

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作者: liuzhaoxin1020    時間: 2017-1-24 16:59
不錯的帖子，很值得收藏。
作者: lyl_420819    時間: 2017-4-25 10:34
不錯的帖子，很值得收藏。
作者: xcd824855788    時間: 2017-4-27 17:33
不錯的帖子，很值得收藏。
作者: kennysino    時間: 2017-6-2 22:48
好祥細(xì)。。。
作者: dbsjacky    時間: 2017-6-9 15:40
不錯的帖子，很值得收藏
作者: CEO。。    時間: 2018-11-26 18:57
不錯的帖子，值得收藏
作者: li23108    時間: 2018-12-25 20:11
需要該資源..
作者: li23108    時間: 2018-12-25 20:12
這個狀態(tài)圖是怎么畫的,用的什么軟件...
作者: li23108    時間: 2018-12-25 20:39
版主啊,幫忙收費低點啊,沒錢啊
作者: lxd12    時間: 2018-12-25 21:17
不錯的帖子，很值得收藏
作者: alkdsjg    時間: 2019-4-13 19:58
不錯的帖子，很值得收藏
作者: qweo23    時間: 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
作者: qweo23    時間: 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
作者: kevintang    時間: 2020-3-4 22:43
不錯的帖子，很值得收藏。
作者: kevintang    時間: 2020-3-14 15:24
謝謝分享，下來看看。
作者: x1220722003    時間: 2020-3-14 23:40
學(xué)習(xí)了謝謝



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