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1、精品文档，仅供学习与交流，如有侵权请联系网站删除目 录摘要与关键字-4第一章 设计任务及要求-51.1设计任务-51.2技术要求-61.2.1基本要求- -61.2.2发挥部分 -6第二章 模块方案比较与论证- 72.1 电动机驱动调速模块 - 72.2 控制器模块-8 2.3 滑块位移检测模块-92.4 纸面线段寻迹模块-9第三章 系统硬件设计与实现-103.1 系统硬件结构总体设计-103.2系统主要单元模块的设计与实现-103. 2.1 机械部分的设计-103.2.2智能控制部分的设计- -11第四章 系统软件设计-154.1 运动机构数学模型的建立-154.2 控制系统程序的设计与实现
2、-164.2.1 控制程序总体设计-16第五章 系统测试-185.1测试仪器-185.2指标测试-185.2.1自行设定运动测试-185.2.2圆周运动测试-185.2.3键盘输入坐标点并运动到该点的测试-18第六章 总结-19参考文献-20致谢-21附录-22摘 要本系统的控制部分采用两块单片机实现（AT89C55和AT89C52），主单片机用于控制信号输入和电机驱动，从单片机用于信号检测和运动滑块坐标的实时显示。执行机构采用无相四线制步进电机带动，定位精度高，误差不随转数累加，驱动电路采用双H桥结构的L298电机驱动芯片，由主单片机输出环形脉冲序列直接驱动。本题的难点在于控制算法的实现，我
3、们对控制系统进行了精确的数学建模，得到了步进电机输出和绘图滑块的运动坐标的精确对应关系，并把绘图区的坐标信息建立成表格存储在ROM中，通过查表的方式来计算得到控制输出量。我们的控制系统达到了很好的控制精度，基本上完成了题目的要求。关键字：单片机 步进电机 数学建模 查表AbstractThe control part of this system is based on two microcontrollers ( AT89C55 and AT89S52), one used for the input signal of control and the drive of the step m
4、otor, the other used for slippery piece of the signal examination and displaying the coordinate of the solid hour at any time. And the drawing system is carrying out by two fourphase step motors, which are drived directly by integrated chip L298 that has double H bridges structure of the electric ci
5、rcuit, and its circuit driving pulses are given directly by the primary microcontroller. A difficult point in the problem is how to carry out the control arithmetic, for which, we set up the precise mathematics mold of the control system. The mold could describe the strict relationship of the step m
6、otors outputs and the coordinates of the slipper for drawing at every point in the drawing area. We stored all the coordinate data in a ROM, and we can get the data by table look-up way when the coordinate is used in running course. By this way, our control system form to a very high precision, and
7、we complete about all the task well.Key word: microcontroller, step motor , mathematics molding, table look-up1、设计任务及要求1.1设计任务： 设计一电机控制系统，控制物体在倾斜的板上运动。在一白色底板上固定两个滑轮，两只电机，通过穿过滑轮的吊绳控制一物体在板上运动，运动范围为。物体的形状不限，质量大于克。物体上固定有浅色画笔，以便运动时能在板上画出运动轨迹。板上标有间距为的浅色坐标线，左下角为直角坐标原点。1.2设计要求： 1.2.1基本要求：（1） 控制系统能够通过键盘或其他方式
8、任意设定坐标点参数；（2） 控制物体在的范围内做自行设定的运动，运动轨迹长度不小于，物体在运动时能够在板上画出运动轨迹，限秒内完成；（3） 控制物体做圆心可任意设定、直径为的圆周运动，限秒内完成；（4） 物体从左下角坐标原点出发，在秒内到达设定的一个坐标点（两点间直线距离不小于）。1.2.2发挥部分（1） 能够显示物体中画笔所在位置的坐标；（2） 控制物体沿板上标出的任意曲线运动，曲线在测试时现场标出，线宽，总长度约，颜色为黑色；曲线的前一部分是连续的，长约；后一部分是两端总长约的间断线段，间断距离不大于；沿连续曲线运动限定在秒内完成，沿间断曲线运动限定在秒内完成；（3） 其他。2、方案比较与
9、论证根据题目的技术指标和要求，系统可分为机械部分、控制部分和信号检测部分。具体可划分为滑块位移检测模块，纸面线段寻迹模块，键盘，控制模块，显示模块，电机驱动模块、电机系统、绘图装置。如图（1）所示。对各模块的实现，分别有以下一些不同的设计方案。纸面线段寻迹模块绘图装置滑块位移检测模块控制器模块键盘电机系统 显示模块电机驱动模 块 图（1） 系统组成2.1 电动机驱动调速模块根据题目的要求，电机控制部分要求的控制精度高，定位要准确。经过分析，有以下三个方案可以选择方案一：采用两个直流减速电机共同带动滑块达到控制的目的。由达林顿管组成的H型PWM电路。用单片机控制达林顿管，使之工作在占空比可调的开关状态，可以简单的实现转速和方向的控制，稳定性极强，是广泛采用的调速的方法 ，但是不能精确定位，达到题目要求十分困难。方案二：使用继电器对步进
