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        基于STC89C52的3D打印機(jī)紅外遙控系統(tǒng)設(shè)計(jì)

        2018-03-22 01:37:26謝暉臧光儲寶安徽師范大學(xué)
        數(shù)碼世界 2018年3期
        關(guān)鍵詞:電信號按鍵打印機(jī)

        謝暉 臧光 儲寶 安徽師范大學(xué)

        1 引言

        3D打印起源于二十世紀(jì)八十年代,又稱為增量制造。其生產(chǎn)理念與傳統(tǒng)制造業(yè)截然相反,引起了人們的廣泛關(guān)注,工業(yè)制造及醫(yī)療方面得到了較高認(rèn)可度。

        Prusa i3由RepRap改進(jìn)而來。其采用笛卡爾坐標(biāo)系,結(jié)構(gòu)簡單,成本較低,缺點(diǎn)也很明顯:打印速度較慢、對Y軸電機(jī)要求高、精度不高(平臺的移動(dòng)具有慣性)。綜合考慮,Prusa i3還是非常適合新手入門3D打印的。

        早期,此類機(jī)器的控制方式為:按鍵控制配合液晶屏顯示,后改進(jìn)為觸屏操作。然而其操作對于初學(xué)者來說還是不夠簡潔。

        本文設(shè)計(jì)并介紹了一種基于52紅外遙控系統(tǒng),對此問題有所改善。主要是利用紅外收發(fā)模塊實(shí)現(xiàn)對3D打印機(jī)的遠(yuǎn)程無線調(diào)控。遙控端通過按鍵選擇需要下達(dá)的指令,再由芯片1編碼調(diào)制,通過紅外二極管將電信號轉(zhuǎn)化為不可見光信號發(fā)送出去。接收端通過紅外接收模塊接收光信號并轉(zhuǎn)化為電信號,解碼,再執(zhí)行相應(yīng)的命令。

        2 Prusa I3 3D打印機(jī)原理

        即常見的龍門架結(jié)構(gòu)的3D打印機(jī),基于笛卡爾坐標(biāo)系,擠出頭可以沿X、Z軸移動(dòng),平臺可以沿Y軸移動(dòng),從而實(shí)現(xiàn)在空間內(nèi)打印。其開放式結(jié)構(gòu)決定了它的耗材多為PLA線材,打印原理是基于熔融層積原理,將線材融化,層層累加形成立體模型。但是,開放式結(jié)構(gòu)也決定了它打印精度等較低,受環(huán)境影響大,需要頻繁根據(jù)打印情況進(jìn)行調(diào)節(jié)。

        3 系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)

        圖2-1 系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)原理圖

        芯片1檢測到按鍵被按下后依據(jù)按鍵位置信息進(jìn)行編碼,通過紅外發(fā)送模塊將數(shù)據(jù)以光的形式傳遞給芯片2,芯片2對數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼、處理,并將處理結(jié)果通過數(shù)碼管顯示出來。

        3.1 按鍵模塊

        此系統(tǒng)采用的是行列式鍵盤輸入,相較于普通獨(dú)立鍵盤,其占用的I/O口資源較少且編譯較容易。

        工作原理:先令行置1列置0,按下按鍵那一行均為0,再令列置1行置0,按下按鍵那一列均為0,從而找到按鍵位置。從左往右,從下往上按鍵功能依次是:速度+、-,熱床溫度+、-,擠出機(jī)溫度+、-,待定。

        3.2 紅外收發(fā)模塊

        將電信號轉(zhuǎn)化為光信號進(jìn)行無線傳輸。Proteus中利用IRLINK仿真紅外收發(fā)模塊。

        接收傳感器采用一體化紅外接收頭。集成了紅外接收、放大、濾波和比較器輸出等的模塊,避免了繁雜的外部電路,直接完成從紅外線接收到輸出與電信號。本系統(tǒng)所使用的紅外接收頭的型號是常用的HS0038,即其載波的頻率是用38KHZ(37.9KHZ)。

        此模塊產(chǎn)生和接收的紅外光波長范圍是0.76~1.6μm,

        3.3 顯示模塊

        利用移位寄存器與數(shù)碼管組成顯示模塊,節(jié)約I/O口的同時(shí)提升了單片機(jī)的驅(qū)動(dòng)能力。其成本低、易編譯、資源占用少。

        4 系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)

        4.1 發(fā)送

        圖4-1 發(fā)送程序流程圖

        系統(tǒng)檢測到按鍵按下后將對該信息進(jìn)行編碼,并以脈沖的形式通過紅外光輸出。

        這里采用的是基于NEC協(xié)議的編碼方式,傳輸數(shù)據(jù)由引導(dǎo)碼、地址碼、命令碼及其反碼組成。編碼采用PPM調(diào)制,即利用脈沖間隔區(qū)分0、1。若指令傳輸結(jié)束,按鍵仍未松開,不傳輸按鍵數(shù)據(jù)。

        編碼需要先將脈沖調(diào)制到38kHz方波(由定時(shí)器產(chǎn)生),經(jīng)三極管放大通過紅外二極管輸出。

        4.2 接收

        接收程序分為兩個(gè)部分,主程序循環(huán)檢測標(biāo)志位是否為1(即是否接收到數(shù)據(jù)),判斷收到數(shù)據(jù)后對內(nèi)存進(jìn)行對應(yīng)調(diào)整并顯示,而后標(biāo)志位清零,繼續(xù)等待數(shù)據(jù)。

        中斷程序是接收數(shù)據(jù)的過程。為節(jié)省能量和運(yùn)行內(nèi)存,接收信號置于中斷中,進(jìn)入中斷后,先驗(yàn)證引導(dǎo)碼,在接收32位數(shù)據(jù)并解碼,驗(yàn)證地址碼正確后標(biāo)志位置1,告知單片機(jī)收到數(shù)據(jù),等待處理。

        處理程序:依據(jù)接收到的數(shù)據(jù),作出對應(yīng)的操作,主要程序如下。

        void panduan()

        {

        if(X1==8 & X2 == 0)

        {

        switch(X4)

        {

        case 1: sudu += 1;a = sudu/10;b =sudu%10; break;

        case 2: sudu -= 1;a = sudu/10;b =sudu%10; break;

        case 3:rechuang += 1;c = rechuang/10;d =rechuang%10; break;

        case 4: r e c h u a n g -= 1; c =rechuang/10;d = rechuang%10; break;

        case 5: jichuji += 1;

        e = jichuji/100;

        f = jichuji/10-10*e;

        g = jichuji%10;

        傳統(tǒng)的財(cái)務(wù)會計(jì)是在分權(quán)架構(gòu)之上,以會計(jì)憑證為基礎(chǔ)的工作,這樣傳統(tǒng)的工作方式,已經(jīng)不能在當(dāng)下大數(shù)據(jù)資料共享的前提下得到滿足要求的工作效率,這不利于企業(yè)的進(jìn)化和行業(yè)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)的推廣。計(jì)算機(jī)的發(fā)展,使得當(dāng)下可以借助計(jì)算機(jī)的幫助實(shí)現(xiàn)大數(shù)據(jù)的集中管控,隨后將數(shù)據(jù)交由管理會計(jì)進(jìn)行數(shù)據(jù)的深度的分析,完成從海量信息中挖掘出對企業(yè)有價(jià)值的信息的工作,有著這些信息,可以更好的幫助企業(yè)進(jìn)行以后的一系列決策。

        break;

        case 6: jichuji -= 1;

        e = jichuji/100;

        f = jichuji/10-10*e;

        g = jichuji%10;

        default:

        break;

        }

        }

        }

        5 結(jié)束語

        經(jīng)仿真驗(yàn)證此系統(tǒng)具備調(diào)整芯片2內(nèi)存的功能,故理論上可以使得3D打印的控制得到簡化,便于使用者更加直觀的對打印參數(shù)進(jìn)行修改。不足:成本提高。

        [1]紀(jì)宗南.紅外線遙控發(fā)射器的原理及應(yīng)用[J].國外電子元器件,1999,10(3);32-3

        [2]閻石.數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)(第五版)[M].北京:高等教育出版社,2006

        [3]康華光.電子技術(shù)基礎(chǔ)(模擬部分第五版)[M].北京:高等教育出版社,2008

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