悬挂运动控制系统论文.doc

莈莇螈薅薂芈薈悬挂运动控制系统肂膈芄蚆蚀螂羅摘要蒁袈膀蒃肃蚇螄本系统以msp430<MSP430F22X4)单片机为核心作为悬挂运动控制的系统,实现了键盘输入识别、传感器信号采集、电机驱动电路控制等功能。根据物体在平面任一处两端吊绳的长度唯一确定的原理,通过单片机编程控制电机转动带动吊绳伸长或缩短,实现物体沿任意设定轨迹运动。引导部分用反射式红外传感器探测板面黑线,信息送入单片机处理后,控制物块沿黑线前进。以完成到达任意预设坐标,沿自行设定轨迹运动,以板上任意处为圆心画直径为50cm的圆和寻黑线前进任务。b5E2RGbCAP羁蚈肄蒅膁袃膀关键词:msp430<MSP430F22X4)步进电机红外传感器莀荿艿薆薄肆肈Abstract蝿聿螄莃蚂蚀螆Thesystemtomsp430(MSP430F22X4>microcontrollerasthecoreasthehoistingofthemovementcontrolsystem,thekeyboardinputtoachieverecognition,sensorssignalacquisition,motordrivecircuitcontrol,,,processingtheinformationintothemicrocontroller,,:msp430<MSP430F22X4)step-motorinfraredwavesensorDXDiTa9E3d蚈莆薅蒆膃螂薂一、系统方案选择与论证莁肆蝿芄芁羅螁根据设计要求,系统可分为控制部分和信号检测部分。其中信号检测部分通过传感器检测黑色轨迹,并将信号传回控制器处理。控制部分的作用是接受并处理键盘输入的控制信号以及检测信号,通过控制电机的转动改变吊绳长度,从而控制悬挂物体的运动,并将物体坐标实时显示出来,系统框图如图1所示。RTCrpUDGiT螁螇芅莅蚃螃蒆膀薇袈莆螂蚈蚃图1系统框图蚀芇羅膄膄薁蚁系统分为控制器模块,物体轨迹检测模块,键盘输入模块,显示模块,电机驱动模块。聿肈芀芅芃肈膀控制器模块蒈螈螆芆莁蚂膆方案一:采用FPGA作为系统的控制器。FPGA可以实现各种复杂的逻辑功能,所有器件集中在一块芯片上,体积小,稳定性高。同时FPGA可用EDA软件仿真调试,易于进行功能扩展,但由于系统对数据处理的要求不高,而FPGA引脚较多,步线复杂,成本也偏高。5PCzVD7HxA膂蕿莈肄螃蒇蚅方案二:采用单片机作为控制器。单片机使用简单,软件编程灵活。选用msp430<MSP430F22X4)单片机作为核心器件。该单片机具有高速的运算能力以及含有丰富的功能模块,例如:多通道10~14位AD转换器,双路12位DA转换器,比较器,看门狗定时器和多个16位,8位定时器(可进行捕获,比较,PWM输出>以及FALASH存储器,他可以在运行过程中由程序控制写操作和段擦除(Insystemprogrammable>,不需要额外的高电压等,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。jLBHrnAILg薁艿节膅袂蚃肃综上比较,选择方案二。肀螅螁膇芄羇薀<2)执行电机蒀蒆羃羄莂蒁羇根据题目的要求,我们选用了步进电机,因为本系统要求电机能实现精确的位置控制,若采用直流电机,只能通过软件算法,,调节占空比。但占空比与电机速度的准确关系不易掌握,控制精度不够高。由于步进电机的步距角一定,控制输入步进电机的脉冲数就可以精确控制步进电机的角度,从而精确控制物体的位置。xHAQX74J0X衿芆衿肅蒁莆螆<3)电机驱动模块芈羆螃膇袃薂膁方案一:用三极管和与门等简单的元器件设计H桥式电机控制电路。该方案涉及的元件简单,设计方便,然而其通断速率可能受到元件反映速率的影响,且