【21ic DIY秀】+DIY自己的数控系统

只看该作者 · 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）

2万 · 2019-3-9 21:37

这个围观一下

只看该作者 · 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

stm32f103_can_1.pdf (192.48 KB)

水平有限，欢迎大家指点指点。

只看该作者 · 2019-3-10 15:06

你们一般用无源晶振，是吗？

只看该作者 · 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。

只看该作者 · 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。

只看该作者 · 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

只看该作者 · 2019-3-11 13:31

不错，支持一下

只看该作者 · 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。。。

只看该作者 · 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。

只看该作者 · 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）

1万 · 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

1万 · 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

只看该作者 · 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。

复制

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[counter]=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[0]=0x5A;       //串口用82指令写动态波形数据Buf 0 帧头

        SerialScreenData.UartWrite82Input[1]=0xA5;       //串口用82指令写动态波形数据Buf 1 帧头

        SerialScreenData.UartWrite82Input[2]=0x05;       //串口用82指令写动态波形数据Buf 2 操作码

        SerialScreenData.UartWrite82Input[3]=0x82;       //串口用82指令写动态波形数据Buf 3 发送字节数据

        SerialScreenData.UartWrite82Input[4]=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[counter]=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[counter]=0x00;          //用于存储串口屏下发的DAC输出电压值转换后的数据 DACData[0]--->DAC1;  DACData[1]--->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[counter]=0x00;      //Channelflag[0]--->channel_1#;...........;Channelflag[7]--->channel_8#

        

        SerialScreenData.UartWrite84Buf[0]=0x5A;       //串口用84指令写动态波形数据Buf 0 帧头

        SerialScreenData.UartWrite84Buf[1]=0xA5;       //串口用84指令写动态波形数据Buf 1 帧头

        SerialScreenData.UartWrite84Buf[2]=0x12;       //串口用84指令写动态波形数据Buf 2 发送数量

        SerialScreenData.UartWrite84Buf[3]=0x84;       //串口用84指令写动态波形数据Buf 3 操作码

        SerialScreenData.UartWrite84Buf[4]=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[counter]=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[counter]=0x00;           // State[0]  运行;     State[1]  急停;     State[2]  报错;     State[3]  停止

        SerialScreenData.WarnningCode=0x00;             //0x00~0xff   运行报警代码

        

        //子站参数相关

        SerialScreenData.UartWrite82Node[0]=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[1]=0xA5;       //串口用82指令写动态波形数据Buf 1 帧头

        SerialScreenData.UartWrite82Node[2]=0x04;       //串口用82指令写动态波形数据Buf 2 操作码

        SerialScreenData.UartWrite82Node[3]=0x82;       //串口用82指令写动态波形数据Buf 3 发送字节数据

        SerialScreenData.UartWrite82Node[4]=0x00;       //串口用82指令写动态波形数据Buf 4 地址高位

        SerialScreenData.UartWrite82Node[5]=0x6A;       //串口用82指令写动态波形数据Buf 4 地址低位        

  SerialScreenData.UartWrite82Node[6]=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

复制

  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[0],SerialScreenData.DACChannel);

                        if(SerialScreenData.DACChannel==0x10)  //DAC2

                          Dac_Set_Vol(SerialScreenData.DACData[1],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[7]=0x00;

                                                else

                                                   SerialScreenData.UartWrite82Input[7]=0x01;

                                                SerialScreenData.UartWrite82Input[5]=bitcouter*2;

                                    USART2Write(SerialScreenData.UartWrite82Input,8);

                                        }

                                

                                

                                

                                //Node station

                                Nodestation=(GPIOInputdata&0xff00)>>8;

                                SerialScreenData.UartWrite82Node[6]=Nodestation;

        USART2Write(SerialScreenData.UartWrite82Node,7);

                }

                

                

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

                  {                                



                                //画图

                                if(SerialScreenData.Channelflag[0]==1)

                                  SerialScreenData.UartWrite84Buf[6]=125+125*sin(pi*(i0+= 2)/180+pi/24); //channel_0

                                else

                                        SerialScreenData.UartWrite84Buf[6]=0x00;

                                

                                if(SerialScreenData.Channelflag[1]==1)                                

                                  SerialScreenData.UartWrite84Buf[8] =125+125*sin(pi*(i1+= 4)/180+pi/12);  //channel_1

                                else

                                        SerialScreenData.UartWrite84Buf[8]=0x00;

                                

                                if(SerialScreenData.Channelflag[2]==1)

                                   SerialScreenData.UartWrite84Buf[10]=125+125*sin(pi*(i2+= 6)/180+pi/10);  //channel_2

                                else

                                        SerialScreenData.UartWrite84Buf[10]=0x00;

                                        

                                if(SerialScreenData.Channelflag[3]==1)

                                   SerialScreenData.UartWrite84Buf[12]=125+125*sin(pi*(i3+= 8)/180+pi/8);  //channel_3

                                else

                                        SerialScreenData.UartWrite84Buf[12]=0x00;



                                if(SerialScreenData.Channelflag[4]==1)

                                   SerialScreenData.UartWrite84Buf[14]=125+125*sin(pi*(i4+=10)/180+pi/6);  //channel_4

                                else

                                        SerialScreenData.UartWrite84Buf[14]=0x00;

                                        

                                if(SerialScreenData.Channelflag[5]==1)

                                   SerialScreenData.UartWrite84Buf[16]=125+125*sin(pi*(i5+=12)/180+pi/4);  //channel_5

                                else

                                        SerialScreenData.UartWrite84Buf[16]=0x00;

                                        

                                if(SerialScreenData.Channelflag[6]==1)                        

                                   SerialScreenData.UartWrite84Buf[18]=125+125*sin(pi*(i6+=14)/180+pi/3);  //channel_6

                                else

                                   SerialScreenData.UartWrite84Buf[18]=0x00;                

                                

                                if(SerialScreenData.Channelflag[7]==1)

                                   SerialScreenData.UartWrite84Buf[20]=125+125*sin(pi*(i7+=16)/180);  //channel_7

                                else

                                   SerialScreenData.UartWrite84Buf[20]=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：

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/******************************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_TypeDef  SerialScreenData;  //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[1]=DataReg[0];

                        DataReg[0]=get_char;    //接收的字节进行存储等待帧头校验

                         

                         if((DataReg[0]==0xa5)&&(DataReg[1]==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[0]=DataReg[0];

                           Getdata[1]=DataReg[1];   //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[GetDataCounter+1]=get_char;                        



                        }

                        else  //接收数据结束

                        {

                          Getdata[GetDataCounter+1]=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[j]=Getdata[j];

                                 SerialScreenData.Updata_flag=0x01;

                        }

                }

        }

}

1万 · 2019-3-15 08:26

来看看。。。

只看该作者 · 2019-3-17 17:52

支持楼主！

1万 · 2019-3-18 17:25

支持楼主！！！

只看该作者 · 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。

只看该作者 · 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。

只看该作者 · 2019-3-21 23:06

来点测试视频吧。。

DIY完成整机测试视频

输入检测测试视频

以前的测试视频

触摸屏测试视频，有点不够灵敏

【21ic DIY秀】+DIY自己的数控系统

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