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利用51单片机开发板和光驱步进电机制作激光雕刻机

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楼主
偶然看到自制激光雕刻机的视频,心痒痒的也想搞一个,没学过单片机的我先买了一个开发板,照着教程从点亮led小灯开始学,逐步到数码管、步进电机,之前上学学了点编程,所以感觉不难。接下来开始了从网上淘零件组装雕刻机的过程。

主要配件:
  1、从光驱拆的步进电机  2个  我买的是焊接好线的 八九块一个 (注意下焊接的线容易脱落,最好用热熔胶枪固定下焊点位置)  

2、手里现有的 51单片机开发板  (51单片机最小系统也可)
3、250mw的激光模组一个   再加一个12mm散热座  三四十左右  
4、L298N 步进电机驱动板  2个   六七块钱一个

5、杜邦线  公母头 母母头 公公头 若干    (有一部分用导线代替也可以)6、小的水平仪(买电视挂架送的,有些挂画也送)7、路由器交换机的12V电源1个 (我试了下9V也可)
8、ULN2003  一个  我买的6毛一个

-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------
首先是制作支架  看到有酒盒子做的 拿废光驱壳做的  我是用小米相机的盒子(没有裁切铁皮的工具,就地取材
底跟盖垂直用螺丝或者胶枪固定 ,然后将两个步进电机 一个用螺丝固定在垂直面 一个固定在水平面  注意用水平仪确定横平竖直,不然雕刻出来的图形就是变形的   在水平面的光驱滑块上面放一块亚克力或者其他平板并用胶枪固定 作为雕刻平台,记得用水平仪调整水平。

将激光模块用软铁丝固定在垂直电机的滑块上 ,注意调整激光模块角度确保横平竖直。下面是接线  (自己手工画的,请不要笑

用杜邦线将开发板 P1.0-P1.3  P1.4-P1.7 分别接L298N的 In1-In4
将12V电源的正极(圆孔插头中间为正极) 接两个L298N的12V  
12V电源负极(插头外面的金属)接两个L298N的GND,再与开发板芯片的GND相接,再与ULN2003的左下角倒数第一个针脚以及激光模组的GND连接起来
从任意一个L298N的 5V引线接ULN2003的右下角倒数第一个针脚  
杜邦线将开发板 P2.0 接ULN2003的左下角倒数第二个针脚   ,右下角倒数第二个针脚 接激光正极
将L298N的马达A、B输出接步进电机 A A- B B-  (我买的电机是按照 A A- B B-排列的 ,也有不一致的 ,用万用表测电阻 A A- 或者 B B-之间的电阻很小,接错电机抖动不走,换下顺序就好)


开发板usb口接电脑 烧录程序  打开雕刻程序,选择4800波特率 打开端口 用图片或者文字测试下电机运行情况  。
电机运行方向不对把电机线顺序整体重新换下就好,记得调整激光功率   我的纸箱和木头 30%左右即可雕刻。这是完成图


附件是雕刻程序和源代码,感谢原作者。

单片机源程序如下:
  1. /*z地址定义
  2. 50 1=x+,2=x-,3=y+,4=y-
  3. 51 前进后退步数高
  4. 52 前进后退步数低
  5. 53
  6. 54/55 字宽
  7. 56
  8. 57 弱光开关
  9. 58/59 激光强度
  10. 60 x轴速度
  11. 61 y轴速度
  12. 62 开始打印0,57
  13. 63 暂停
  14. 64 停止标志
  15. 65
  16. 66  左右标记
  17. 100开始时灰度图数据
  18. */

  19. #include <reg52.h>
  20. #define uint unsigned int
  21. #define uchar unsigned char
  22. #define N z[60]           //X速度
  23. #define M z[61]           //Y速度
  24. sbit xa=P1^3;//步进电机接线定义  移动激光头
  25. sbit xa_=P1^2;
  26. sbit xb=P1^1;
  27. sbit xb_=P1^0;
  28. sbit a=P1^4;
  29. sbit a_=P1^5;
  30. sbit b=P1^6;
  31. sbit b_=P1^7;
  32. /*sbit a=P1^4;//步进电机接线定义 移动底板
  33. sbit a_=P1^5;
  34. sbit b=P1^6;
  35. sbit b_=P1^7;
  36. sbit xa=P1^3;
  37. sbit xa_=P1^2;
  38. sbit xb=P1^1;
  39. sbit xb_=P1^0;  */
  40. sbit jg=P2^0;
  41. sbit led=P2^1;//指示灯
  42. uchar xdata z[500]={0};//缓存
  43. uchar buff[3];//串口缓存
  44. uchar x1,x0,y1,y0,cont2=0;
  45. uchar xfb=4,yfb=4;//走步标志位


  46. unsigned char HighRH = 0;  //高电平重载值的高字节
  47. unsigned char HighRL = 0;  //高电平重载值的低字节
  48. unsigned char LowRH  = 0;  //低电平重载值的高字节
  49. unsigned char LowRL  = 0;  //低电平重载值的低字节



  50. void delayms(uint xms)                                
  51. {   
  52.         uint i,j;
  53.         for(i=xms;i>0;i--)                      //i=xms即延时约xms毫秒
  54.                 for(j=110;j>0;j--);
  55. }

  56. /* 配置并启动PWM,fr-频率,dc-占空比 */
  57. void ConfigPWM(unsigned int fr, unsigned char dc)
  58. {
  59.     unsigned int  high, low;
  60.     unsigned long tmp;
  61.    
  62.     tmp  = (11059200/12) / fr;  //计算一个周期所需的计数值
  63.     high = (tmp*dc) / 100;      //计算高电平所需的计数值
  64.     low  = tmp - high;          //计算低电平所需的计数值
  65.     high = 65536 - high + 12;   //计算高电平的重载值并补偿中断延时
  66.     low  = 65536 - low  + 12;   //计算低电平的重载值并补偿中断延时
  67.     HighRH = (unsigned char)(high>>8); //高电平重载值拆分为高低字节
  68.     HighRL = (unsigned char)high;
  69.     LowRH  = (unsigned char)(low>>8);  //低电平重载值拆分为高低字节
  70.     LowRL  = (unsigned char)low;
  71.     TMOD &= 0xF0;   //清零T0的控制位
  72.     TMOD |= 0x01;   //配置T0为模式1
  73.     TH0 = HighRH;   //加载T0重载值
  74.     TL0 = HighRL;
  75.     ET0 = 1;        //使能T0中断
  76.     TR0 = 1;        //启动T0
  77.     jg = 0;     //输出低电平,关闭激光
  78. }
  79. /* 关闭PWM */
  80. void ClosePWM()
  81. {
  82.     TR0 = 0;     //停止定时器0
  83.     ET0 = 0;     //禁止定时器0中断
  84.     jg = 0;  //输出低电平,关闭激光
  85. }
  86. /* T0中断服务函数,产生PWM输出 */
  87. void InterruptTimer0() interrupt 1
  88. {
  89.     if (jg == 0)  //当前输出为低电平时,装载高电平值并输出高电平
  90.     {
  91.         TH0 = LowRH;
  92.         TL0 = LowRL;
  93.         jg = 1;
  94.     }
  95.     else              //当前输出为高电平时,装载低电平值并输出低电平
  96.     {
  97.         TH0 = HighRH;
  98.         TL0 = HighRL;
  99.         jg = 0;
  100.     }
  101. }



  102. void xfor(uint i)                //x轴前进函数,前进多少步
  103. {   
  104.   while(1)
  105.   {
  106.                 if(xfb==4)
  107.                   {
  108.          xa=xb=1;
  109.                xb_=xa_=0;
  110.                      xfb=1;
  111.                      i--;                        
  112.                delayms(N);
  113.                      if(i==0){xa=xb=0; break;}
  114.                   }
  115.                    if(xfb==1)
  116.                   {
  117.          xb=xa_=1;
  118.                xa=xb_=0;
  119.                      xfb=2;
  120.                      i--;        
  121.                delayms(N);
  122.                      if(i==0){xa_=xb=0; break;}
  123.                   }
  124.                    if(xfb==2)
  125.                   {
  126.          xa_=xb_=1;
  127.          xb=xa=0;
  128.                      xfb=3;        //走步标志位
  129.                      i--;
  130.                delayms(N);
  131.                      if(i==0){xa_=xb_=0; break;}
  132.                    }
  133.                    if(xfb==3)
  134.                   {
  135.          xa_=xb=0;
  136.                xb_=xa=1;
  137.                      xfb=4;
  138.                      i--;        
  139.                delayms(N);
  140.                      if(i==0){xa=xb_=0; break;}
  141.                   }


  142.                 }

  143. }


  144. void xbac(uint i)                //xxx后退函数
  145. {   
  146.      while(1)
  147.          {
  148.                 if(xfb==1)
  149.                   {
  150.          xa_=xb=0;
  151.                xb_=xa=1;
  152.                      xfb=4;
  153.                      i--;                                //走步标志位
  154.                delayms(N);
  155.                      if(i==0){xa=xb_=0; break;}
  156.                    }
  157.                    if(xfb==4)
  158.                   {
  159.          xa_=xb_=1;
  160.          xb=xa=0;
  161.                      xfb=3;
  162.                      i--;        
  163.                delayms(N);
  164.                      if(i==0){xa_=xb_=0; break;}
  165.                    }
  166.                    if(xfb==3)
  167.                   {
  168.          xb=xa_=1;
  169.                xa=xb_=0;
  170.                      xfb=2;        //走步标志位
  171.                      i--;        
  172.                delayms(N);
  173.                      if(i==0){xa_=xb=0; break;}
  174.                    }
  175.                    if(xfb==2)
  176.                   {
  177.          xa=xb=1;
  178.                xb_=xa_=0;
  179.                      xfb=1;
  180.                      i--;        
  181.                delayms(N);
  182.                      if(i==0){xa=xb=0; break;}
  183.                   }
  184.                 }
  185. }



  186. void yfor(uint i)                //y轴前进函数
  187. {   
  188.      while(1)
  189.      {
  190.                switch(yfb)
  191.                    {
  192.                      case 4:{a=b=1; b_=a_=0; yfb=1; i--; delayms(M); if(i==0){a=b=0;break;}}
  193.                                  case 1:{b=a_=1; a=b_=0; yfb=2; i--; delayms(M); if(i==0){a_=b=0;break;}}
  194.                                  case 2:{a_=b_=1; b=a=0; yfb=3; i--; delayms(M); if(i==0){a_=b_=0;break;}}
  195.                                  case 3:{b_=a=1; a_=b=0; yfb=4; i--; delayms(M); if(i==0){a=b_=0;break;}}
  196.                    }
  197.                    if(i==0)  break;
  198.       }
  199. }

  200. void ybac(uint i)                //yy后退函数
  201. {   
  202.      while(1)
  203.      {
  204.                switch(yfb)
  205.                    {
  206.                      case 1:{a=b_=1; b=a_=0; yfb=4; i--; delayms(M); if(i==0){a=b_=0;break;}}
  207.                                  case 4:{b_=a_=1; a=b=0; yfb=3; i--; delayms(M); if(i==0){a_=b_=0;break;}}
  208.                                  case 3:{a_=b=1; b_=a=0; yfb=2; i--; delayms(M); if(i==0){a_=b=0;break;}}
  209.                                  case 2:{b=a=1; a_=b_=0; yfb=1; i--; delayms(M); if(i==0){a=b=0;break;}}
  210.                    }
  211.                    if(i==0)  break;
  212.       }
  213. }

  214. void dazi(uint zik)//打印函数                   ******打印函数已更改******
  215. {
  216.     uint x;
  217.                 jg=1;

  218.                         for(x=0;x<zik;x++)//执行zik个循环,x轴右移zik步
  219.                         {
  220.                           while(z[63]);        //暂停等待
  221.                                 if(z[64]==1) break;//停止标志 跳出循环
  222.                                 SBUF=255;                    // 每开始打印一个点,向上位机发送255,上位机进度显示用
  223.                                 jg=1;              //开激光
  224.                                 delayms((z[99+x]*(z[58]*256+z[59]))/100);
  225.                             jg=0;              //关闭激光
  226.                         if(z[66]==1)
  227.                         {
  228.                         xbac(1);
  229.                         }        
  230.              else
  231.                          {
  232.                          xfor(1);
  233.                          }                        
  234.                         }         
  235.                 if(z[64==1])    z[64]=0;
  236.             else{yfor(1);}             //y轴进一行
  237.             z[62]=0;                   //一行打印完成
  238.                 SBUF=1;                    //发送信息,表示打印一行完成
  239.                
  240. }

  241. /* 串口配置函数,baud-通信波特率 */
  242. void ConfigUART(unsigned int baud)
  243. {
  244. /*  SCON  = 0x50;  //配置串口为模式1
  245.     TMOD &= 0x0F;  //清零T1的控制位
  246.    TMOD |= 0x20;  //配置T1为模式2
  247.    TH1 = 256 - (11059200/12/32)/baud;  //计算T1重载值
  248. TL1 = TH1;     //初值等于重载值
  249.   ET1 = 0;       //禁止T1中断
  250.    ES  = 1;       //使能串口中断
  251. TR1 = 1;       //启动T1        */




  252.   SCON=0X50;                        //设置为工作方式1
  253. //        TMOD=0X20;                        //设置计数器工作方式2

  254. TMOD &= 0x0F;  //清零T1的控制位
  255.    TMOD |= 0x20;  //配置T1为模式2


  256.         PCON=0X80;                        //波特率加倍
  257.         TH1=0Xf3;                                //计数器初始值设置,注意波特率是4800的
  258.         TL1=0Xf3;
  259.         ES=1;                                                //打开接收中断
  260.         EA=1;                                                //打开总中断
  261.         TR1=1;                                                                        


  262. }


  263. void chuanlo() interrupt 4
  264. {
  265.   if(RI)
  266.   {
  267.      buff[cont2]=SBUF;//每次3字节,地址高,地址低,数据,,
  268.    
  269.            cont2++;
  270.      if(cont2==3)//每收3个字节,把数据写入地址中
  271.            {
  272.             z[(buff[0]*256)+buff[1]]=buff[2];
  273.                   cont2=0;
  274.                  SBUF=0;  //*****************在这里加入这行代码测试一下*******************************
  275.            }
  276.          RI=0;


  277.    
  278.   }
  279.   if(TI)
  280.    {
  281.    TI=0;

  282. ……………………

  283. …………限于本文篇幅 余下代码请从51黑下载附件…………
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沙发
 楼主| yyzztt 发表于 2018-1-3 22:23 | 只看该作者
雕刻尺寸只能在38mm*38mm以内  图片像素超过250就超过行程了  。
附件是雕刻的效果,供大家参考一下
银行卡签名处的名字 福字 都是刻的
木头上的字  还有纸板上的图案和文字
最后一个不是石头哦,石头不是这个级别能刻的,这是菠萝蜜的果核,老婆提议我就试了下,还真能刻,嘿嘿,现在整天在家里翻腾,恨不得给能刻的东西都刻上一个图案



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板凳
18333727054 发表于 2018-1-11 20:19 来自手机 | 只看该作者
楼主   我从淘宝上买的250mw的激光模组上面怎么写的电压是3.7-4.5v    接5v会不会烧坏    怎么解决
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地板
lfq3779 发表于 2018-3-19 18:37 | 只看该作者
我的软件上方向调整键测试时接P2.1的LED会闪烁,但电机不运行,检测P1.0-----P1.7口一直是高电平
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5#
zxc84845263 发表于 2018-3-28 18:58 | 只看该作者
很好很强大
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6#
angle丶皮皮虾 发表于 2018-4-14 23:21 来自手机 | 只看该作者
你好,能联系吗?我遇到了一些问题
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7#
祝云章 发表于 2018-4-18 23:01 来自手机 | 只看该作者
我做的刻出来的东西都是扁的,就是感觉y轴行进的不对!
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8#
angle丶皮皮虾 发表于 2018-4-22 08:21 来自手机 | 只看该作者
祝云章 发表于 2018-4-18 23:01
我做的刻出来的东西都是扁的,就是感觉y轴行进的不对!

扁的一般是y轴步进电机丢步了,
或者丝杆上卡住了几下
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9#
待我长发及腰 发表于 2018-4-22 20:47 | 只看该作者
我雕刻出来的都是实心的这是怎么回事,还有这个uln2003链接不对呀
还有激光强度和xy速度多少最佳
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10#
l630034911 发表于 2018-5-4 11:04 | 只看该作者
学习学习啊,好资料,51黑有你更精彩!!!
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11#
我是小萌新 发表于 2018-6-5 16:28 | 只看该作者
是接两个电源吗?单片机接5V电源,L298N接12V电源
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12#
yaoyl2010 发表于 2018-6-13 20:44 | 只看该作者
附件下载下来打不开,文件损坏
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13#
咩咩糖 发表于 2018-6-14 13:30 | 只看该作者
感谢分享,不过积分还不够下载
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14#
hefeng898961 发表于 2018-8-2 16:13 | 只看该作者
感谢分享
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15#
hei0 发表于 2018-8-25 22:53 | 只看该作者
如果下载的资料里够全     那值得学习
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16#
hym51hdz 发表于 2018-8-31 20:31 | 只看该作者
谢谢朋友的分享!
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17#
nyjah 发表于 2018-11-12 15:19 | 只看该作者
慢慢学习
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18#
nyjah 发表于 2018-11-12 15:20 | 只看该作者
慢慢学习  好好倒腾
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19#
2655036964 发表于 2018-11-15 23:45 来自手机 | 只看该作者
楼主光驱支架是在哪家店买的
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20#
1151735452@qq.c 发表于 2019-1-16 13:33 | 只看该作者
lfq3779 发表于 2018-3-19 18:37
我的软件上方向调整键测试时接P2.1的LED会闪烁,但电机不运行,检测P1.0-----P1.7口一直是高电平

我也是 请问你解决了吗
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21#
快乐眼泪 发表于 2019-1-16 16:06 来自手机 | 只看该作者
资料里面有软件吗?
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22#
axkf 发表于 2019-2-9 14:22 | 只看该作者
感谢分享
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