基于51單片機的激光雕刻機

ID:63888 · 發表于 2016-11-7 15:10

看了許多電子愛好者做的激光雕刻機，我很眼熱，可惜都是使用arduino的，本人不會arduino，只會些單片機，而且還是半吊子，加上套件比較貴，所有加起來都有兩百元了，所有計劃被耽擱下來，忽然有一條瀏覽網頁的時候，看到有人使用單片機就做出來了激光雕刻機，我也想試試，經過一段時間的購買材料，搜集資料，因為本人的編寫程序的水平太渣了，沒辦法只能使用網上找的上位機和程序，終于完成了這個東西，讓我們來看看吧
雕刻過程視頻地址：http://v.youku.com/v_show/id_XMTU4MTg5MjY0NA==.html

激光雕刻機圖

整體圖

使用的STC單片機，使用此款單片機是因為其RAM內存大，

資料下載：

資料.rar (565.22 KB, 下載次數: 1083)

SetupLaser.rar (8.19 MB, 下載次數: 1084)

51單片機源程序：

/*z地址定義
50 1=x+，2=x-，3=y+,4=y-
51 前進后退步數高
52 前進后退步數低
53
54/55 字寬
56
57 弱光開關
58/59 激光強度
60 x軸速度
61 y軸速度
62 開始打印0,57
63 暫停
64 停止標志
65
66 左右標記
100開始時灰度圖數據
*/
#include <reg52.h>
#define uint unsigned int
#define uchar unsigned char
#define N z[60] //X速度
#define M z[61] //Y速度
sbit a=P1^3;//步進電機接線定義移動激光頭
sbit a_=P1^2;
sbit b=P1^1;
sbit b_=P1^0;
sbit xa=P1^4;
sbit xa_=P1^5;
sbit xb=P1^6;
sbit xb_=P1^7;
/*sbit a=P1^4;//步進電機接線定義移動底板
sbit a_=P1^5;
sbit b=P1^6;
sbit b_=P1^7;
sbit xa=P1^3;
sbit xa_=P1^2;
sbit xb=P1^1;
sbit xb_=P1^0; */
sbit jg=P2^0;
sbit led=P2^1;//指示燈
uchar xdata z[500]={0};//緩存
uchar buff[3];//串口緩存
uchar x1,x0,y1,y0,cont2=0;
uchar xfb=4,yfb=4;//走步標志位
unsigned char HighRH = 0; //高電平重載值的高字節
unsigned char HighRL = 0; //高電平重載值的低字節
unsigned char LowRH = 0; //低電平重載值的高字節
unsigned char LowRL = 0; //低電平重載值的低字節
void delayms(uint xms)
{
uint i,j;
for(i=xms;i>0;i--) //i=xms即延時約xms毫秒
for(j=110;j>0;j--);
}
/* 配置并啟動PWM，fr-頻率，dc-占空比 */
void ConfigPWM(unsigned int fr, unsigned char dc)
{
unsigned int high, low;
unsigned long tmp;
tmp = (11059200/12) / fr; //計算一個周期所需的計數值
high = (tmp*dc) / 100; //計算高電平所需的計數值
low = tmp - high; //計算低電平所需的計數值
high = 65536 - high + 12; //計算高電平的重載值并補償中斷延時
low = 65536 - low + 12; //計算低電平的重載值并補償中斷延時
HighRH = (unsigned char)(high>>8); //高電平重載值拆分為高低字節
HighRL = (unsigned char)high;
LowRH = (unsigned char)(low>>8); //低電平重載值拆分為高低字節
LowRL = (unsigned char)low;
TMOD &= 0xF0; //清零T0的控制位
TMOD |= 0x01; //配置T0為模式1
TH0 = HighRH; //加載T0重載值
TL0 = HighRL;
ET0 = 1; //使能T0中斷
TR0 = 1; //啟動T0
jg = 1; //輸出低電平，關閉激光
}
/* 關閉PWM */
void ClosePWM()
{
TR0 = 0; //停止定時器0
ET0 = 0; //禁止定時器0中斷
jg = 1; //輸出低電平，關閉激光
}
/* T0中斷服務函數，產生PWM輸出 */
void InterruptTimer0() interrupt 1
{
if (jg == 1) //當前輸出為低電平時，裝載高電平值并輸出高電平
{
TH0 = LowRH;
TL0 = LowRL;
jg = 0;
}
else //當前輸出為高電平時，裝載低電平值并輸出低電平
{
TH0 = HighRH;
TL0 = HighRL;
jg = 1;
}
}
void xfor(uint i) //x軸前進函數，前進多少步
{
while(1)
{
if(xfb==4)
{
xa=xb=1;
xb_=xa_=0;
xfb=1;
i--;
delayms(N);
if(i==0){xa=xb=0; break;}
}
if(xfb==1)
{
xb=xa_=1;
xa=xb_=0;
xfb=2;
i--;
delayms(N);
if(i==0){xa_=xb=0; break;}
}
if(xfb==2)
{
xa_=xb_=1;
xb=xa=0;
xfb=3; //走步標志位
i--;
delayms(N);
if(i==0){xa_=xb_=0; break;}
}
if(xfb==3)
{
xa_=xb=0;
xb_=xa=1;
xfb=4;
i--;
delayms(N);
if(i==0){xa=xb_=0; break;}
}
}
}
void xbac(uint i) //xxx后退函數
{
while(1)
{
if(xfb==1)
{
xa_=xb=0;
xb_=xa=1;
xfb=4;
i--; //走步標志位
delayms(N);
if(i==0){xa=xb_=0; break;}
}
if(xfb==4)
{
xa_=xb_=1;
xb=xa=0;
xfb=3;
i--;
delayms(N);
if(i==0){xa_=xb_=0; break;}
}
if(xfb==3)
{
xb=xa_=1;
xa=xb_=0;
xfb=2; //走步標志位
i--;
delayms(N);
if(i==0){xa_=xb=0; break;}
}
if(xfb==2)
{
xa=xb=1;
xb_=xa_=0;
xfb=1;
i--;
delayms(N);
if(i==0){xa=xb=0; break;}
}
}
}
void yfor(uint i) //y軸前進函數
{
while(1)
{
switch(yfb)
{
case 4:{a=b=1; b_=a_=0; yfb=1; i--; delayms(M); if(i==0){a=b=0;break;}}
case 1:{b=a_=1; a=b_=0; yfb=2; i--; delayms(M); if(i==0){a_=b=0;break;}}
case 2:{a_=b_=1; b=a=0; yfb=3; i--; delayms(M); if(i==0){a_=b_=0;break;}}
case 3:{b_=a=1; a_=b=0; yfb=4; i--; delayms(M); if(i==0){a=b_=0;break;}}
}
if(i==0) break;
}
}
void ybac(uint i) //yy后退函數
{
while(1)
{
switch(yfb)
{
case 1:{a=b_=1; b=a_=0; yfb=4; i--; delayms(M); if(i==0){a=b_=0;break;}}
case 4:{b_=a_=1; a=b=0; yfb=3; i--; delayms(M); if(i==0){a_=b_=0;break;}}
case 3:{a_=b=1; b_=a=0; yfb=2; i--; delayms(M); if(i==0){a_=b=0;break;}}
case 2:{b=a=1; a_=b_=0; yfb=1; i--; delayms(M); if(i==0){a=b=0;break;}}
}
if(i==0) break;
}
}
void dazi(uint zik)//打印函數 ******打印函數已更改******
{
uint x;
jg=0;
for(x=0;x<zik;x++)//執行zik個循環，x軸右移zik步
{
while(z[63]); //暫停等待
if(z[64]==1) break;//停止標志跳出循環
SBUF=255; // 每開始打印一個點，向上位機發送255，上位機進度顯示用
jg=0; //開激光
delayms((z[99+x]*(z[58]*256+z[59]))/100);
jg=1; //關閉激光
if(z[66]==1)
{
xbac(1);
}
else
{
xfor(1);
}
}
if(z[64==1]) z[64]=0;
else{yfor(1);} //y軸進一行
z[62]=0; //一行打印完成
SBUF=1; //發送信息，表示打印一行完成
}
/* 串口配置函數，baud-通信波特率 */
void ConfigUART(unsigned int baud)
{
SCON = 0x50; //配置串口為模式1
TMOD &= 0x0F; //清零T1的控制位
TMOD |= 0x20; //配置T1為模式2
TH1 = 256 - (11059200/12/32)/baud; //計算T1重載值
TL1 = TH1; //初值等于重載值
ET1 = 0; //禁止T1中斷
ES = 1; //使能串口中斷
TR1 = 1; //啟動T1
}
void chuanlo() interrupt 4
{
if(RI)
{
buff[cont2]=SBUF;//每次3字節，地址高，地址低，數據，，
cont2++;
if(cont2==3)//每收3個字節，把數據寫入地址中
{
z[(buff[0]*256)+buff[1]]=buff[2];
cont2=0;
SBUF=0; //*****************在這里加入這行代碼測試一下*******************************
}
RI=0;
}
if(TI)
{
TI=0;
}
}
main()
{
EA=1;
P0=0xff;
ConfigUART(9600) ;
z[60]=15;//默認的參數
z[61]=15;
z[56]=1;
z[62]=0;
jg=0;
cont2=0;
while(1)
{
// *****此處已更改******
if(z[57]==100){ConfigPWM(100, 98);delayms(10);} //上位機指令處理，打開弱光定位，頻率100Hz，占空比98%
else if(z[57]==1) jg=0; //打開強光
else { ClosePWM(); delayms(10);}
if(cont2!=0) led=0; else led=1;//指示通信是否可用
if(z[50]==1){xfor(z[51]*256+z[52]);z[50]=0;}//x+
if(z[50]==2){xbac(z[51]*256+z[52]);z[50]=0;}//x-
if(z[50]==3){yfor(z[51]*256+z[52]);z[50]=0;}//y+
if(z[50]==4){ybac(z[51]*256+z[52]);z[50]=0;}//y-
if(z[62])//開始打印標志
{
dazi(z[54]*256+z[55]);
}
}
}

復制代碼

電路圖，其中采用USB轉TTL連接電腦，就是普通的串口連接

采用另外的電路板來方便驅動模塊連接電機

最小單片機電路

USB轉TTL

激光驅動板，使用ULN2003，這是以前制作的方便單片機控制外設

L298N模塊

上位機

使用激光雕刻機雕刻的圖片，看著還行吧，不過只能使用顏色深一點的紙來打印，我使用
的事快遞盒子

當然還有一些小問題要說一下，就是圖片的問題，以下面這張圖為例，這是網上下載的圖片，最好圖片小一點，長寬要在電機長度范圍內

如果直接用軟件添加圖片就會出現這種現象，這種情況會使打印時間變得很長，往往都是一個多小時以上，而我則想了辦法，改用抖動算法，可是這個軟件沒有這個功能，怎么辦呢，用別的軟件

別人的激光雕刻軟件用這個功能

我就導入圖片，然后灰度化，選擇最合適的圖片，然后使用QQ的截圖功能，將抖動完成的圖片保存下來

這是截圖好的

然后使用我們用的軟件，添加圖片就可以用了，以前要用一個小時，現在只要半小時了，網上下載的圖片最好是白色背景，否則就會浪費時間打印這些多余的背景，那些黑色就是

抖動軟件就在附件那里，需要的可以下載
還有就是在打印之前要使用軟件的方向鍵控制電機的前后左右是否能正常轉動，如不能則需要調整，電機的方向倒過來的可以將電機驅動模塊的輸入端幾根線調換位置，以到達正常運動，而且打印之前使用弱光定位，然后X軸移動到最左，Y軸移動到最外，使激光的光線照到紙張的左上角，以到達打印范圍最大化還有就是激光強度不要太高，太高不僅會將紙張燒穿而且還會導致打印時間變長，像我一般是選擇20-30左右
再有就是我的單片機是使用USB轉TTL模塊的供電的，而激光和電機是使用單獨供電的，并且電機和激光的電源與單片機的電源共地，因為電機和激光需要許多電流，共用一個電源會導致系統不穩定的，激光和電機的電源我使用的是手機充電器，將手機充電線改造成電源線
成本
支架一套    25元
激光散熱器一個 9元
激光一個    32元
二相四線電機兩個 36元
L298N模塊兩個    13元
STC單片機一個    6元
其余材料為以前所擁有的，未記，不過也不會太多，支架可以自己制作，當然看自己的能力了，電機可以用電腦光驅的電機

ID:235410 · 發表于 2017-10-21 00:54

會3d打印，就是不會激光雕刻，多謝大神分享，我想激光頭功率可以再大嗎，做到機關切割紙板等，還有那個軟件挺好，是怎么實時控制的呢？是用的USB轉TTL串口嗎？打算好好學習一下大神的作品。

ID:668822 · 發表于 2019-12-20 00:35

樓主你好！照你的做了一個，程序下載成功后和上位機通信無反應。換了幾個雕刻軟件都一樣。
所有元件均為好的。我對程序是個半吊子。
孤獨的我兩星期了還沒解決這個問題，誠懇高手給予幫助！

ID:668822 · 發表于 2019-12-21 20:00

ws1zxm 發表于 2019-12-20 00:35
樓主你好！照你的做了一個，程序下載成功后和上位機通信無反應。換了幾個雕刻軟件都一樣。
所有元件均為好 ...

各位黑友；經實踐程序是完全正確的。致于和上位機通信無反應，是要用樓主的上位機軟件才可行。
也就是說要下載樓主提供的軟件！

ID:151661 · 發表于 2016-12-20 15:52

做過arduino的，有機會也做一個這樣的。

ID:160984 · 發表于 2017-1-9 17:36

謝謝大師分享

ID:147215 · 發表于 2017-1-14 08:38

謝謝分享！，，，，

ID:159575 · 發表于 2017-1-18 13:48

好啊，改天試試

ID:157110 · 發表于 2017-1-19 19:50

厲害啊恩

ID:163574 · 發表于 2017-2-6 21:26

正在做，支架搭好了，就差驅動了😁

ID:73762 · 發表于 2017-2-7 09:55

謝謝分享！，

ID:73762 · 發表于 2017-2-7 10:11

厲害啊樓主

ID:163711 · 發表于 2017-2-7 15:20

牛人！厲害啊！

ID:163574 · 發表于 2017-2-18 15:00

我的不懂什么問題，發送不了數據

ID:147920 · 發表于 2017-3-4 00:04

這個可以有，成本相對少點

謝謝分享

ID:194389 · 發表于 2017-4-28 06:49

一直想做一個，苦于沒有思路，在打算開工。

ID:157057 · 發表于 2017-5-1 08:54

好東西！

ID:196326 · 發表于 2017-5-5 00:17

請問驅動stc單片機可以兼容用 A4988 或者 easydriver嗎

ID:196326 · 發表于 2017-5-5 00:38

激光和電機單獨供電是用什么電源適配器

ID:154074 · 發表于 2017-5-9 10:01

良心好貼！

ID:196311 · 發表于 2017-5-10 11:11

好東東，正想玩玩，做個記號等有錢了就來下載

ID:138004 · 發表于 2017-5-10 15:19

51單片機的激光雕刻機

ID:199111 · 發表于 2017-5-10 15:22

學單片機新手一枚。

ID:89356 · 發表于 2017-5-13 02:28

.學單片機新手一枚

ID:209421 · 發表于 2017-6-21 07:04

做的很好，學習學習

ID:232204 · 發表于 2017-9-10 11:40

贊贊贊

ID:231862 · 發表于 2017-9-10 15:46

大佬，你的上位機在哪下的，你的程序用微雕管家也能雕刻嗎，我怎么連接不到設備呢，也是用51做的，用的你的程序

ID:238040 · 發表于 2017-10-9 16:25

為了下載這個資料，注冊了這個賬號，無奈黒幣還不夠

ID:201949 · 發表于 2017-10-17 10:28

不知stm32可以用這個上位機不？

ID:119341 · 發表于 2017-10-17 12:36

太好了，不錯的帖子

ID:240522 · 發表于 2017-10-22 09:20

先作為了解吧，先把我的光立方做完在考慮做這個！！！

ID:187478 · 發表于 2017-10-22 15:49

好厲害

ID:243247 · 發表于 2017-10-26 20:57

厲害，厲害！

ID:225757 · 發表于 2017-11-1 20:33

厲害厲害，受教了

ID:245349 · 發表于 2017-11-2 21:57

學習了，特別關心上位機程序

ID:246491 · 發表于 2017-11-6 12:45

真的很好，只可惜黑幣不夠下載不了。

ID:246473 · 發表于 2017-11-10 08:35

這個能雕刻G代碼嗎？

ID:248054 · 發表于 2017-11-10 14:13

有百度云嗎

ID:249055 · 發表于 2017-11-14 15:54

一直想做一個棒!

ID:248218 · 發表于 2017-11-16 01:20

我也想做

ID:243748 · 發表于 2017-11-16 11:09

下載了，文件打不怎么回事，用什么軟件能打開？

ID:248218 · 發表于 2017-11-16 16:46

贊一個！樓主還在不，出一個具體點的教成呀

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