本系統(tǒng)，主要用于測(cè)量實(shí)驗(yàn)臺(tái)移動(dòng)的位移。單片機(jī)通過(guò)步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器控制步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，從而驅(qū)動(dòng)實(shí)驗(yàn)臺(tái)在導(dǎo)軌上的水平位移，再通過(guò)位移傳感器實(shí)時(shí)檢測(cè)位移值，并可以通過(guò)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(gè)引腳全部引出，該控制器既可以實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)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(jiǎn)介：42個(gè)I/O,4KB RAM,32KB FLASH,8路10位ADC通道，SPI接口，4路串口。價(jià)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(dòng)器 PUL-接P1.0 DIR-接P1.1 其余四個(gè)引腳接5V電源。 3 LCD1602顯示模塊 需要11個(gè)GPIO。 4 LED燈指示 電源指示燈1個(gè)，上電即亮； 運(yùn)行指示燈2個(gè)，正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)各1個(gè)，不同顏色； 報(bào)警指示燈1個(gè)。 5 蜂鳴器指示 需要1個(gè)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(cè)設(shè)計(jì)； 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(duì)精度的要求。 控制板上預(yù)留模塊接口，如果內(nèi)部ADC無(wú)法滿足要求，直接用更高精度ADC模塊。 7 按鍵接口 啟動(dòng)1個(gè)，停止1個(gè)，正反轉(zhuǎn)1個(gè)，預(yù)留1個(gè)。 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(lái)自電腦，也可以來(lái)自隨手可得的手機(jī)充電器；使用一個(gè)撥動(dòng)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(dú)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(shí)，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(shí)漢字，可以選用OLED顯示模塊，LCD1602接口同時(shí)兼容OLED模塊，所以一個(gè)接口滿足了2個(gè)需求； 6、雙路LED燈顯示，一路為貼片式，減少了體積，同時(shí)，還增加了直插式LED燈，滿足將來(lái)做外殼時(shí)，為了方便觀察，需要把LED燈露在外殼表面，沒(méi)做外殼前，可不焊接直插式； 7、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器接口為6線插座，與接口一一對(duì)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?yè)碛?個(gè)串口，這里使用了2個(gè)，滿足要求； 9、雙路按鍵，既有4個(gè)獨(dú)立按鍵，又預(yù)留了矩陣鍵盤接口，將來(lái)做外殼時(shí)，按鍵可以有多種選擇，總共有8個(gè)接口，非常靈活； 10、 預(yù)留了一個(gè)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(jiǎn)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(jué)得有必要可以焊上。 系統(tǒng)簡(jiǎn)介 本系統(tǒng)，主要用于測(cè)量實(shí)驗(yàn)臺(tái)移動(dòng)的位移。單片機(jī)通過(guò)步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器控制步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，從而驅(qū)動(dòng)實(shí)驗(yàn)臺(tái)在導(dǎo)軌上的水平位移，再通過(guò)位移傳感器實(shí)時(shí)檢測(cè)位移值，并可以通過(guò)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(gè)引腳全部引出，該控制器既可以實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)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(cè)量位移的源程序：
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