基于51单片机的激光雕刻机

看了许多电子爱好者做的激光雕刻机，我很眼热，可惜都是使用arduino的，本人不会arduino，只会些单片机，而且还是半吊子，加上套件比较贵，所有加起来都有两百元了，所有计划被耽搁下来，忽然有一条浏览网页的时候，看到有人使用单片机就做出来了激光雕刻机，我也想试试，经过一段时间的购买材料，搜集资料，因为本人的编写程序的水平太渣了，没办法只能使用网上找的上位机和程序，终于完成了这个东西，让我们来看看吧
雕刻过程视频地址：http://v.youku.com/v_show/id_XMTU4MTg5MjY0NA==.html

激光雕刻机图

整体图

使用的STC单片机，使用此款单片机是因为其RAM内存大，

资料下载：
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2016-11-7 15:10 上传

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2016-11-12 20:13 上传

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51单片机源程序：

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. 
    
20. #include <reg52.h>
    
21. #define uint unsigned int
    
22. #define uchar unsigned char
    
23. #define N z[60]           //X速度
    
24. #define M z[61]           //Y速度
    
25. sbit a=P1^3;//步进电机接线定义  移动激光头
    
26. sbit a_=P1^2;
    
27. sbit b=P1^1;
    
28. sbit b_=P1^0;
    
29. sbit xa=P1^4;
    
30. sbit xa_=P1^5;
    
31. sbit xb=P1^6;
    
32. sbit xb_=P1^7;
    
33. /*sbit a=P1^4;//步进电机接线定义 移动底板
    
34. sbit a_=P1^5;
    
35. sbit b=P1^6;
    
36. sbit b_=P1^7;
    
37. sbit xa=P1^3;
    
38. sbit xa_=P1^2;
    
39. sbit xb=P1^1;
    
40. sbit xb_=P1^0;  */
    
41. sbit jg=P2^0;
    
42. sbit led=P2^1;//指示灯
    
43. uchar xdata z[500]={0};//缓存
    
44. uchar buff[3];//串口缓存
    
45. uchar x1,x0,y1,y0,cont2=0;
    
46. uchar xfb=4,yfb=4;//走步标志位
    
47. 
    
48. 
    
49. unsigned char HighRH = 0;  //高电平重载值的高字节
    
50. unsigned char HighRL = 0;  //高电平重载值的低字节
    
51. unsigned char LowRH  = 0;  //低电平重载值的高字节
    
52. unsigned char LowRL  = 0;  //低电平重载值的低字节
    
53. 
    
54. 
    
55. 
    
56. void delayms(uint xms)                                
    
57. {   
    
58.         uint i,j;
    
59.         for(i=xms;i>0;i--)                      //i=xms即延时约xms毫秒
    
60.                 for(j=110;j>0;j--);
    
61. }
    
62. 
    
63. /* 配置并启动PWM，fr-频率，dc-占空比 */
    
64. void ConfigPWM(unsigned int fr, unsigned char dc)
    
65. {
    
66.     unsigned int  high, low;
    
67.     unsigned long tmp;
    
68.    
    
69.     tmp  = (11059200/12) / fr;  //计算一个周期所需的计数值
    
70.     high = (tmp*dc) / 100;      //计算高电平所需的计数值
    
71.     low  = tmp - high;          //计算低电平所需的计数值
    
72.     high = 65536 - high + 12;   //计算高电平的重载值并补偿中断延时
    
73.     low  = 65536 - low  + 12;   //计算低电平的重载值并补偿中断延时
    
74.     HighRH = (unsigned char)(high>>8); //高电平重载值拆分为高低字节
    
75.     HighRL = (unsigned char)high;
    
76.     LowRH  = (unsigned char)(low>>8);  //低电平重载值拆分为高低字节
    
77.     LowRL  = (unsigned char)low;
    
78.     TMOD &= 0xF0;   //清零T0的控制位
    
79.     TMOD |= 0x01;   //配置T0为模式1
    
80.     TH0 = HighRH;   //加载T0重载值
    
81.     TL0 = HighRL;
    
82.     ET0 = 1;        //使能T0中断
    
83.     TR0 = 1;        //启动T0
    
84.     jg = 1;     //输出低电平，关闭激光
    
85. }
    
86. /* 关闭PWM */
    
87. void ClosePWM()
    
88. {
    
89.     TR0 = 0;     //停止定时器0
    
90.     ET0 = 0;     //禁止定时器0中断
    
91.     jg = 1;  //输出低电平，关闭激光
    
92. }
    
93. /* T0中断服务函数，产生PWM输出 */
    
94. void InterruptTimer0() interrupt 1
    
95. {
    
96.     if (jg == 1)  //当前输出为低电平时，装载高电平值并输出高电平
    
97.     {
    
98.         TH0 = LowRH;
    
99.         TL0 = LowRL;
    
100.         jg = 0;
     
101.     }
     
102.     else              //当前输出为高电平时，装载低电平值并输出低电平
     
103.     {
     
104.         TH0 = HighRH;
     
105.         TL0 = HighRL;
     
106.         jg = 1;
     
107.     }
     
108. }
     
109. 
     
110. 
     
111. 
     
112. void xfor(uint i)                //x轴前进函数，前进多少步
     
113. {   
     
114.   while(1)
     
115.   {
     
116.                 if(xfb==4)
     
117.                   {
     
118.          xa=xb=1;
     
119.                xb_=xa_=0;
     
120.                      xfb=1;
     
121.                      i--;                        
     
122.                delayms(N);
     
123.                      if(i==0){xa=xb=0; break;}
     
124.                   }
     
125.                    if(xfb==1)
     
126.                   {
     
127.          xb=xa_=1;
     
128.                xa=xb_=0;
     
129.                      xfb=2;
     
130.                      i--;        
     
131.                delayms(N);
     
132.                      if(i==0){xa_=xb=0; break;}
     
133.                   }
     
134.                    if(xfb==2)
     
135.                   {
     
136.          xa_=xb_=1;
     
137.          xb=xa=0;
     
138.                      xfb=3;        //走步标志位
     
139.                      i--;
     
140.                delayms(N);
     
141.                      if(i==0){xa_=xb_=0; break;}
     
142.                    }
     
143.                    if(xfb==3)
     
144.                   {
     
145.          xa_=xb=0;
     
146.                xb_=xa=1;
     
147.                      xfb=4;
     
148.                      i--;        
     
149.                delayms(N);
     
150.                      if(i==0){xa=xb_=0; break;}
     
151.                   }
     
152. 
     
153. 
     
154.                 }
     
155. 
     
156. }
     
157. 
     
158. 
     
159. void xbac(uint i)                //xxx后退函数
     
160. {   
     
161.      while(1)
     
162.          {
     
163.                 if(xfb==1)
     
164.                   {
     
165.          xa_=xb=0;
     
166.                xb_=xa=1;
     
167.                      xfb=4;
     
168.                      i--;                                //走步标志位
     
169.                delayms(N);
     
170.                      if(i==0){xa=xb_=0; break;}
     
171.                    }
     
172.                    if(xfb==4)
     
173.                   {
     
174.          xa_=xb_=1;
     
175.          xb=xa=0;
     
176.                      xfb=3;
     
177.                      i--;        
     
178.                delayms(N);
     
179.                      if(i==0){xa_=xb_=0; break;}
     
180.                    }
     
181.                    if(xfb==3)
     
182.                   {
     
183.          xb=xa_=1;
     
184.                xa=xb_=0;
     
185.                      xfb=2;        //走步标志位
     
186.                      i--;        
     
187.                delayms(N);
     
188.                      if(i==0){xa_=xb=0; break;}
     
189.                    }
     
190.                    if(xfb==2)
     
191.                   {
     
192.          xa=xb=1;
     
193.                xb_=xa_=0;
     
194.                      xfb=1;
     
195.                      i--;        
     
196.                delayms(N);
     
197.                      if(i==0){xa=xb=0; break;}
     
198.                   }
     
199.                 }
     
200. }
     
201. 
     
202. 
     
203. 
     
204. void yfor(uint i)                //y轴前进函数
     
205. {   
     
206.      while(1)
     
207.      {
     
208.                switch(yfb)
     
209.                    {
     
210.                      case 4:{a=b=1; b_=a_=0; yfb=1; i--; delayms(M); if(i==0){a=b=0;break;}}
     
211.                                  case 1:{b=a_=1; a=b_=0; yfb=2; i--; delayms(M); if(i==0){a_=b=0;break;}}
     
212.                                  case 2:{a_=b_=1; b=a=0; yfb=3; i--; delayms(M); if(i==0){a_=b_=0;break;}}
     
213.                                  case 3:{b_=a=1; a_=b=0; yfb=4; i--; delayms(M); if(i==0){a=b_=0;break;}}
     
214.                    }
     
215.                    if(i==0)  break;
     
216.       }
     
217. }
     
218. 
     
219. void ybac(uint i)                //yy后退函数
     
220. {   
     
221.      while(1)
     
222.      {
     
223.                switch(yfb)
     
224.                    {
     
225.                      case 1:{a=b_=1; b=a_=0; yfb=4; i--; delayms(M); if(i==0){a=b_=0;break;}}
     
226.                                  case 4:{b_=a_=1; a=b=0; yfb=3; i--; delayms(M); if(i==0){a_=b_=0;break;}}
     
227.                                  case 3:{a_=b=1; b_=a=0; yfb=2; i--; delayms(M); if(i==0){a_=b=0;break;}}
     
228.                                  case 2:{b=a=1; a_=b_=0; yfb=1; i--; delayms(M); if(i==0){a=b=0;break;}}
     
229.                    }
     
230.                    if(i==0)  break;
     
231.       }
     
232. }
     
233. 
     
234. void dazi(uint zik)//打印函数                   ******打印函数已更改******
     
235. {
     
236.     uint x;
     
237.                 jg=0;
     
238. 
     
239.                         for(x=0;x<zik;x++)//执行zik个循环，x轴右移zik步
     
240.                         {
     
241.                           while(z[63]);        //暂停等待
     
242.                                 if(z[64]==1) break;//停止标志 跳出循环
     
243.                                 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
     
244.                                 jg=0;              //开激光
     
245.                                 delayms((z[99+x]*(z[58]*256+z[59]))/100);
     
246.                             jg=1;              //关闭激光
     
247.                         if(z[66]==1)
     
248.                         {
     
249.                         xbac(1);
     
250.                         }        
     
251.              else
     
252.                          {
     
253.                          xfor(1);
     
254.                          }                        
     
255.                         }         
     
256.                 if(z[64==1])    z[64]=0;
     
257.             else{yfor(1);}             //y轴进一行
     
258.             z[62]=0;                   //一行打印完成
     
259.                 SBUF=1;                    //发送信息，表示打印一行完成
     
260.                
     
261. }
     
262. 
     
263. /* 串口配置函数，baud-通信波特率 */
     
264. void ConfigUART(unsigned int baud)
     
265. {
     
266.     SCON  = 0x50;  //配置串口为模式1
     
267.     TMOD &= 0x0F;  //清零T1的控制位
     
268.     TMOD |= 0x20;  //配置T1为模式2
     
269.     TH1 = 256 - (11059200/12/32)/baud;  //计算T1重载值
     
270.     TL1 = TH1;     //初值等于重载值
     
271.     ET1 = 0;       //禁止T1中断
     
272.     ES  = 1;       //使能串口中断
     
273.     TR1 = 1;       //启动T1
     
274. }
     
275. 
     
276. 
     
277. void chuanlo() interrupt 4
     
278. {
     
279.   if(RI)
     
280.   {
     
281.      buff[cont2]=SBUF;//每次3字节，地址高，地址低，数据，，
     
282.    
     
283.            cont2++;
     
284.      if(cont2==3)//每收3个字节，把数据写入地址中
     
285.            {
     
286.             z[(buff[0]*256)+buff[1]]=buff[2];
     
287.                   cont2=0;
     
288.                  SBUF=0;  //*****************在这里加入这行代码测试一下*******************************
     
289.            }
     
290.          RI=0;
     
291. 
     
292. 
     
293.    
     
294.   }
     
295.   if(TI)
     
296.    {
     
297.    TI=0;
     
298. 
     
299.    }
     
300. }
     
301. 
     
302. main()
     
303. {  
     
304.    EA=1;
     
305.    P0=0xff;
     
306.    ConfigUART(9600)        ;
     
307.         z[60]=15;//默认的参数
     
308.         z[61]=15;
     
309.         z[56]=1;
     
310.         z[62]=0;
     
311.         jg=0;
     
312.         cont2=0;
     
313.         
     
314.    while(1)
     
315.    {
     
316.                                                                                                                       //        *****此处已更改******
     
317. 
     
318.     if(z[57]==100){ConfigPWM(100, 98);delayms(10);}         //上位机指令处理，打开弱光定位，频率100Hz，占空比98%                                                                     
     
319.     else if(z[57]==1)   jg=0;                                                   //打开强光
     
320.         else   { ClosePWM(); delayms(10);}
     
321.          
     
322.           if(cont2!=0) led=0;  else led=1;//指示通信是否可用
     
323.       if(z[50]==1){xfor(z[51]*256+z[52]);z[50]=0;}//x+
     
324.           if(z[50]==2){xbac(z[51]*256+z[52]);z[50]=0;}//x-
     
325.           if(z[50]==3){yfor(z[51]*256+z[52]);z[50]=0;}//y+
     
326.           if(z[50]==4){ybac(z[51]*256+z[52]);z[50]=0;}//y-
     
327. 
     
328.          
     
329.       if(z[62])//开始打印标志
     
330.           {
     
331.             dazi(z[54]*256+z[55]);
     
332.           }
     
333.    
     
334.   }
     
335. 
     
336. }

复制代码

电路图  ，其中采用USB转TTL连接电脑，就是普通的串口连接

采用另外的电路板来方便驱动模块连接电机


最小单片机电路


USB转TTL


激光驱动板，使用ULN2003，这是以前制作的方便单片机控制外设


L298N模块


上位机

使用激光雕刻机雕刻的图片，看着还行吧，不过只能使用颜色深一点的纸来打印，我使用
的事快递盒子

当然还有一些小问题要说一下，就是图片的问题，以下面这张图为例，这是网上下载的图片，最好图片小一点，长宽要在电机长度范围内

如果直接用软件添加图片就会出现这种现象，这种情况会使打印时间变得很长，往往都是一个多小时以上，而我则想了办法，改用抖动算法，可是这个软件没有这个功能，怎么办呢，用别的软件



别人的激光雕刻软件用这个功能


我就导入图片，然后灰度化，选择最合适的图片，然后使用QQ的截图功能，将抖动完成的图片保存下来



这是截图好的

然后使用我们用的软件，添加图片就可以用了，以前要用一个小时，现在只要半小时了，网上下载的图片最好是白色背景，否则就会浪费时间打印这些多余的背景，那些黑色就是

抖动软件就在附件那里，需要的可以下载
还有就是在打印之前要使用软件的方向键控制电机的前后左右是否能正常转动，如不能则需要调整，电机的方向倒过来的可以将电机驱动模块的输入端几根线调换位置，以到达正常运动，而且打印之前使用弱光定位，然后X轴移动到最左，Y轴移动到最外，使激光的光线照到纸张的左上角，以到达打印范围最大化还有就是激光强度不要太高，太高不仅会将纸张烧穿而且还会导致打印时间变长，像我一般是选择20-30左右
再有就是我的单片机是使用USB转TTL模块的供电的，而激光和电机是使用单独供电的，并且电机和激光的电源与单片机的电源共地，因为电机和激光需要许多电流，共用一个电源会导致系统不稳定的，激光和电机的电源我使用的是手机充电器，将手机充电线改造成电源线
成本
支架一套       25元
激光散热器 一个    9元
激光一个     32元
二相四线电机两个   36元
L298N模块两个      13元
STC单片机 一个       6元
其余材料为以前所拥有的，未记，不过也不会太多，支架可以自己制作，当然看自己的能力了，电机可以用电脑光驱的电机

会3d打印，就是不会激光雕刻，多谢大神分享，我想激光头功率可以再大吗，做到机关切割纸板等，还有那个软件挺好，是怎么实时控制的呢？是用的USB转TTL串口吗？打算好好学习一下大神的作品。

楼主你好！照你的做了一个，程序下载成功后和上位机通信无反应。换了几个雕刻软件都一样。
所有元件均为好的。我对程序是个半吊子。
孤独的我两星期了还没解决这个问题，诚恳高手给予帮助！

ws1zxm 发表于 2019-12-20 00:35
楼主你好！照你的做了一个，程序下载成功后和上位机通信无反应。换了几个雕刻软件都一样。
所有元件均为好 ...

各位黑友；经实践程序是完全正确的。致于和上位机通信无反应，是要用楼主的上位机软件才可行。
也就是说要下载楼主提供的软件！

做过arduino的，有机会也做一个这样的。

谢谢大师分享

谢谢分享！，，，，

好啊，改天试试

厉害啊 恩

正在做，支架搭好了，就差驱动了&#128513;

谢谢分享！，

厉害啊 楼主

牛人！厉害啊！

我的不懂什么问题，发送不了数据

这个可以有，成本相对少点

谢谢分享

一直想做一个，苦于没有思路，在打算开工。

好东西！

请问驱动stc单片机可以兼容用 A4988 或者 easydriver吗  

激光和电机单独供电是用什么电源适配器

良心好贴！

好东东，正想玩玩，做个记号等有钱了就来下载

51单片机的激光雕刻机

学单片机新手一枚。

.学单片机新手一枚

做的很好，学习学习

赞赞赞

大佬，你的上位机在哪下的，你的程序用微雕管家也能雕刻吗，我怎么连接不到设备呢，也是用51做的，用的你的程序

为了下载这个资料，注册了这个账号，无奈黒币还不够

不知stm32可以用这个上位机不？

太好了，不错的帖子

先作为了解吧，先把我的光立方做完在考虑做这个！！！

好厉害

厉害，厉害！

厉害  厉害，受教了

学习了，特别关心上位机程序

真的很好，只可惜黑币不够下载不了。

这个能雕刻G代码吗？

有百度云吗

一直想做一个 棒!

我也想做

下载了，文件打不怎么回事，用什么软件能打开？

赞一个！楼主还在不，出一个具体点的教成呀