《大学生电子设计竞赛论文-基于自由摆的平板控制系统》_精品.doc

基于自由摆的平板控制系统 摘要 本设计针对题目要求，以凌阳公司的SPCE061A单片机为控制器，选择角度传感器测量和控制单摆的摆角和平板的水平角度，通过L298N电机驱动控制步进电机调整平板的角度,完成平板的水平角度操纵和目标的定位，从而完成基于自由摆的平板控制。在过程中，通过61单片机自身携带的小键盘实现不同功能选择,并用LCD液晶显示器来显示相关信息。整个系统的电路结构简单，可靠性能高。实验测试结果表明，该设计能够更好的完成设计要求。 关键词 61单片机 步进电机 电机驱动 A/D转换 Abstract The design on the basis of the subject’s request,The sunplus SPCE061A was used as controller.We choose Angle sensor to measure and control swinging Angle of the single pendulum ande horizontal angle of the flat. And then through the single-chip to manage stepping motor for adjust the Angle of flat , in order to complete the flat level control or target positioning control.In the process, through the small keyboardthe which 61 single chip carries to choose the different function selections, moreover, LCD monitor displays relevant information. The whole circuit structure of the system is simple, reliable.The test results show that this algorithm can work better. Key words single-chip stepping motor motor drive A/D change 目录 系统方案的选择和论证 1.1系统总方案的确定 1.2各模块的选择和论证 1.2.1控制器模块的选择与论证 1.2.2电机模块的选择与论证 1.2.3电机驱动模块的选择与论证 1.2.4信号检测模块的选择与论证 1.2.5显示模块的选择与论证 2.系统的硬件设计与实现 2.1系统硬件的基本组成部分 2.2主要单元电路的设计 2.2.1单片机控制电路的设计 2.2.2步进电机的单元设计 2.2.3电机驱动单元设计 2.2.4按键部分的单元设计 2.2.5显示模块单元设计 2.2.6传感器的单元设计 3.系统的软件设计与实现 3.1系统的算法控制与理论分析 3.1.1基本要求 3.1.1.1理论分析 3.1.1.2 算法控制 3.1.2发挥部分 3.1.2.1理论分析 3.1.2.2 算法控制 3.2系统程序流程图 3.2.1 主程序流程图 3.2.2步进电机驱动程序流程图 3.2.3调零程序流程图 4.系统测试 5.结束语 附录 参考文献1.系统方案的选择和论证 1.1系统总方案的确定 根据题目的技术指标和要求，系统可划分为机械部分、控制部分和信号检测部分。具体可分为控制器模块、电机模块，电机驱动模块、信号检测模块、显示模块，键盘模块,模块框图如下所示。为实现对各模块的功能，分别做了几种不同的设计方案并进行了论证。 1.2各模块的选择和论证 1.2.1控制器模块论证与分析 方案一：采用ATMEL公司的AT89C51。51单片机软件编程灵活，自由度大，可用软件编程实现各种算法和逻辑控制，成本低，被各个领域广泛应用。但51单片机功耗较高，内存只有8Kb，考虑到本系统软件编程较为复杂，对单片机内存要求较高。 方案二：采用凌阳公司的SPCE061A单片机。它是16位微处理器，具有体积小、集成度高、易扩展、可靠性高、功耗低、中断处理能力强等特点。其次SPCE061A单片机价格便宜，在内部结构和编程方面，61系列单片机都相对简单，容易掌握和使用。SPCE061A内嵌32k字闪存FLASH，有较高的处理速度。 经过反复的比