基于STC89C52的3D打印机红外遥控系统设计
2018-03-22谢晖臧光储宝安徽师范大学
谢晖 臧光 储宝 安徽师范大学
1 引言
3D打印起源于二十世纪八十年代，又称为增量制造。其生产理念与传统制造业截然相反，引起了人们的广泛关注，工业制造及医疗方面得到了较高认可度。
Prusa i3由RepRap改进而来。其采用笛卡尔坐标系，结构简单，成本较低，缺点也很明显：打印速度较慢、对Y轴电机要求高、精度不高（平台的移动具有惯性）。综合考虑，Prusa i3还是非常适合新手入门3D打印的。
早期，此类机器的控制方式为：按键控制配合液晶屏显示，后改进为触屏操作。然而其操作对于初学者来说还是不够简洁。
本文设计并介绍了一种基于52红外遥控系统，对此问题有所改善。主要是利用红外收发模块实现对3D打印机的远程无线调控。遥控端通过按键选择需要下达的指令，再由芯片1编码调制，通过红外二极管将电信号转化为不可见光信号发送出去。接收端通过红外接收模块接收光信号并转化为电信号，解码，再执行相应的命令。
2 Prusa I3 3D打印机原理
即常见的龙门架结构的3D打印机，基于笛卡尔坐标系，挤出头可以沿X、Z轴移动，平台可以沿Y轴移动，从而实现在空间内打印。其开放式结构决定了它的耗材多为PLA线材，打印原理是基于熔融层积原理，将线材融化，层层累加形成立体模型。但是，开放式结构也决定了它打印精度等较低，受环境影响大，需要频繁根据打印情况进行调节。
3 系统的硬件结构
图2-1 系统硬件结构原理图
芯片1检测到按键被按下后依据按键位置信息进行编码，通过红外发送模块将数据以光的形式传递给芯片2，芯片2对数据进行解码、处理，并将处理结果通过数码管显示出来。
3.1 按键模块
此系统采用的是行列式键盘输入，相较于普通独立键盘，其占用的I/O口资源较少且编译较容易。
工作原理：先令行置1列置0，按下按键那一行均为0，再令列置1行置0，按下按键那一列均为0，从而找到按键位置。从左往右，从下往上按键功能依次是：速度+、-，热床温度+、-，挤出机温度+、-，待定。
3.2 红外收发模块
将电信号转化为光信号进行无线传输。Proteus中利用IRLINK仿真红外收发模块。
接收传感器采用一体化红外接收头。集成了红外接收、放大、滤波和比较器输出等的模块，避免了繁杂的外部电路，直接完成从红外线接收到输出与电信号。本系统所使用的红外接收头的型号是常用的HS0038，即其载波的频率是用38KHZ(37.9KHZ)。
此模块产生和接收的红外光波长范围是0.76~1.6µm，
3.3 显示模块
利用移位寄存器与数码管组成显示模块，节约I/O口的同时提升了单片机的驱动能力。其成本低、易编译、资源占用少。
4 系统的软件设计
4.1 发送
图4-1 发送程序流程图
系统检测到按键按下后将对该信息进行编码，并以脉冲的形式通过红外光输出。
这里采用的是基于NEC协议的编码方式，传输数据由引导码、地址码、命令码及其反码组成。编码采用PPM调制，即利用脉冲间隔区分0、1。若指令传输结束，按键仍未松开，不传输按键数据。
编码需要先将脉冲调制到38kHz方波（由定时器产生），经三极管放大通过红外二极管输出。
4.2 接收
接收程序分为两个部分，主程序循环检测标志位是否为1（即是否接收到数据），判断收到数据后对内存进行对应调整并显示，而后标志位清零，继续等待数据。
中断程序是接收数据的过程。为节省能量和运行内存，接收信号置于中断中，进入中断后，先验证引导码，在接收32位数据并解码，验证地址码正确后标志位置1，告知单片机收到数据，等待处理。
处理程序：依据接收到的数据，作出对应的操作，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；
传统的财务会计是在分权架构之上，以会计凭证为基础的工作，这样传统的工作方式，已经不能在当下大数据资料共享的前提下得到满足要求的工作效率，这不利于企业的进化和行业规范和标准的推广。计算机的发展，使得当下可以借助计算机的帮助实现大数据的集中管控，随后将数据交由管理会计进行数据的深度的分析，完成从海量信息中挖掘出对企业有价值的信息的工作，有着这些信息，可以更好的帮助企业进行以后的一系列决策。
break；
case 6： jichuji -= 1；
e = jichuji/100；
f = jichuji/10-10*e；
g = jichuji%10；
default：
break；
}
}
}
5 结束语
经仿真验证此系统具备调整芯片2内存的功能，故理论上可以使得3D打印的控制得到简化，便于使用者更加直观的对打印参数进行修改。不足：成本提高。
[1]纪宗南.红外线遥控发射器的原理及应用[J].国外电子元器件，1999，10（3）；32-3
[2]阎石.数字电子技术基础（第五版）[M].北京：高等教育出版社，2006
[3]康华光．电子技术基础（模拟部分第五版）[M].北京：高等教育出版社，2008
