自动控制原理课程设计报告--位置随动系统设计.docVIP

指导教师评定成绩： 审定成绩： ****大 学 自 动 化 学 院 自动控制原理课程设计报告 设计题目：位置随动系统设计 单位（二级学院）： 自 动 化 学 院 学 生 姓 名： 专 业： 班 级： 学 号： 指 导 教 师： 设计时间： 年 月 ****大学自动化学院制 目录 设计题目 1 摘要 2 一、系统设计 3 二、 系统功能实现 4 三、模块设计 5 3.1 电源 5 3.2 晶振电路 6 3.3复位电路 6 3.4传感器模块 6 3.5步进电机驱动模块 7 四、 程序 7 五、 总结 10 六、 参考文献 10 设计题目 设计一随动系统，通过传感器检测障碍物的方向，然后判断和现有方向的角度，通过控制步进电机调整转角，实现角度跟踪。 设计目的： 掌握A/D转换与单片机的接口连线； 掌握步进电机控制原理； 掌握自动控制系统设计方法； 设计要求： 画出控制系统结构框图； 选择合适元器件进行电路设计，画出电路原理图； 画出系统功能实现流程图。 编写控制程序。 摘要 随着科学技术的进一步发展，自动控制已广泛地用于工业、农业、商业、军事等各领域，成为现代技术的重要组成部分。位置随动系统是应用领域非常广泛的一种系统。导弹制导，火炮瞄准，数控机床加工轨迹的控制，机器人等都是位置随动系统的应用实例。这些系统一般都要求响应快，抗干扰能力强，精度高等特点。本课程设计是采用红外传感器检测物体，通过单片机对电机系统进行控制，实现对物体在平面上的跟踪。通过该实践环节，可以提高自己的分析问题和解决实际问题的能力，对于巩固和应用所学知识，提高实践能力，把理论和实践很好的结合起来有着重要的意义。 一、系统设计 位置随动系统的结构图如图一所示: 图一 位置随动系统结构图 电源、晶振电路、复位电路构成51单片机工作的基本外围电路,红外传感器用来检测物体，单片机输出脉冲通过ULN2003芯片驱动步进电机工作。 系统功能实现 本系统使用三个传感器进行跟踪物体，左右两边的传感器用来判断物体移动方向，中间的传感器用来判断是否跟踪到物体。单片机使用5V电源，可以直接用电脑USB输出的电压作为电源，而传感器的工作电压时10-36V，可以用12V的电源，但传感器输出信号的电流型，故在传感器输出线和地线之间接合适的电阻，确保接入单片机时的电平为0V或5V。单片机和传感器上电，系统开始工作。单片机先判断中间的传感器是否检测到物体，如果检测到，则步进电机停止不转；如果没检测到物体，则电机左转360或检测到物体，步进电机才停止转动。然后检查左边和右边的传感器有没有检测到物体，如果左边的传感器检测到，电机左转；如果右边传感器检测到，则电机右转；如果三个传感器都没检测到物体，电机左转，直到检测到物体为止。 系统功能流程图如图二： 否 是 是 否 是 否 否 否 图二 系统功能流程图 三、模块设计 3.1 电源 89c51单片机工作电压为5V，故可用电脑USB电压作为电源；而传感器工作电压为10-36V，可用12V直流电源做