【分享】简易数控机床

viper668

1、作品功能介绍
基于迪文屏的C51内核单片机的开发，配合自定义功能的简易数控磨床，实现对简易数控磨床的基本控制。通过程序设计与编写，实现可调节倍率的位置、速度、转速的调节。
2、工作原理
单片机系统是机床数控系统的核心，通过键盘输入命令，数控装置送来的一系列连续脉冲通过环形分配器、光电耦合器和功率放大器，按一定的顺序分配给步进电动机各相绕 组，使各相绕组按照预先规定的控制方式通电或断电，这样控制步进电动机带动工作台按照指令运动。
3、设计思路
（1）硬件部分
学校和迪文公司提供了课题所需的模块，通过查找各模块的功能、参数等，将各个模块连接成系统。将4个电机按连接好。其他的按照标准的单片机连接。
（2）软件部分
根据简易数控磨床的工作原理，编写设备的驱动代码，编写按钮扫描功能，并将指定功能与对应按钮绑定。
（3）GUI的设计 采用设计软件对界面进行简单设计，使界面简洁美观。分别设计了主页、X、Y、Z、旋转轴控制界面 .
代码如下：

#include <reg51.h> // 包含8051寄存器定义

#include <stdio.h>

unsigned int t=20;

const char step_table1[]={0x01,0x03,0x02,0x06,0x04,0x0C,0x08,0x09};

const charstep_table2[]={0x10,0x30,0x20,0x60,0x40,0xC0,0x80,0x90};

unsigned char code SedDisp[] ={0xC0,0xF9,0xA4,0xB0,0x99,0x92,0x82,0xF8,0x80,0x90};

// 定义电机方向控制变量

int direction1 = 0; // 0 - 停止, 1 - 正转, 2 - 反转

int direction2 = 0;

// 定义电机步进索引

int step1 = 0;

int step2 = 0;

// 定义电机一圈的脉冲数

#define PULSES_PER_REV 200

// 定义脉冲计数器

long pulse_count1 = 0;

long pulse_count2 = 0;

// 定义圈数计数器

int revolutions1 = 0;

int revolutions2 = 0;

// 延时函数

void delay(unsigned int ms) {

   unsigned int i, j;

   for (i = 0; i < ms; i++)

        for (j = 0; j < 5; j++);

}

int keypad()//键盘

{

  char key=0x10;

  char temp;

  P1=0xEF;

  temp=P1 & 0x0F;

  if(temp!=0x0F){

  if(temp==0x07)key=0x0A;

  if(temp==0x0b)key=0x01;

  if(temp==0x0d)key=0x04;

  if(temp==0x0e)key=0x07;

}

  P1=0xDF;

  temp=P1 & 0x0F;

  if(temp!=0x0F){

  if(temp==0x07)key=0x00;

  if(temp==0x0b)key=0x02;

  if(temp==0x0d)key=0x05;

  if(temp==0x0e)key=0x08;

}

  P1=0xBF;

  temp=P1 & 0x0F;

  if(temp!=0x0F){

  if(temp==0x07)key=0x0B;

  if(temp==0x0b)key=0x03;

  if(temp==0x0d)key=0x06;

  if(temp==0x0e)key=0x09;

}

  P1=0x7F;

  temp=P1 & 0x0F;

  if(temp!=0x0F){

  if(temp==0x07)key=0x0C;

  if(temp==0x0b)key=0x0D;

  if(temp==0x0d)key=0x0E;

  if(temp==0x0e)key=0x0F;

}

  return key;

  }

void display(long pulse_count1,longpulse_count2){

  int a,b,c,d;

  int e,f,g,h;

   // 分离第一个参数的每一位

   a = (pulse_count1 / 1000) % 10; // 千位

   b = (pulse_count1 / 100) % 10; // 百位

   c = (pulse_count1 / 10) % 10;  // 十位

   d = pulse_count1 % 10;         // 个位

   // 分离第二个参数的每一位

   e = (pulse_count2 / 1000) % 10; // 千位

   f = (pulse_count2 / 100) % 10; // 百位

   g = (pulse_count2 / 10) % 10;  // 十位

   h = pulse_count2 % 10;         // 个位

  P0 = 0xFF;

  P2 = 0x80;

  P0 = SedDisp[d];

  delay(t);

  P0 = 0xFF;

  P2 = 0x40;

  P0 = SedDisp[c];

  delay(t);

  P0 = 0xFF;

  P2 = 0x20;

  P0 = SedDisp;

  //P0=0xBF;

  delay(t);

  P0 = 0xFF;

  P2 = 0x10;

  P0 = SedDisp[a];

  delay(t);

  P0 = 0xFF;

  P2 = 0x08;

  P0 = SedDisp[h];

  delay(t);

  P0 = 0xFF;

  P2 = 0x04;

  P0 = SedDisp[g];

  //P0=0xBF;

  delay(t);

  P0 = 0xFF;

  P2 = 0x02;

  P0 = SedDisp[f];

  delay(t);

  P0 = 0xFF;

  P2 = 0x01;

  P0 = SedDisp[e];

  delay(t);

  P0 = 0xFF;

  }   

  // 主函数

void main(void) {

   // 初始化电机步进索引

    char key;

    step1 = 0;

    step2 = 0;

while (1) {

        display(pulse_count1,pulse_count2);

         key = keypad();

         if(key==0x0C){direction2=1;}

        if(key==0x0D){direction2=2;}

        if(key==0x0E){direction1=1;}

        if(key==0x0F){direction1=2;}

        if(keypad()==0x0A){direction1=0;}

        if(keypad()==0x0B){direction2=0;}

        // 控制电机1

        if (direction1==1) {

            // 正转

            P3 = step_table1[step1];

            if (step1 == 7) {

                step1 = 0;

               revolutions1++;

            } else {

                step1++;

              pulse_count1=pulse_count1+1;  

            }

        } else if(direction1==2){

            // 反转

            P3 = step_table1[step1];

            if (step1 == 0) {

                step1 = 7;

               revolutions1--;

            } else {

                step1--;

               pulse_count1=pulse_count1-1;

            }

        }

        // 控制电机2

        if (direction2==1) {

            // 正转

            P3 = (P3 & 0x7F) |step_table2[step2]; // 确保电机1的低四位不变

            if (step2 == 7) {

                step2 = 0;

               revolutions2++;

            } else {

                step2++;

               pulse_count2=pulse_count2+1;

            }

        } else if(direction2==2){

            // 反转

            P3 = (P3 & 0x7F) |step_table2[step2]; // 确保电机1的低四位不变

            if (step2 == 0) {

                step2 = 7;

               revolutions2--;

            } else {

                step2--;

               pulse_count2=pulse_count2-1;

            }

        }

        // 延时

        delay(500);

   }

}

原理图如下：