懸掛系統(tǒng)中論文

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1、吊掛運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)作者：柳兔寶劉林魏思思指導(dǎo)老師：梁喜幸目錄摘要41系統(tǒng)方案41」系統(tǒng)組成42各功能模塊方案選擇和論證52.1懸掛系統(tǒng)52.2驅(qū)動(dòng)電機(jī)的選擇52.3控制模塊62.4鍵盤輸入模塊62.5顯示模塊73硬件的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)93?1系統(tǒng)硬件的基本組成部分94系統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì)和算法實(shí)現(xiàn)104?1系統(tǒng)軟件104.2算法實(shí)現(xiàn)114.3步進(jìn)機(jī)的步數(shù)的測(cè)試方法124.4LCD液晶顯示器的使用125數(shù)據(jù)指標(biāo)測(cè)試135.1測(cè)試儀器135.2測(cè)試方法135.3物體定位測(cè)試136誤差分析145.1拉線延伸性帶來的誤差1

2、46.2電機(jī)的繞線輪半徑帶來的誤差146.3定位誤差147設(shè)計(jì)總結(jié)148參考文獻(xiàn)159附錄159.1鍵盤使用說明書159.2各種端口及數(shù)據(jù)線之間的連接179.3吊掛系統(tǒng)原理圖18摘要本設(shè)計(jì)使用STC89C52RC型單片機(jī)作為系統(tǒng)輸入、顯示、控制的核心，采用SH-2024B2型步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)器作為驅(qū)動(dòng)，調(diào)用演示程序?qū)崿F(xiàn)15秒和30秒內(nèi)到達(dá)預(yù)設(shè)的高度，用戶通過鍵盤輸入指令，LCD液晶顯示屏實(shí)時(shí)顯示相關(guān)信息，到達(dá)設(shè)定高度時(shí)發(fā)光二極管發(fā)光并且蜂鳴器響。1系統(tǒng)方案1.1系統(tǒng)組成根據(jù)題目的要求，整個(gè)系統(tǒng)可以分為懸

3、掛系統(tǒng)、控制模塊、電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊、顯示模塊、鍵盤輸入模塊這五個(gè)基本模塊。各模塊構(gòu)成的系統(tǒng)框圖如圖D-2-E對(duì)于每個(gè)模塊，先提出多個(gè)方案進(jìn)行比較和論輸入控制惑電機(jī)驅(qū)動(dòng)證，最終確定適合整個(gè)系統(tǒng)的方案。聲光提7F液晶顯示統(tǒng)上升或下降圖D-2-1系統(tǒng)總體框圖2各功能模塊方案選擇和論證(1)懸掛系統(tǒng)懸掛系統(tǒng)主耍由控制面板，懸掛物體，支架，電機(jī)，滑輪及繩線組成。(1)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的選擇方案一：采用小型直流機(jī)作為執(zhí)行元件。方案二：采用小型步進(jìn)電動(dòng)機(jī)作為執(zhí)行元件。并以8拍方式旋轉(zhuǎn),正轉(zhuǎn)為A-AC-C-BC-B-BD-D-D

4、A-A；反轉(zhuǎn)為A-DA-D-DB-B-CB-C-CA-A。方案三：采用大功率的步進(jìn)機(jī)作為執(zhí)行元件。分析：在方案一中，要達(dá)到題目要求的控制精度，需要給直流電機(jī)配精密減速機(jī)構(gòu)和高精度光電編碼器，此種方案設(shè)計(jì)太多機(jī)械機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)困難，且精度控制難度大。方案二采用小型步進(jìn)電動(dòng)機(jī)，因步進(jìn)電機(jī)可開環(huán)控制，可準(zhǔn)確定位和步進(jìn)功能可方便而精確地實(shí)現(xiàn)提升、調(diào)速、定位，且有一定的快速啟停能力；能準(zhǔn)確的檢測(cè)出速度、運(yùn)行距離以及時(shí)間等參數(shù)，可簡化編程和硬件連線的工作量。且所采用旋轉(zhuǎn)方式電源可提供的功率比較大，電機(jī)能產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)力矩

5、大。但是小型步進(jìn)機(jī)的產(chǎn)生的扭矩還是不足以滿足將質(zhì)量大于100克的物體拉動(dòng)，所以我們?nèi)匀徊荒懿捎么朔桨?。方案三：采用大功率的步進(jìn)機(jī)。采用SH-2024B2型步進(jìn)屯機(jī)的驅(qū)動(dòng)器作為驅(qū)動(dòng)。此步進(jìn)機(jī)是先利用步進(jìn)機(jī)將220V的交流電變成+12V的到-12V的電壓，然后利用24V的電壓將步進(jìn)機(jī)的驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)，步進(jìn)機(jī)的驅(qū)動(dòng)器有四個(gè)端口是用于控制步進(jìn)機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度，一個(gè)是用連接AT89C52產(chǎn)生的脈沖的端口，一個(gè)端口是利用AT89C52的產(chǎn)生的電壓控制電機(jī)運(yùn)動(dòng)的方向。并且此步進(jìn)機(jī)產(chǎn)生的力矩是很大足以將大于100g的物體輕易

6、的拉動(dòng)。所以最終我們采用此步進(jìn)機(jī)作為這次競(jìng)賽的實(shí)體。（3）控制模塊采用單片機(jī)控制方式，單片機(jī)使用簡單，軟件靈活變動(dòng)。選用STC89C52RC單片機(jī)作為核心器件?？芍苯釉谟脩粝到y(tǒng)板上燒錄用戶程序，修改調(diào)試非常方便。此單片機(jī)具有寬工作電壓3.4-6V,超強(qiáng)抗干擾、超低功耗、內(nèi)部資源豐富、運(yùn)算速度快的優(yōu)點(diǎn)。（4）鍵盤輸入模塊方案一：采用獨(dú)立式鍵盤。方案二：米用4x3矩陣式鍵盤。分析：方案一采用最簡單的獨(dú)立鍵盤。每個(gè)鍵對(duì)應(yīng)I/O端口的一位ie,沒有鍵閉合口寸，I/O端口各位均處于高位，當(dāng)有一個(gè)鍵被按下時(shí)，就使

7、對(duì)應(yīng)位接地為低電平，而其它位仍為高電位。這樣，CPU只要檢測(cè)到對(duì)應(yīng)鍵已經(jīng)被按下。但是，采用此獨(dú)立鍵盤有一個(gè)很大的缺點(diǎn)，就是當(dāng)鍵盤上的鍵較多時(shí)，引線太多，占用的I/O端口也太多。例如：一個(gè)有64個(gè)鍵的鍵盤，采用這種方法來設(shè)計(jì)時(shí)，就需要64跟連線和8個(gè)8位并行端口。獨(dú)立鍵盤如下：方案二：當(dāng)有較多鍵盤時(shí)，通常采用的是矩陣式鍵盤結(jié)構(gòu)。如下(5)顯示模塊方案一：采用七段數(shù)碼管顯示。方案二：采用LCD顯示。分析和比較：采用方案一時(shí)如下圖所示348567要接用可驅(qū)動(dòng)譯碼器來驅(qū)動(dòng)LED,而且在LED的每一個(gè)管腳上要接

8、上一個(gè)保護(hù)電阻。但是用LCD顯示，可直接和STC89C51RC單片機(jī)的I/O口連接，較方案一更為簡略。如下圖所示:R?14―4bK.11-—1?3P254P26■3p加6PO07POsPO29PO310PO411?05ipPO61)3PO1415ICC161GNDVCCEGVCCBGGNDJ01234567g器E霜霜霜需因此米用方案二。3系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)1、系統(tǒng)硬件的基本組成部分系統(tǒng)硬件由主控電路、矩陣鍵盤、步進(jìn)電機(jī)及步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)（SH-2024B2