大学生电子设计竞赛作品论文--悬挂物体的控制..doc

设计报告 悬挂运动控制系统  摘 要 本悬挂运动控制系统，采用步进电机作为系统的运动源，采用AT89C52作为系统的核心，通过输入脉冲来控制步进电机的运转，从而控制悬挂物体的运动轨迹。该系统能够用键盘输入坐标的参数，设置运动模式；用LCD器件RT12864M作为系统的显示器件，界面友好，能够显示系统的工作模式和及当前坐标值，通过拨码开关还可设置电机的步进。软件采用修正查表法（自行设计）计算电动机需要的脉冲个数，节省大量CPU资源和程序存储空间，代码简洁，便于设计和调试。本系统具有多种画图功能，能够画直径为50cm的（面板内）任意圆心的圆或弧，能够画出任意斜率的直线，任意大小和方向的矩形，且能够动态显示当前的坐标，运行速度快，误差小，基本上完成了所要的功能。 关键词： AT89C52 步进电动机 查表法 LCD 目录 第一部分 系统原理···············································1 本系统包括三大模块··············································1 第二部分 方案的分析与论证·····································2 硬件电路设计、比较与论证········································2 软件算法选择与论证··············································3 第三部分 硬件电路设计与调试····································5 硬件电路的设计··················································5 硬件电路的调试··················································8 第四部分 系统软件设计和调试····································9 坐标点确定······················································9 步进电机脉冲个数确定···········································10 定时器中断服务子程序流程图·····································11 第五部分 软硬件联调和结论·····································13 软硬件联调·····················································13 结论···························································13 附录：使用工具和仪器 ··········································15 第一部分 系统原理 一、本系统包括三大模块： 1、单片机、键盘和显示模块 该模块为整个系统的监控中心，单片机接收键盘和黑线检测模块传出的数据，经过处理，对显示器LCD写显示数据，对步进电动机组发出脉冲信号，控制电机做各种要求的运动。 2、黑线检测模块 该模块主要用于完成发挥部分2中画任意给定曲线。光电传感器识别黑线的位置。当发光二极管发出的光照射黑线时，光线被吸收，接收部分无法接收到光信号。接收光电三极管上输出高电平，经过比较器输出高电平。而没有黑线的地方，光信号被光电三极管采集到，输出低电平，经过比较整形输出低电平。单片机通过采集该电平信号判断黑线的位置，根据这个位置走动，也即实现了发挥部分2。 3、电机组模块 该模块接收单片机发出的脉冲信号，做正或反转，带动物体按要求运动。 系统原理框图如图1-1-1： 图1-1-1 第二部分 方案的分析与论证 一、硬件电路设计、比较与论证 1、单片机选择 考虑到本系统无须特殊功能模块，且有现成的MCS-51系列单片机开发工具，我们决定使用价格便宜，供货充足MCS-51系列单片机。由于AT89C51和AT89C52在价格上没有多少区别，且AT89C52有更大Flash程序存储空间和RAM空间，外部引脚也相同。为满足大数据，长代码的要求，我们最终决定选用AT89C52单片机做为本系统的核心器件。 2、电机选择 方案一：直流电动机调速系统 直流电动机具有良好的线性调速特性，简单的控制性能，高的效率，优异的动态特。普通的直流电动机虽然能够达到提升或