全国大学生电子竞赛设计与总结报告-基于自由摆的平板控制系统.doc
《全国大学生电子竞赛设计与总结报告-基于自由摆的平板控制系统.doc》由会员分享,可在线阅读,更多相关《全国大学生电子竞赛设计与总结报告-基于自由摆的平板控制系统.doc(19页珍藏版)》请在三一文库上搜索。
1、2011年全国大学生电子竞赛设计与总结报告编 号: B甲03105 题 目:_ 基于自由摆的平板控制系统 _学 校: 枣庄学院_ _ 学生姓名: _ 2011年9月3日目录摘要- 3 -一、方案论证与比较- 4 -1.1 系统设计与结构框图- 4 -1.2 方案论证- 4 -1.2.1 电源方案论证与比较- 4 -1.2.2 控制系统- 4 -1.2.3 电机驱动的方案论证与比较- 5 -1.2.4 倾角传感器的选取- 5 -二、理论分析与参数计算- 5 -2.1 增量式PID控制步进电机- 5 -三、系统硬件设计- 6 -3.1 电源电路- 6 -3.2 步进电机驱动电路- 6 -3.3 倾
2、角传感器电路- 6 -3.4 单片机系统电路- 6 -3.5 LED模组电路- 7 -3.6 液晶显示电路- 7 -3.7 1*4键盘模组电路- 7 -四、程序流程图- 7 -模式一- 7 -模式二- 7 -模式三- 7 -五、单元测试数据与结果分析- 8 -5.1 测试方法- 8 -5.2 测试数据以及数据图- 8 -5.3 测试结果分析- 9 -六、系统功能测试- 7 -6.1 基本功能测试- 7 -6.2 发挥部分测试- 8 -七、 总结与结论- 9 -参考文献- 9 -附录- 9 -附1:原器件清单- 9 -附2:系统使用说明- 10 -附3:部分源程序- 10 -附4: 电路原理图-
3、 12 -摘要 本设计以SPCE061A单片机作为主控制器,结合数据采集、倾角传感器、电机驱动、LED灯、液晶显示以及键盘等模块共同实现了自由摆的平板控制功能。软件部分使用C语言编写,实现了对平板的转动角度的控制。自由摆的运动为连续的过程,所以控制采用了积分分离增量式PID控制算法。整个系统模块化程度好、集成度高,充分发挥了单片机灵活、实用、控制准确的特点,并且具有有友好的人机交互界面。系统不仅完全实现了题目的基本要求,而且部分完成了题目发挥部分的要求。关键字:SPCE061A;平板控制系统;C语言;灵活;准确Abstract The design SPCE061A microcontroll
4、er as the master controller, combined with the data acquisition , tilt sensor , the motor drive , LED , LCD display and keyboard module is put together to achieve a free flat-panel control. Software components written in C using the single-chip, to achieve the rotation angle of the control panel .Be
5、cause the free movement of swing control of a continuous process, so the integral control law with a separate incremental PID control algorithm .The whole system is a good degree of modularity, high integration, give full play to the microcontroller flexible, practical, precise control features, and
6、 has a friendly interactive interface .System not only required to complete all basic part of the subject, but also completed the requirements to play a part.Keywords: SPCE061A; flat control system; C language; flexible; accurate一、方案论证与比较 1.1 系统设计与结构框图根据题目要求本系统设计的模块主要分为数据采集模块、控制模块以及电机驱动模块。系统的总体结构框图如
7、下图1.1.1:传感器 SPLC061A单片机 模拟量输入通道测控对象液晶、键盘电机模拟量输出通道 传感器 图1.1.1:系统结构图 1.2 方案论证 1.2.1 电源方案论证与比较 方案一:采用1.5伏干电池。体积小,重量轻,使用灵活方便。但是不满足长时间的持续供电的要求。 方案二:采用直流稳压电源。输出精度高,032V可调,调节范围大,使用简单,但是体积重量较大,不方便携带。方案三:采用自制5V/12V直流稳压电源。能够使各模块单独供电,使系统更加稳定可靠,而且它具有体积小,重量轻,携带方便的特点。经过仔细分析比较后,我们选择方案三。 1.2.2 控制系统方案一:采用通用的51单片机作为主
8、控制器。51单片机通用灵活、价格低廉、使用方便,但此单片机功耗较高,数据处理能力很弱,处理速度比较慢,资源不够丰富,需要扩展较多的外围电路,降低了系统的可靠性,增加了制作的难度,难以满足本设计要求。方案二:采用SPCE061A单片机作为主控制器。61单片机算术功能强,软件编程简洁灵活、自由度大 ,可用软件编程实现各种逻辑控制功能,且其功耗低、技术成熟,成本低廉。本系统主要是进行反馈信号的处理以及驱动电机的控制。因此我们选择方案二。 1.2.3 电机驱动的方案论证与比较 方案一:使用普通直流电机。其控制简单,利用双极性PWM即可实现调速和正、反转。但该类电机的制动能力较差,需要闭环控制速度,安装
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 全国大学生 电子 竞赛 设计 总结报告 基于 自由 平板 控制系统
链接地址:https://www.31doc.com/p-3261439.html