基于ARM的3D打印机控制系统研究

发布时间：2017-05-21 21:15

  本文关键词：基于ARM的3D打印机控制系统研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着科技的发展,3D打印技术已经成为最具发展潜力的快速成型技术之一。其广泛应用于模具制造、建筑模型、艺术设计等领域。3D打印具有成本低、效率高、使用方便的特点,因此具有广阔的市场前景。本文以熔融沉积成型技术为基础,设计出一个的基于ARM的3D打印机控制系统。论文首先根据3D打印机的结构组成和工作原理给出了控制系统总体设计方案。LPC1768作为3D打印机控制系统核心,与传统单片机相比在工作频率、处理性能、片内资源方面有很多优势,使得电路设计更加简便。论文中3D打印机硬件电路主要包括步进电机驱动电路、喷头温度控制电路、LCD液晶显示电路及串口通信电路。软件系统是3D打印机的控制中心,主要包括四大部分。第一部分是步进电机梯形加减速曲线算法,实现了在不失步的情况下精确控制步进电机速度。第二部分是加热和温度控制程序,实现了对喷头的加热及温度的稳定控制,确保打印材料顺利挤出。第三部分是LCD液晶驱动程序,用于实时显示温度和打印机状态。第四部分是串口通信程序,实现了打印数据的传输和打印状态的监控。最后通过打印实物模型,测试3D打印机的整体性能。从测试结果来看,本文设计的基于ARM的3D打印机控制系统工作稳定,系统的硬件和软件达到了设计要求。
【关键词】：3D打印 LPC1768 步进电机 温度控制
【学位授予单位】：山东农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TP334.8;TP273
【目录】：

• 中文摘要6-7
• Abstract7-8
• 1 绪论8-12
• 1.1 研究背景及意义8
• 1.2 3D打印技术研究现状8-10
• 1.3 3D打印技术发展趋势10-11
• 1.4 论文主要内容及结构安排11-12
• 2 3D打印机控制系统总体设计12-18
• 2.1 3D打印技术需求分析12-13
• 2.2 3D打印机机械传动部分设计13-15
• 2.3 3D打印机控制系统硬件总体设计15-16
• 2.4 3D打印机控制系统软件总体设计16-17
• 2.5 本章小结17-18
• 3 3D打印机控制系统硬件设计18-34
• 3.1 主控模块18-24
• 3.1.1 主控芯片选择18-19
• 3.1.2 LPC1768微控制器19-21
• 3.1.3 LPC1768外围电路21-24
• 3.2 步进电机驱动模块24-27
• 3.2.1 步进电机工作原理及选型24-25
• 3.2.2 步进电机控制方法25-27
• 3.3 温度控制模块27-30
• 3.3.1 喷头加热部分27-28
• 3.3.2 热电偶选型28
• 3.3.3 数字转换芯片MAX667528-30
• 3.4 人机接口模块30-32
• 3.4.1 显示电路30-32
• 3.4.2 按键电路32
• 3.5 串口通信模块32-33
• 3.6 本章小结33-34
• 4 3D打印机控制系统软件设计34-50
• 4.1 软件开发环境34-36
• 4.1.1 编程语言选择34
• 4.1.2 开发工具介绍34-36
• 4.2 主程序设计36-37
• 4.3 步进电机控制算法37-43
• 4.3.1 PWM脉冲控制37-39
• 4.3.2 步进电机加减速算法39-41
• 4.3.3 两轴联动控制算法41-43
• 4.4 温度控制程序43-46
• 4.4.1 温度数据采集43-45
• 4.4.2 温度数据处理45-46
• 4.5 显示驱动程序46-48
• 4.6 串口通信程序48-49
• 4.7 本章小结49-50
• 5 3D打印机控制系统调试50-54
• 5.1 控制系统硬件测试50-51
• 5.2 控制系统软件调试51-52
• 5.3 3D打印机样机测试52-53
• 5.4 本章小结53-54
• 6 总结与展望54-55
• 6.1 全文总结54
• 6.2 工作展望54-55
• 参考文献55-58
• 致谢58-59
• 附录59-64
• 附录1：两代样机图片59-60
• 附录2：部分控制代码60-64

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前4条

1 彭真真;;单片机驱动LCD12864的应用——科学计算器的设计与制作[J];电子制作;2011年07期

2 达飞鹏;快速成型技术——快速响应市场需要的新技术[J];机电信息;2004年01期

3 刘颖;王志刚;王红;张素伟;;步进电机升降频的优化算法[J];微电机;2010年08期

4 伍铁斌;刘祖润;王俊年;;一种新型电阻炉温度控制系统的设计[J];自动化与仪表;2006年06期

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本文编号：384866