标题: STC15单片机测量位移 电路原理图 PCB 程序源代码 [打印本页]
作者: happy112    时间: 2016-6-7 16:40
标题: STC15单片机测量位移 电路原理图 PCB 程序源代码
         


       本系统，主要用于测量实验台移动的位移。单片机通过步进电机驱动器控制步进电机转动，从而驱动实验台在导轨上的水平位移，再通过位移传感器实时检测位移值，并可以通过LCD1602或串口屏显示位移值和其他一些参数。
        本系统采用STC15W4KS32单片机为控制核心，其上的44个引脚全部引出，该控制器既可以实现驱动电机和显示位移功能，还可以充当51学习开发板的功能。



电路原理图：


二、接口资源分配
1 单片机最小系统
MCU:STC15W4KS32，这里选用LQFP44封装。
资源简介：42个I/O,4KB RAM,32KB FLASH,8路10位ADC通道，SPI接口，4路串口。价格：6元左右。
晶振电路（可选）
复位电路（可选）
下载电路：串口下载或USB下载（可选）
2 步进电机驱动器
PUL-接P1.0
DIR-接P1.1
其余四个引脚接5V电源。
3 LCD1602显示模块
需要11个GPIO。
4 LED灯指示
电源指示灯1个，上电即亮；
运行指示灯2个，正转和反转各1个，不同颜色；
报警指示灯1个。
5 蜂鸣器指示
需要1个GPIO。
6传感器接口电路
电阻式位移传感器，输出0~5V，需要接到单片机的AD接口上，进行AD转换。
方案1：使用单片机内部的10位AD转换器，理论上讲，刚好能够满足要求，电路按照芯片手册设计；
方案2：使用AD7705模块，该模块拥有16位转换精度，SPI接口，能够保证系统对精度的要求。
控制板上预留模块接口，如果内部ADC无法满足要求，直接用更高精度ADC模块。
7 按键接口
启动1个，停止1个，正反转1个，预留1个。
8 电源部分
全部采用5V供电。
9 串口通信电路
预留了2路串行通信接口，一路为下载，另一路可用作通信，进行串口调试。
一、本系统的创新之处
1、原理图的绘制，采用九宫格形式，清晰容易理解。
2、双电源供电，既可以使用5V电源适配器，也可以使用USB电源，USB可来自电脑，也可以来自随手可得的手机充电器；使用一个拨动开关进行切换，既方便又提高了产品的灵活性；
3、双下载方式，既可以使用RS-232串口进行下载，也可以使用USB下载方式，这里，用到了STC15W4KS32的独特下载方式，其他51系列单片机暂不具备此功能；
4、双路选择ADC转换，一路为片内自带ADC模块，预留了基准参考电路，一般情况下，可以选择不焊接；另一路为高精度的AD7705模块接口，当片内自带的ADC模块难以满足高精度要求时，采用成熟可靠的ADC模块；
5、双路显示接口，正常情况下，选择LCD1602液晶屏，可以显示字母、数字和字符，满足系统要求，如果想要现实汉字，可以选用OLED显示模块，LCD1602接口同时兼容OLED模块，所以一个接口满足了2个需求；
6、双路LED灯显示，一路为贴片式，减少了体积，同时，还增加了直插式LED灯，满足将来做外壳时，为了方便观察，需要把LED灯露在外壳表面，没做外壳前，可不焊接直插式；
7、步进电机驱动器接口为6线插座，与接口一一对应，即插即用；释放功能可用。
8、双串口通信，这款单片机本身拥有4个串口，这里使用了2个，满足要求；
9、双路按键，既有4个独立按键，又预留了矩阵键盘接口，将来做外壳时，按键可以有多种选择，总共有8个接口，非常灵活；
10、         预留了一个IIC传感器接口，既可以接常用的18B20温度传感器，又可以接AM2320温湿度传感器；
11、         最小系统非常简单，晶振电路和复位电路都可以省去，但是预留了相应电路，觉得有必要可以焊上。
系统简介
       本系统，主要用于测量实验台移动的位移。单片机通过步进电机驱动器控制步进电机转动，从而驱动实验台在导轨上的水平位移，再通过位移传感器实时检测位移值，并可以通过LCD1602或串口屏显示位移值和其他一些参数。
       本系统采用STC15W4KS32单片机为控制核心，其上的44个引脚全部引出，该控制器既可以实现驱动电机和显示位移功能，还可以充当51学习开发板的功能。


测量位移的源程序：


  2. #include "key.h"
  3. uint num1=900;
  4. uchar dir_flag;                                //定义全局变量
  5. uchar key_flag=0;                        //点动或连动标志，指示某个键被按下，点动 1，连动 2


  8. /*********************按键扫描函数*********
  9. 功能介绍：
  10. key1:左方向，点动；
  11. key2:左方向，连动；
  12. key3:右方向，连动；
  13. key1:右方向，点动；
  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;                        //启动电机
  26.                            DIR_DRIVER=1;                //方向控制
  27.                            dir_flag=1;                                   //向左前进
  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;                        //启动电机
  41.                           DIR_DRIVER=1;                        //方向控制
  42.                           dir_flag=1;                                   //向左前进
  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;                        //启动电机
  53.                            DIR_DRIVER=0;                //方向控制
  54.                            dir_flag=2;                                   //向左前进
  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;                        //启动电机
  66.                            DIR_DRIVER=0;                //方向控制
  67.                            dir_flag=2;                                   //向左前进
  68.                            key_flag=1;        
  69.                            delay_ms(5);
  70.                          while(!key4);
  71.                            TR0=0;
  72.                     }
  73.                 else
  74. //                         TR0=0;                //关闭定时器0
  75.                
  76.                 ;
  77. //                        EN_DRIVER=0;                //电机释放，保护电机        

  79. }

  81. */
  82. /*********************电机控制，
  83.                                         先进行距离状态的判定，
  84.                                         当 100>adc,左边方向按键失效；
  85.                                         当 100=<adc=<900,四个方向按键均有效；
  86.                                         当 900<adc,右边方向按键失效。

  88. *************************/
  89. void Motor_Control(void)
  90. {
  91.         if(adc_dis<100)
  92.         {
  93.                  EN_DRIVER=0;                        //关闭电机
  94.                  if(key3==0)
  95.                            {
  96.                          delay_ms(5);                 
  97.                         if(key3==0)
  98.                            TR0=1;                                 //点动模式
  99.                            EN_DRIVER=1;                        //启动电机
  100.                            DIR_DRIVER=1;                //方向控制
  101.                            key_flag=1;
  102.                            dir_flag=2;                           //向右前进
  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;                                //连动模式
  113.                           EN_DRIVER=1;                        //启动电机
  114.                           DIR_DRIVER=1;                        //方向控制
  115.                           key_flag=2;
  116.                           dir_flag=2;                           //向右前进
  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;                                //点动模式
  128.                            EN_DRIVER=1;                        //启动电机
  129.                            DIR_DRIVER=0;                //方向控制
  130.                            key_flag=1;
  131.                            dir_flag=1;                           //向左前进
  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;                                 //连动模式
  142.                           EN_DRIVER=1;                        //启动电机
  143.                           DIR_DRIVER=0;                        //方向控制
  144.                           key_flag=2;
  145.                           dir_flag=1;                           //向左前进        
  146.                          while(!key2);
  147.                     }

  149.                 else if(key3==0)
  150.                    {
  151.                          delay_ms(5);         
  152.                         if(key3==0)
  153.                            TR0=~TR0;                        //连动模式
  154.                            EN_DRIVER=1;                        //启动电机
  155.                            DIR_DRIVER=1;                //方向控制
  156.                            key_flag=2;
  157.                            dir_flag=2;                           //向右前进        
  158.                          while(!key3);
  159.                     }

  161.                 else if(key4==0)
  162.                    {
  163.                          delay_ms(5);         
  164.                         if(key4==0)
  165.                            TR0=1;                                //点动模式
  166.                            EN_DRIVER=1;                        //启动电机
  167.                            DIR_DRIVER=1;                //方向控制
  168.                            key_flag=1;
  169.                            dir_flag=2;                           //向右前进
  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;                        //关闭电机
  181.                     if(key1==0)
  182.                    {
  183.                          delay_ms(5);         
  184.                         if(key1==0)
  185.                            TR0=1;                                //点动模式
  186.                            EN_DRIVER=1;                        //启动电机
  187.                            DIR_DRIVER=0;                //方向控制
  188.                            key_flag=1;
  189.                            dir_flag=1;                           //向左前进        
  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;                        //连动模式
  199.                            EN_DRIVER=1;                        //启动电机
  200.                            DIR_DRIVER=0;                //方向控制
  201.                            key_flag=2;
  202.                            dir_flag=1;                           //向左前进        
  203.                          while(!key2);
  204.                     }

  206.         }                                                                                                                                             
  207.         else
  208.         ;

  210. }

  212.         
复制代码



全部资料（压缩包）下载：



STC15.zip

129.36 KB, 下载次数: 107, 下载积分: 黑币 -5

原理图和PCB.zip

739.92 KB, 下载次数: 125, 下载积分: 黑币 -5

基于STC15单片机的测距系统.rar

54.88 KB, 下载次数: 111, 下载积分: 黑币 -5

作者: liuzhaoxin1020    时间: 2017-1-24 16:59
不错的帖子，很值得收藏。
作者: lyl_420819    时间: 2017-4-25 10:34
不错的帖子，很值得收藏。
作者: xcd824855788    时间: 2017-4-27 17:33
不错的帖子，很值得收藏。
作者: kennysino    时间: 2017-6-2 22:48
好祥细。。。
作者: dbsjacky    时间: 2017-6-9 15:40
不错的帖子，很值得收藏
作者: CEO。。    时间: 2018-11-26 18:57
不错的帖子，值得收藏
作者: li23108    时间: 2018-12-25 20:11
需要该资源..
作者: li23108    时间: 2018-12-25 20:12
这个状态图是怎么画的,用的什么软件...
作者: li23108    时间: 2018-12-25 20:39
版主啊,帮忙收费低点啊,没钱啊
作者: lxd12    时间: 2018-12-25 21:17
不错的帖子，很值得收藏
作者: alkdsjg    时间: 2019-4-13 19:58
不错的帖子，很值得收藏
作者: qweo23    时间: 2019-9-20 16:24
最近正需要这方面的资料，关于电阻式位移传感器的应用。多谢
作者: qweo23    时间: 2019-9-20 16:43
想问下楼主买的电阻式位移传感器是什么型号的？能告诉具体的型号吗
作者: kevintang    时间: 2020-3-4 22:43
不错的帖子，很值得收藏。
作者: kevintang    时间: 2020-3-14 15:24
谢谢分享，下来看看。
作者: x1220722003    时间: 2020-3-14 23:40
学习了谢谢



欢迎光临 (http://www.51hei.com/bbs/) Powered by Discuz! X3.1