玩3D打印机也有一段时间了，最近想自己设计一块3D打印的主板但是又不知道如何下手，索性从已有的开源项目入手分析别人是怎么控制3D打印机的。这块Ramps 1.4是一块arduino mega 2560单片机开发板的扩展板。使用它搭配mega2560就形成了功能完整的3D打印机控制板。
3D打印机DIY经常使用的主板——Ramps1.4（RepRap Arduino Mega Pololu Shield）。它设计的目的是用低成本在一个小尺寸电路板上的集成Reprap所需的所有电路接口。RAMPS连接强大的Arduino MEGA平台，并拥有充足的扩展空间。除了步进电机驱动器接口外，RAMPS提供了大量其他应用电路的扩展接口，RAMPS是一款更换零件非常方便，拥有强大的升级能力和扩展模块化设计的Arduino的扩展板。
下面是Ramps 1.4的原理图
分模块解读：
电源模块
电源分为VCC和+12V，其中+12V是接入ramps 1.4的12V开关电源提供的，VCC是从arduino mega2560单片机开发板上引出的5V供电。在国产的开发板上5V供电使用的是AMS1117稳压芯片提供的，由于稳压芯片只能提供很小的电流，因此在既要带动单片机及其外围电路以及扩展板的情况下容易烧坏。以下所有VCC代表5V供电，+12V代表12V供电。
LED模块
D14引脚接1k电阻接到LED再接地。这样D14引脚输出高电平即可点亮LED灯。
限位开关
一共6组3PIN排针接口，每个接口的3个PIN分别连接VCC、GND、和单片机的IO，每个轴对应两个限位开关模块，分别用于限制最大值和最小值。对应的IO为 D2、D3、D14、D15、D18、D19。
热敏电阻
用6PIN排针引出，每两个对应一个热敏电阻，其中一个接地，一个连接4.7k上拉，两者之间有10uf电容滤波。看来是和4.7k电阻分压后测量中点电压值以计算热敏电阻阻值，从而计算温度。对应的IO口为A13、A14、A15，均为单片机的模拟量输入IO口。
I2C接口
连接D20、D21和VCC以及GND ，目前似乎没有用到。
加热头和风扇
由一个6PIN排针引出，每两个PIN对应一个加热模块或者风扇，其中一个PIN连接+12V，另一个PIN连接到MOS管漏极，源极接地，栅极通过10欧姆电阻连接到IO，此10欧电阻用于防止栅极电容充电时产生振铃效应。在IO连接点处通过一个100k电阻接地，在IO控制时此电阻不起作用，但是在IO不控制时起到拉低电平使得默认不加热的目的。同时有一个LED和一个1.8k电阻串联后并联在两个PIN之间，这样在MOS管导通时LED就会亮，起到指示作用。对应的IO口是D8、D9、D10。MOS管的型号为STP55NF06L，查阅数据手册得知Vgs为5V时导通电阻典型值为0.016欧姆。
步进电机驱动
使用了5个步进电机驱动模块，每个对应连接单片机的3个IO口，一个控制步进脉冲一个控制旋转方向一个控制使能。5个步进电机驱动模块分别被命名为E0、E1、X、Y、Z，其中E0对应的使能引脚命名为E0-EN，E0对应的步进脉冲引脚命名为E0-STEP，E0对应的方向控制引脚命名为E0-DIR，其他几个模块的引脚也类似的方式命名，均可在原理图左上角找到对应的IO口，不再赘述。
Reset
一个微动开关一边接地一边接单片机的reset引脚，按下后给单片机复位。
Servos
使用4个3PIN排针引出，每个的第一脚为GND，第二脚接5V，第三脚接IO。四组接口对应的IO分别是D4、D5、D6、D11，目前不清楚有什么作用。
AUX-1
两组4PIN排针引出，每组第一脚接VCC，第二脚接GND，剩下两个接IO，对应的IO口编号为D1、D2、A3、A4。目前尚不清楚此模块的作用。
AUX-2
目前用处不明，略。
AUX-3
连接显示屏模块的SPI总线。
AUX-4
连接显示屏模块。
