【21ic DIY秀】+DIY自己的数控系统

飞扬自我 发表于 2019-3-9 20:34

写在前面的话：趁着二姨家的这次DIY活动，我也发一个前端时间自己DIY的简易数控系统吧，由一块数控主板和触摸屏构成，初步可以通过触摸屏控制主板的IO进行开关，以及显示主板采集的多路温度数据。
一，背景
在数控这个行业呆了几年，最近感觉很迷茫。打工工资永远都是千年不变，消费（主要是物价和租房）越来越高，再加之年龄上也到了而立之年。感觉都不知道做什么了，看看周边的同事都陆续开始走自主创业之路，也最终我们这个职业是转行的**，所以提前给自己做些技术积累，做些准备工作，所以就利用空余的时间做了个简易的数控系统，再慢慢优化以便不时之需。

二，硬件介绍；（待更新）

三，触控屏；（待更新）

四，固件和上位机设计。（待更新）

王栋春 发表于 2019-3-9 21:37

这个围观一下

飞扬自我 发表于 2019-3-9 23:02

二，硬件介绍；硬件部分，主要是STM32F103加上IO模块，模拟量输入输出，通信接口，步进电机驱动等功能。
电源24V输入，共同在输入，输出和电机驱动部分使用。
5V电源在通信接口CAN和模拟量输出的滤波电路共用。
其余部分使用3.3V。

1，电源部分：24V输入，转5V和3.3V

2，MCU：stm32f103r8

,3，input
,
4，output

5，模拟输入/输出

6，通信接口

7，步进电机驱动

附件是全部电路原理图的PDF

水平有限，欢迎大家指点指点。

taohairen 发表于 2019-3-10 15:06

你们一般用无源晶振，是吗？

飞扬自我 发表于 2019-3-10 17:39

taohairen 发表于 2019-3-10 15:06
你们一般用无源晶振，是吗？

无源和有源都有人用啊。看成本和精度要求以及工作环境等情况。

飞扬自我 发表于 2019-3-11 00:31

三，触控屏；
触控屏选用的是北京迪文的DMT80480T070_18WT，7.0 英寸 800×480 图形点阵 K600+内核 65K 色 DGUS 屏，这个是咸鱼上面淘回来的，100块钱。
迪文屏的好处就是开发周期很短，有点像做PPT一样，做好背景和内容布局就在软件里设置好寄存器和指令既可使用，把工程下载到SD卡中，重新启动触摸屏就可以进行操作。

开发环境如下图

最终效果图：

具体操作是触控了屏幕上面的按键就会下发一个串口指令，主板接收到串口数据进行解码从而控制外设的开关或者DAC的转换数据。数据的具体形式详情看接着更新的软件部分。

whtwhtw 发表于 2019-3-11 10:40

不错，尤其是这个屏的开发环境，看着很好用啊，比写gui方便多了

tvb2058 发表于 2019-3-11 13:31

不错，支持一下

飞扬自我 发表于 2019-3-11 20:11

whtwhtw 发表于 2019-3-11 10:40
不错，尤其是这个屏的开发环境，看着很好用啊，比写gui方便多了

确实是很方便，但是对于我这种审美不足的人来说，做个界面就有点不是专业了。。。

飞扬自我 发表于 2019-3-11 20:17

tvb2058 发表于 2019-3-11 13:31
不错，支持一下

支持我就帮帮点赞我吧。

飞扬自我 发表于 2019-3-11 20:37

四。PCB截图更新整个板尺寸10*10cm，为特殊尺寸特价板，打板费用60元/10pcs。自己DIY成本是必须要最低。
PCB整体走线和布局。

PCB的敷铜

PCB板的正面丝印

板的gerber。

以下是BOM（仅供参考）

eydj2008 发表于 2019-3-12 08:08

飞扬自我发表于 2019-3-11 20:37
四。PCB截图更新整个板尺寸10*10cm，为特殊尺寸特价板，打板费用60元/10pcs。自己DIY成本是必须要最低 ...

我觉得你的思路是对的, 老了说不好就靠这点经验混点钱养老呢

eydj2008 发表于 2019-3-12 08:08

飞扬自我 发表于 2019-3-13 23:35

本帖最后由飞扬自我于 2019-3-13 23:41 编辑

四，触控屏开发与下位机软件开发
4.1触控屏开发。
每个地方都是一个地址，所以后续的编程和显示都是按照设置的地址进行操作。具体操作设置见下图：

4.2下位机软件开发
通过上面的触控，每一次触控触摸屏都会自动下发一次指令，具体指令见表。

对于本次的指令只要是0x80，0x81,0x82,0x83以及0x84指令。

SerialScreenData_TypeDef SerialScreenData; //定义串口屏结构组
/*********************************初始化结构体*************************************************/

void inint_SerialScreenData(void)
{
   //接收信息缓冲区
      u8 counter;
      for(counter=0;counter<9;counter++)
      SerialScreenData.ProcesData=0;    //串口屏下发信息缓冲区

   SerialScreenData.ProcesDataClear_flag=0;       //数据处理缓冲数组清除标志位 1允许清理
   SerialScreenData.Updata_flag=0x01;             //更新数据标志作为数据处理的判断标志

   //输出IO设置相关
   SerialScreenData.OutputDataSet=0x00;          //用于存储Output的设置数据
   SerialScreenData.UartWrite82Input=0x5A;    //串口用82指令写动态波形数据Buf 0 帧头
   SerialScreenData.UartWrite82Input=0xA5;    //串口用82指令写动态波形数据Buf 1 帧头
   SerialScreenData.UartWrite82Input=0x05;    //串口用82指令写动态波形数据Buf 2 操作码
   SerialScreenData.UartWrite82Input=0x82;    //串口用82指令写动态波形数据Buf 3 发送字节数据
   SerialScreenData.UartWrite82Input=0x01;    //串口用82指令写动态波形数据Buf 4 地址高位
   for(counter=5;counter<8;counter++)
      SerialScreenData.UartWrite82Input=0x00; //串口用82指令写动态波形数据Buf

   //DAC设置相关
   for(counter=0;counter<2;counter++)
   SerialScreenData.DACData=0x00;       //用于存储串口屏下发的DAC输出电压值转换后的数据 DACData--->DAC1;DACData--->DAC2
   SerialScreenData.DACChannel=0x00;             //设置DAC的通道 0x00000000----->DAC_Channel_1;0x00000010----->DAC_Channel_2;

   //画图波形设置 adc
   for(counter=0;counter<8;counter++)
   SerialScreenData.Channelflag=0x00;    //Channelflag--->channel_1#;...........;Channelflag--->channel_8#

   SerialScreenData.UartWrite84Buf=0x5A;    //串口用84指令写动态波形数据Buf 0 帧头
   SerialScreenData.UartWrite84Buf=0xA5;    //串口用84指令写动态波形数据Buf 1 帧头
   SerialScreenData.UartWrite84Buf=0x12;    //串口用84指令写动态波形数据Buf 2 发送数量
   SerialScreenData.UartWrite84Buf=0x84;    //串口用84指令写动态波形数据Buf 3 操作码
   SerialScreenData.UartWrite84Buf=0xff;    //串口用84指令写动态波形数据Buf 4 通道标识
   for(counter=5;counter<21;counter++)
      SerialScreenData.UartWrite84Buf=0x00; //串口用84指令写动态波形数据Buf

   //工作状态标志位
   for(counter=0;counter<4;counter++)
   SerialScreenData.State=0x00;       // State运行; State急停; State报错; State停止
   SerialScreenData.WarnningCode=0x00;          //0x00~0xff 运行报警代码

   //子站参数相关
   SerialScreenData.UartWrite82Node=0x5A;    //串口用82指令写动态波形数据Buf 0 帧头    //设置的子站地址 16进制
   SerialScreenData.UartWrite82Node=0xA5;    //串口用82指令写动态波形数据Buf 1 帧头
   SerialScreenData.UartWrite82Node=0x04;    //串口用82指令写动态波形数据Buf 2 操作码
   SerialScreenData.UartWrite82Node=0x82;    //串口用82指令写动态波形数据Buf 3 发送字节数据
   SerialScreenData.UartWrite82Node=0x00;    //串口用82指令写动态波形数据Buf 4 地址高位
   SerialScreenData.UartWrite82Node=0x6A;    //串口用82指令写动态波形数据Buf 4 地址低位
SerialScreenData.UartWrite82Node=0x00;    //串口用82指令写动态波形数据Buf

   //10ms定时计数器
            SerialScreenData.MsCounter=0;
}
主控程序的部分代码while(1)
{
if(SerialScreenData.ProcesDataClear_flag)//数据处理完,数据等待接收
{
if(SerialScreenData.DACChannel==0x00) //DAC1
      Dac_Set_Vol(SerialScreenData.DACData,SerialScreenData.DACChannel);
if(SerialScreenData.DACChannel==0x10)//DAC2
      Dac_Set_Vol(SerialScreenData.DACData,SerialScreenData.DACChannel);

WriteByte595(~SerialScreenData.OutputDataSet);
SerialScreenData.ProcesDataClear_flag=0x00;
}

if(SerialScreenData.MsCounter==50)//50ms
{
u8 Inputdata=0x00;
u8 Nodestation=0x00;
   u8 bitcouter=0;
// Input
GPIOInputdata=ReadWord165();
Inputdata=GPIOInputdata&0x00ff;
   for(bitcouter=0;bitcouter<8;bitcouter++)
   {
if(Inputdata&(0x01<<bitcouter))
   SerialScreenData.UartWrite82Input=0x00;
else
   SerialScreenData.UartWrite82Input=0x01;
SerialScreenData.UartWrite82Input=bitcouter*2;
   USART2Write(SerialScreenData.UartWrite82Input,8);
}

//Node station
Nodestation=(GPIOInputdata&0xff00)>>8;
SerialScreenData.UartWrite82Node=Nodestation;
   USART2Write(SerialScreenData.UartWrite82Node,7);
}

if(SerialScreenData.MsCounter>100) // 100ms任务
   {

//画图
if(SerialScreenData.Channelflag==1)
   SerialScreenData.UartWrite84Buf=125+125*sin(pi*(i0+= 2)/180+pi/24); //channel_0
else
SerialScreenData.UartWrite84Buf=0x00;

if(SerialScreenData.Channelflag==1)
   SerialScreenData.UartWrite84Buf =125+125*sin(pi*(i1+= 4)/180+pi/12);//channel_1
else
SerialScreenData.UartWrite84Buf=0x00;

if(SerialScreenData.Channelflag==1)
      SerialScreenData.UartWrite84Buf=125+125*sin(pi*(i2+= 6)/180+pi/10);//channel_2
else
SerialScreenData.UartWrite84Buf=0x00;

if(SerialScreenData.Channelflag==1)
      SerialScreenData.UartWrite84Buf=125+125*sin(pi*(i3+= 8)/180+pi/8);//channel_3
else
SerialScreenData.UartWrite84Buf=0x00;

if(SerialScreenData.Channelflag==1)
      SerialScreenData.UartWrite84Buf=125+125*sin(pi*(i4+=10)/180+pi/6);//channel_4
else
SerialScreenData.UartWrite84Buf=0x00;

if(SerialScreenData.Channelflag==1)
      SerialScreenData.UartWrite84Buf=125+125*sin(pi*(i5+=12)/180+pi/4);//channel_5
else
SerialScreenData.UartWrite84Buf=0x00;

if(SerialScreenData.Channelflag==1)
      SerialScreenData.UartWrite84Buf=125+125*sin(pi*(i6+=14)/180+pi/3);//channel_6
else
      SerialScreenData.UartWrite84Buf=0x00;

if(SerialScreenData.Channelflag==1)
      SerialScreenData.UartWrite84Buf=125+125*sin(pi*(i7+=16)/180);//channel_7
else
      SerialScreenData.UartWrite84Buf=0x00;
   if(i0==359) i0=0;
   if(i1==359) i1=0;
   if(i2==359) i2=0;
   if(i3==359) i3=0;
   if(i4==359) i4=0;
   if(i5==359) i5=0;
   if(i6==359) i6=0;
   if(i7==359) i7=0;

   USART2Write(SerialScreenData.UartWrite84Buf,21);
   SerialScreenData.MsCounter=0x00;
if((j++)%2==0)
   GPIO_SetBits(GPIOC,GPIO_Pin_12);
else
GPIO_ResetBits(GPIOC,GPIO_Pin_12);

}

串口数据识别代码段：/******************************接收中断服务程序************************************/
//迪文串口屏触控输出指令接收
//    帧头数据长度操作码地址寄存器数量数值
//急停: 5A A5 06    83    00 55 01    00 01
//运行: 5A A5 06    83    00 55 01    00 80
//报警: 5A A5 06    83    00 55 01    00 08
//DAC1: 5A A5 06    83    00 61 01    00 01(10mv)
//DAC2: 5A A5 06    83    00 65 01    00 01(10mv)
//DAC1: 5A A5 06    83    00 6A 01    00 38(十进制为65)
//通道: 5A A5 06    83    00 50 01    80 00(1-7 的加权值为80 40 20 10 08 04 02 01 高8位)
//IN: (无输出)
//OUT: 5A A5 06 83    00 5A 01    00 80(1-7 的加权值为80 40 20 10 08 04 02 01 低8位)

void USART2_IRQHandler(void)
{
// SerialScreenData_TypeDefSerialScreenData;//定义串口屏结构组
u8 get_char;
u16 time_out=10000; //等待超时
u8 j=0;
if(USART_GetITStatus(USART2, USART_IT_RXNE) != RESET)
{
   get_char=USART2->DR;
if(GetFinish_flag==0) //不是接收数据状态
{
if(State_flag==1)//等待帧头 5A A5
{
   DataReg=DataReg;
DataReg=get_char; //接收的字节进行存储等待帧头校验

if((DataReg==0xa5)&&(DataReg==0x5a))//帧头校验
{
State_flag=0x00;       //帧头校验成功
GetFinish_flag=1;       //接收数据标志物置1
      Getdata=DataReg;
   Getdata=DataReg; //存储帧头到DataReg[]数组;
}
else
{
State_flag=0x01;          //帧头校验失败
GetFinish_flag=0x00;       //接收数据标志物置0,继续等待帧头
}
}
}
else//帧头校验成功开始接收数据
{
if((++GetDataCounter)<7) //接收的数据计算器<数据长度继续接收数据
{
// GetDataCounter++;
   Getdata=get_char;

}
else//接收数据结束
{
   Getdata=get_char; //接收最后一个数据
GetDataCounter=0;
   GetFinish_flag=0;
   State_flag=0x01;
while(SerialScreenData.ProcesDataClear_flag)
{
while(time_out--)
;
SerialScreenData.WarnningCode=0x01; //处理超时，接收数据丢失
break;
}
   for(j=0;j<9;j++)
      SerialScreenData.ProcesData=Getdata;
SerialScreenData.Updata_flag=0x01;
}
}
}
}

springvirus 发表于 2019-3-15 08:26

来看看。。。

wwd8888 发表于 2019-3-17 17:52

支持楼主！

arima 发表于 2019-3-18 17:25

支持楼主！！！

taohairen 发表于 2019-3-20 20:32

飞扬自我发表于 2019-3-10 17:39
无源和有源都有人用啊。看成本和精度要求以及工作环境等情况。

PCB板厂是哪家？推荐一下呗。{:handshake:}

飞扬自我 发表于 2019-3-21 22:04

上几个测试的相片
布局画板的痛苦。

画原理图不能一心多用，一不小心就成了飞线了，，看左下角。

触摸屏的测试。。可惜没有留下测试的数据。

飞扬自我 发表于 2019-3-21 23:06

来点测试视频吧。。{:tongue:}{:tongue:}{:tongue:}{:tongue:}{:tongue:}

DIY完成整机测试视频
https://v.youku.com/v_show/id_XNDEwNTkzNTg2OA==.html?spm=a2h0j.11185381.listitem_page1.5~A

输入检测测试视频
https://v.youku.com/v_show/id_XNDEwNTk0MDgwOA==.html?spm=a2h0j.11185381.listitem_page1.5!2~A

以前的测试视频
https://v.youku.com/v_show/id_XNDEwNTk0MDgwOA==.html?spm=a2h0j.11185381.listitem_page1.5!2~A

触摸屏测试视频，有点不够灵敏
https://v.youku.com/v_show/id_XNDEwNTkzOTQ3Ng==.html?spm=a2h0j.11185381.listitem_page1.5!3~A

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