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:
全部资料(压缩包)下载:
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