基于arm的桌面型3d打印机控制系统设计

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1、第４１卷第５期应用科技Ｖｏｌ．４１№．５２０１４年１０月ＡｐｐｌｉｅｄＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＯｃｔ．２０１４ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００９⁃６７１Ｘ．２０１３１００１３网络出版地址：ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｃｎｋｉ．ｎｅｔ／ｋｃｍｓ／ｄｏｉ／１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００９⁃６７１Ｘ．２０１３１００１３．ｈｔｍｌ基于ＡＲＭ的桌面型３Ｄ打印机控制系统设计谭秀腾，郭小定，李小龙，余亮湖南科技大学信息与电气工程学院，湖南湘潭４１１２０１摘要：针对基于单片机为控制器的桌面型３Ｄ打印机控制系统中存在的处理速度慢、片外芯片多、电路复杂

2、、打印质量不高等问题，设计了基于ＡＲＭ为控制器的桌面型３Ｄ打印机控制系统。系统采用了ＮＸＰ公司推出的基于ＡＲＭＣｏｒｔｅｘ⁃Ｍ３内核的ＬＰＣ１７６８微控制器，用它进行与上位机通信、数据处理、模拟量采集与处理、信号控制，选用Ａ４９８８专用两相步进电机驱动器实现步进电机细分驱动，简化步进电机细分驱动的设计，行程开关电路采用ＧＫ１５２红外光电传感器．软件采用了ＰＩＤ方式调节加热床、挤出机加热温度。文中论述了控制系统主要硬件电路设计和软件的实现流程，系统测试表明性能良好．关键词：Ｃｏｒｔｅｘ⁃Ｍ３；ＬＰＣ１７６８；桌面型３Ｄ打印机；ＰＩＤ调节；步进电机／Ａ４９８８中图

3、分类号：ＴＰ２３文献标志码：Ａ文章编号：１００９⁃６７１Ｘ（２０１４）０５⁃０５７⁃０６Ｄｅｓｉｇｎｏｆｄｅｓｋｔｏｐ３ＤｐｒｉｎｔｅｒｃｏｎｔｒｏｌｓｙｓｔｅｍｂａｓｅｄｏｎＡＲＭＴＡＮＸｉｕｔｅｎｇ，ＧＵＯＸｉａｏｄｉｎｇ，ＬＩＸｉａｏｌｏｎｇ，ＹＵＬｉａｎｇＳｃｈｏｏｌｏｆＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎａｎｄＥｌｅｃｔｒｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＨｕｎａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｘｉａｎｇｔａｎ４１１２０１，ＣｈｉｎａＡｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｄｅｓｋｔｏｐ３Ｄｐｒｉｎｔｅｒｃｏｎｔｒｏｌｓｙｓｔｅｍｓｗｉｔｈａｓｉ

4、ｇｌｅ⁃ｃｈｉｐｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒｈａｖｅｐｒｏｂｌｅｍｓｏｆｓｌｏｗｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇｓｐｅｅｄ，ｍｏｒｅｐｉｅｃｅｓｏｆｏｕｔｓｉｄｅｃｈｉｐｓ，ｃｉｒｃｕｉｔｃｏｍｐｌｅｘｉｔｙａｎｄｐｏｏｒｑｕａｌｉｔｙｏｆｐｒｉｎｔｉｎｇ．Ｔｏｓｏｌｖｅｔｈｅｓｅｐｒｏｂｌｅｍｓ，ａｄｅｓｋｔｏｐ３ＤｐｒｉｎｔｅｒｃｏｎｔｒｏｌｓｙｓｔｅｍｗｉｔｈａｎＡＲＭｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒｉｓｄｅｓｉｇｎｅｄ．ＴｈｅｓｙｓｔｅｍｅｍｐｌｏｙｓｔｈｅＬＰＣ１７６８ｍｉｃｒｏｃｏｎ⁃ｔｒｏｌｌｅｒｂａｓｅｄｏｎＡＲＭＣｏｒｔｅｘ⁃Ｍ３ｃｏｒｅｗｈｉｃｈｉｓｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄｂ

5、ｙｔｈｅＮＸＰａｎｄｕｓｅｄｔｏｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｅｗｉｔｈｔｈｅｈｏｓｔｃｏｍ⁃ｐｕｔｅｒ，ｄａｔａｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ，ａｎａｌｏｇａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎａｎｄｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ，ｓｉｇｎａｌｃｏｎｔｒｏｌ，ｕｓｅｄＡ４９８８ｓｐｅｃｉａｌｔｗｏ⁃ｐｈａｓｅｓｔｅｐｐｅｒｍｏｔｏｒｄｒｉｖｅｒｔｏｉｍｐｌｅｍｅｎｔｓｔｅｐｐｅｒｍｏｔｏｒｓｕｂｄｉｖｉｓｉｏｎｄｒｉｖｅａｎｄｔｏｓｉｍｐｌｉｆｙｔｈｅｄｒｉｖｅｄｅｓｉｇｎｆｏｒｓｔｅｐｐｉｎｇｍｏｔｏｒ．ＴｈｅｔｒａｖｅｌｓｗｉｔｃｈｃｉｒｃｕｉｔａｄｏｐｔｓＧＫ１５２ｉｎｆｒａｒｅｄｐｈｏｔｏｅｌｅ

6、ｃｔｒｉｃｓｅｎｓｏｒ．ＴｈｅｓｏｆｔｗａｒｅａｄｏｐｔｅｄＰＩＤｍｅｔｈｏｄｉｎｏｒｄｅｒｔｏａｄｊｕｓｔｔｈｅｈｅａｔｉｎｇｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｏｆｈｅａｔｉｎｇｂｅｄａｎｄｅｘｔｒｕｄｅｒ．Ｔｈｉｓｐａｐｅｒｄｉｓｃｕｓｓｅｓｔｈｅｍａｉｎｈａｒｄｗａｒｅｃｉｒｃｕｉｔｄｅｓｉｇｎａｎｄｓｏｆｔ⁃ｗａｒｅｒｅａｌｉｚａｔｉｏｎｐｒｏｃｅｓｓｏｆｔｈｅｃｏｎｔｒｏｌｓｙｓｔｅｍ．ＴｈｅＳｙｓｔｅｍｔｅｓｔｉｎｇｓｈｏｗｓｇｏｏｄｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ｃｏｒｔｅｘ⁃Ｍ３；ＬＰＣ１７６８；ｄｅｓｋｔｏｐ３Ｄｐｒｉｎｔｅｒ；ＰＩＤｒｅｇｕｌ

7、ａｔｏｒ；ｓｔｅｐｐｉｎｇｍｏｔｏｒ／Ａ４９８８３Ｄ打印（即三维打印、增材制造），也称作快速基于ＡＲＭ的桌面型３Ｄ打印机控制系统。成型技术，具有不受零件复杂程度限制，完全数字化［１］１系统的总体设计方案控制，无需开磨具等特点，因此３Ｄ打印机在生产应用方面有着巨大的潜力。３Ｄ打印机主要分为入控制系统的核心ＣＰＵ选用基于ＡＲＭＣｏｒｘｔｅｘ⁃［２］门级和工业级２种。文中介绍的桌面型３Ｄ打印Ｍ３内核的ＬＰＣ１７６８微控制器，控制系统主要完成机为入门级，系统采用的工艺类型为熔融挤出成型。对步进电机的控制、挤出机加热电阻和加热床的温目前桌面型３Ｄ打印机控制系统主要采用Ａ

8、ＶＲ系度控制、挤出机工作零点与行程的控