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[创业] 【21ic DIY秀】+DIY自己的数控系统

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 楼主| 飞扬自我 发表于 2019-3-9 20:34 | 显示全部楼层 |阅读模式
DIY, ic, 数控系统, 触摸, 触摸屏
        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）


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王栋春 发表于 2019-3-9 21:37 | 显示全部楼层
这个围观一下  
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 楼主| 飞扬自我 发表于 2019-3-9 23:02 | 显示全部楼层
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。


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taohairen 发表于 2019-3-10 15:06 | 显示全部楼层
你们一般用无源晶振，是吗？
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 楼主| 飞扬自我 发表于 2019-3-10 17:39 | 显示全部楼层
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。
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 楼主| 飞扬自我 发表于 2019-3-11 00:31 | 显示全部楼层
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。



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whtwhtw 发表于 2019-3-11 10:40 | 显示全部楼层
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
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tvb2058 发表于 2019-3-11 13:31 | 显示全部楼层
不错，支持一下
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 楼主| 飞扬自我 发表于 2019-3-11 20:11 | 显示全部楼层
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。。。
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 楼主| 飞扬自我 发表于 2019-3-11 20:17 | 显示全部楼层
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。
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 楼主| 飞扬自我 发表于 2019-3-11 20:37 | 显示全部楼层
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）



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eydj2008 发表于 2019-3-12 08:08 | 显示全部楼层
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
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eydj2008 发表于 2019-3-12 08:08 | 显示全部楼层
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
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 楼主| 飞扬自我 发表于 2019-3-13 23:35 | 显示全部楼层
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
  1. SerialScreenData_TypeDef SerialScreenData; //定义串口屏结构组
    

  2. /*********************************初始化结构体*************************************************/
    


  3. 

  4.  void inint_SerialScreenData(void)
    

  5.  {
    

  6.         //接收信息缓冲区
    

  7.          u8 counter;
    

  8.          for(counter=0;counter<9;counter++)
    

  9.           SerialScreenData.ProcesData[counter]=0;        //串口屏下发信息缓冲区
    


  10. 

  11.         SerialScreenData.ProcesDataClear_flag=0;         //数据处理缓冲数组清除标志位 1允许清理
    

  12.         SerialScreenData.Updata_flag=0x01;               //更新数据标志作为数据处理的判断标志        
    

  13.          
    

  14.         //输出IO设置相关
    

  15.         SerialScreenData.OutputDataSet=0x00;             //用于存储Output的设置数据
    

  16.         SerialScreenData.UartWrite82Input[0]=0x5A;       //串口用82指令写动态波形数据Buf 0 帧头
    

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

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

  19.         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
    

  20.         SerialScreenData.UartWrite82Input[4]=0x01;       //串口用82指令写动态波形数据Buf 4 地址高位
    

  21.         for(counter=5;counter<8;counter++) 
    

  22.          SerialScreenData.UartWrite82Input[counter]=0x00;   //串口用82指令写动态波形数据Buf        
    

  23.          
    

  24.         //DAC设置相关
    

  25.         for(counter=0;counter<2;counter++)          
    

  26.         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
    

  27.         SerialScreenData.DACChannel=0x00;                //设置DAC的通道    0x00000000----->DAC_Channel_1;  0x00000010----->DAC_Channel_2;
    

  28.         
    

  29.         //画图波形设置   adc
    

  30.         for(counter=0;counter<8;counter++)          
    

  31.         SerialScreenData.Channelflag[counter]=0x00;      //Channelflag[0]--->channel_1#;...........;Channelflag[7]--->channel_8#
    

  32.         
    

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

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

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

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

  37.         SerialScreenData.UartWrite84Buf[4]=0xff;       //串口用84指令写动态波形数据Buf 4 通道标识
    

  38.         for(counter=5;counter<21;counter++) 
    

  39.          SerialScreenData.UartWrite84Buf[counter]=0x00;   //串口用84指令写动态波形数据Buf        
    

  40.          
    

  41.         //工作状态标志位
    

  42.         for(counter=0;counter<4;counter++)
    

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

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

  45.         
    

  46.         //子站参数相关
    

  47.         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 
    

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

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

  50.         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
    

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

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

  53.   SerialScreenData.UartWrite82Node[6]=0x00;       //串口用82指令写动态波形数据Buf        
    

  54.         
    

  55.         //10ms定时计数器
    

  56.                 SerialScreenData.MsCounter=0;
    

  57.  }

主控程序的部分代码
复制
  1.   while(1)
    

  2.   {  
    

  3.                 if(SerialScreenData.ProcesDataClear_flag)  //数据处理完,数据等待接收
    

  4.                 {
    

  5.                         if(SerialScreenData.DACChannel==0x00) //DAC1
    

  6.                           Dac_Set_Vol(SerialScreenData.DACData[0],SerialScreenData.DACChannel);
    

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

  8.                           Dac_Set_Vol(SerialScreenData.DACData[1],SerialScreenData.DACChannel);
    

  9.                         
    

  10.                         WriteByte595(~SerialScreenData.OutputDataSet);        
    

  11.                         SerialScreenData.ProcesDataClear_flag=0x00;
    

  12.                 }                
    

  13.                 
    

  14.                 if(SerialScreenData.MsCounter==50)  //50ms
    

  15.                 {
    

  16.                                 u8 Inputdata=0x00;
    

  17.                                 u8 Nodestation=0x00;
    

  18.                           u8 bitcouter=0;
    

  19.                                 // Input
    

  20.                                 GPIOInputdata=ReadWord165();
    

  21.                                 Inputdata=GPIOInputdata&0x00ff;
    

  22.                           for(bitcouter=0;bitcouter<8;bitcouter++)
    

  23.                             {
    

  24.                                                 if(Inputdata&(0x01<<bitcouter))                                                        
    

  25.                                                    SerialScreenData.UartWrite82Input[7]=0x00;
    

  26.                                                 else
    

  27.                                                    SerialScreenData.UartWrite82Input[7]=0x01;
    

  28.                                                 SerialScreenData.UartWrite82Input[5]=bitcouter*2;
    

  29.                                     USART2Write(SerialScreenData.UartWrite82Input,8);
    

  30.                                         }
    

  31.                                 
    

  32.                                 
    

  33.                                 
    

  34.                                 //Node station
    

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

  36.                                 SerialScreenData.UartWrite82Node[6]=Nodestation;
    

  37.         USART2Write(SerialScreenData.UartWrite82Node,7);
    

  38.                 }
    

  39.                 
    

  40.                 
    

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

  42.                   {                                
    


  43. 

  44.                                 //画图
    

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

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

  47.                                 else
    

  48.                                         SerialScreenData.UartWrite84Buf[6]=0x00;
    

  49.                                 
    

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

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

  52.                                 else
    

  53.                                         SerialScreenData.UartWrite84Buf[8]=0x00;
    

  54.                                 
    

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

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

  57.                                 else
    

  58.                                         SerialScreenData.UartWrite84Buf[10]=0x00;
    

  59.                                         
    

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

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

  62.                                 else
    

  63.                                         SerialScreenData.UartWrite84Buf[12]=0x00;
    


  64. 

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

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

  67.                                 else
    

  68.                                         SerialScreenData.UartWrite84Buf[14]=0x00;
    

  69.                                         
    

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

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

  72.                                 else
    

  73.                                         SerialScreenData.UartWrite84Buf[16]=0x00;
    

  74.                                         
    

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

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

  77.                                 else
    

  78.                                    SerialScreenData.UartWrite84Buf[18]=0x00;                
    

  79.                                 
    

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

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

  82.                                 else
    

  83.                                    SerialScreenData.UartWrite84Buf[20]=0x00;                                        
    

  84.                                  if(i0==359)                         i0=0;
    

  85.                                  if(i1==359)                         i1=0;
    

  86.                                  if(i2==359)                         i2=0;
    

  87.                                  if(i3==359)                         i3=0;
    

  88.                                  if(i4==359)                         i4=0;
    

  89.                                  if(i5==359)                         i5=0;
    

  90.                                  if(i6==359)                         i6=0;
    

  91.                                  if(i7==359)                         i7=0;                
    

  92.                                 
    

  93.                    USART2Write(SerialScreenData.UartWrite84Buf,21);
    

  94.                    SerialScreenData.MsCounter=0x00;
    

  95.                          if((j++)%2==0)
    

  96.                     GPIO_SetBits(GPIOC,GPIO_Pin_12);
    

  97.                          else
    

  98.                                  GPIO_ResetBits(GPIOC,GPIO_Pin_12);
    


  99. 

  100.                 }                 



串口数据识别代码段：
复制
  1. /******************************接收中断服务程序************************************/
    

  2. //迪文串口屏触控输出指令接收
    

  3. //       帧头 数据长度 操作码   地址  寄存器数量   数值
    

  4. //急停: 5A A5   06      83      00 55     01       00 01
    

  5. //运行: 5A A5   06      83      00 55     01       00 80
    

  6. //报警: 5A A5   06      83      00 55     01       00 08
    

  7. //DAC1: 5A A5   06      83      00 61     01       00 01  (10mv)
    

  8. //DAC2: 5A A5   06      83      00 65     01       00 01  (10mv)
    

  9. //DAC1: 5A A5   06      83      00 6A     01       00 38  (十进制为65)
    

  10. //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)
    

  11. //IN:     (无输出)
    

  12. //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)
    


  13. 

  14. void USART2_IRQHandler(void)
    

  15. {
    

  16. //        SerialScreenData_TypeDef  SerialScreenData;  //定义串口屏结构组
    

  17.         u8 get_char;
    

  18.         u16 time_out=10000; //等待超时
    

  19.         u8 j=0;
    

  20.         if(USART_GetITStatus(USART2, USART_IT_RXNE) != RESET)
    

  21.         {         
    

  22.           get_char=USART2->DR;
    

  23.     if(GetFinish_flag==0) //不是接收数据状态
    

  24.                 {
    

  25.                  if(State_flag==1)  //等待帧头 5A A5
    

  26.                  {
    

  27.                   DataReg[1]=DataReg[0];
    

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

  29.                          
    

  30.                          if((DataReg[0]==0xa5)&&(DataReg[1]==0x5a))  //帧头校验
    

  31.                          {
    

  32.                                  State_flag=0x00;                       //帧头校验成功
    

  33.                                  GetFinish_flag=1;          //接收数据标志物置1
    

  34.                      Getdata[0]=DataReg[0];
    

  35.                            Getdata[1]=DataReg[1];   //存储帧头到DataReg[]数组;                                       
    

  36.                          }
    

  37.                          else
    

  38.                          {
    

  39.                                  State_flag=0x01;                                        //帧头校验失败
    

  40.                                  GetFinish_flag=0x00;          //接收数据标志物置0,继续等待帧头
    

  41.                          }
    

  42.                  }
    

  43.          }
    

  44.          else  //帧头校验成功开始接收数据
    

  45.                 {
    

  46.                  if((++GetDataCounter)<7) //接收的数据计算器<数据长度 继续接收数据
    

  47.                         {
    

  48. //                                 GetDataCounter++;
    

  49.                            Getdata[GetDataCounter+1]=get_char;                        
    


  50. 

  51.                         }
    

  52.                         else  //接收数据结束
    

  53.                         {
    

  54.                           Getdata[GetDataCounter+1]=get_char;        //接收最后一个数据        
    

  55.                                 GetDataCounter=0;                
    

  56.         GetFinish_flag=0;                                
    

  57.         State_flag=0x01;
    

  58.                                 while(SerialScreenData.ProcesDataClear_flag)
    

  59.                                 {
    

  60.                                  while(time_out--)
    

  61.                                          ;
    

  62.                                  SerialScreenData.WarnningCode=0x01;   //处理超时，接收数据丢失
    

  63.                                  break;
    

  64.                                 }
    

  65.         for(j=0;j<9;j++)
    

  66.          SerialScreenData.ProcesData[j]=Getdata[j];
    

  67.                                  SerialScreenData.Updata_flag=0x01;
    

  68.                         }
    

  69.                 }
    

  70.         }
    

  71. }




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1781843394
老哥你这是成熟的产品展示啊，DGUS屏，加一些触控按钮等，这个屏开发还是挺方便的，单片机只要解析指令就可以  发表于 2019-4-3 22:14
springvirus 发表于 2019-3-15 08:26 | 显示全部楼层
来看看。。。
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wwd8888 发表于 2019-3-17 17:52 | 显示全部楼层
支持楼主！
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arima 发表于 2019-3-18 17:25 | 显示全部楼层
支持楼主！！！
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taohairen 发表于 2019-3-20 20:32 | 显示全部楼层
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。
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飞扬自我
回复了，但是被管理员给灭了。。。你找这个***吧。胡蝶 135 1036 4750  发表于 2019-3-21 22:05
 楼主| 飞扬自我 发表于 2019-3-21 22:04 | 显示全部楼层
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。










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 楼主| 飞扬自我 发表于 2019-3-21 23:06 | 显示全部楼层
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

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