单片机运动控制系统设计(doc 15页)
运动控制系统的课程设计
运动控制系统的课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解运动控制系统的基本概念、组成和分类。
2. 学生能掌握运动控制系统中常见传感器的原理和应用。
3. 学生能描述运动控制系统的执行机构工作原理及其特点。
4. 学生了解运动控制算法的基本原理，如PID控制、模糊控制等。
技能目标：1. 学生具备运用所学知识分析和解决实际运动控制问题的能力。
2. 学生能设计简单的运动控制系统，并进行仿真实验。
3. 学生能熟练使用相关软件和工具进行运动控制系统的调试与优化。
情感态度价值观目标：1. 学生培养对运动控制系统相关技术的兴趣，激发学习热情。
2. 学生养成合作、探究的学习习惯，培养团队协作精神。
3. 学生认识到运动控制系统在工程实际中的应用价值，增强社会责任感。
课程性质：本课程为电子信息工程及相关专业高年级学生的专业课程，旨在帮助学生掌握运动控制系统的基本原理、设计方法和实际应用。
学生特点：学生已具备一定的电子、电气和控制系统基础，具有较强的学习能力和实践操作能力。
教学要求：结合学生特点和课程性质，注重理论与实践相结合，强调学生的动手能力和创新能力培养。
通过本课程的学习，使学生具备运动控制系统设计、调试和应用的能力。
教学过程中，关注学生的个体差异，因材施教，确保课程目标的实现。
二、教学内容1. 运动控制系统概述- 运动控制系统的基本概念、组成和分类- 运动控制系统的发展及应用领域2. 运动控制系统传感器- 常见运动控制传感器的工作原理、特性及应用- 传感器的选型及接口技术3. 执行机构- 电动伺服电机、步进电机、液压气动执行机构的工作原理及特点- 执行机构的控制策略及性能分析4. 运动控制算法- PID控制算法原理及其在运动控制中的应用- 模糊控制、神经网络等其他先进控制算法介绍5. 运动控制系统设计- 系统建模、控制器设计及仿真- 硬件在环（HIL）仿真与实验- 运动控制系统调试与优化6. 运动控制系统实例分析- 分析典型运动控制系统的设计过程及解决方案- 案例教学，培养学生的实际操作能力教学内容安排与进度：- 第1周：运动控制系统概述- 第2-3周：运动控制系统传感器- 第4-5周：执行机构- 第6-7周：运动控制算法- 第8-9周：运动控制系统设计- 第10周：运动控制系统实例分析教材章节关联：本课程教学内容与教材中第3章“运动控制系统”相关内容相衔接，涵盖第3章中的3.1-3.5节。
基于单片机的步进电机多轴运动控制系统设计
摘要步进电机是将电脉冲信号转变成角位移的执行机构，其转速、停止位置只与脉冲信号的频率和脉冲数有关，具有误差小，易控制等特点，广泛应用于机械、电子、纺织、化工、石油等行业。
尤其是在医疗行业中，比如在 X 光扫描方面，都会用到电机，步进电机的优点使其成为医疗行业里最为适用的电机。
本设计中的多轴控制系统可以运用在 X 光扫描仪等多种仪器上。
本设计选用 STC89C55RD+型单片机作为核心控制单元，实现 M35SP-7 型步进电机的多轴运动控制，并通过 RS232 串口实现与上位 PC 机通讯功能。
设计中运用单片机软件编程方式实现步进电机环形分配器功能，用 P1.0 口、P1.1 口、P1.2 口和P1.3 口分别控制四相步进电机的 A 相、B 相、C 相和 D 相绕组的通电顺序，软件上采用查表方法实现单双八拍工作方式环形脉冲分配。
步进电机驱动部分采用ULN2003A 驱动芯片，实现功率放大，驱动步进电机。
最后使用 Proteus 软件绘制了单片机控制步进电机多轴运动的原理图。
上述设计经实验验证是有效可行的。
关键词单片机，步进电机，多轴运动，串口通讯AbstractStepper motor is an implementing mechanism that convert the electronic pulse intoangle displacement.Its speed and the stop position only about the frequencyand pulseseveral of the pulse signal,its characteristics are minor error,easy to control and so on,itis widely applied to mechanical, electronic, textile, chemical, oil, etc. Especially in themedical industry,such as an x-ray scanning,need motors.Stepper motor'sadvantagesmake it become the most suitable medical industry machine.The multi-axiscontrolsystem in the design can be used on a variety of instruments such as an x-ray scanning.This design choose STC89C55RD + SCM as the core of the control unit,to realizeM35SP-7 type stepper motor's multi-axis control,and use RS232 serial torealize PCcommunication function.This design use SCM software programming realize steppermotor circular distribution function,P1.0, P1.1, P1.2 and P1.3 respectively controllingA, B, C and D phases' electricity order on the four phase step motor's.Software is usedon look-up table method teak eight single working way circular pulse distribution.Thisdesign use ULN2003A realize power amplifier to drive stepper motor.Finally Keywords：SCM, Stepper Motor, Multi-axis motion, serial communicationusingProteus to draw the principle diagram of the SCM control stepper motormulti-axismotion.The above design experiments showed is effective and feasible.基于单片机的步进电机多轴运动控制系统设计 目 录第一章 引言..........................................................................................................................1 1.1 选题背景............................................................................................ (1)1.2 研究意义 (1)1.3 发展状况 (2)1.4 课题主要研究的内容 ................................................... 3 第二章 控制系统硬件设计 ........................................................................................... (4)2.1 单片机控制系统原理............................................................................................ (4)2.1.1 单片机的种类............................................................................................ (4)2.1.2 单片机的发展历程............................................................................................ (4)2.1.3 51 单片机的引脚安排 (5)2.1.4 单片机的结构............................................................................................ (7)2.2 步进电机............................................................................................ (11)2.2.1 M35SP-7 步进马达的性能参数 (12)2.2.2 步进电机原理............................................................................................ (13)2.2.3 驱动控制系统组成..............................................................................................182.2.4 步进电机的应用............................................................................................ (21)2.2.5 步进电机的单片机控制 (22)2.2.6 步进电机的多轴联动 (23)2.3 ULN2003A 驱动芯片............................................................................................4.1 单片机程序设计........................................................................................... (34)4.2 程序实现与调试........................................................................................... (34)第五章结论与展望........................................................................................... . (37)5.1 结论........................................................................................... . (37)5.2 展望........................................................................................... . (37)参考文献 .......................................................................................... .. (38)致谢........................................................................................... . (40)附录........................................................................................... . (41)声明........................................................................................... . (48)第一章引言1.1 选题背景不仅在大型工业中，在医疗过程中也需要机械的帮助，利用步进电机的多轴控制可以让医疗设备精确的扫描人体的各个部位，为治疗带来更精确的数据来正确、快速的治疗病人。
基于单片机电机运动控制系统设计
基于单片机的电机运动控制系统设计摘要：为了使电动机能有更高的工作效率，简化电动机的操作，文章通过对步进电机的实时控制方式及工作原理进行研究，用at89c51单片机做控制系统核心，结合步进电机的工作方法制定出电机运动控制系统的设计方案。
此方案可通过修改电机驱动电路及相应单片机程序来应用到所有的电机控制系统当中。
方案设计合理，有不错的实际应用价值。
关键词：at89c51；步进电机；运动控制系统中图分类号：tm383.6文献标识码：a文章编号：1007-9599 (2013) 06-0000-02由于现代工业化的需求，当前工业生产当中一般都使用步进电机来替代普通电机，以满足生产当中的准确度和可控性，传统电机一般只应用于手控操作，在这里不进行过多研究。
步进电机是一种将电脉冲信号转变为转子转动角度的开环控制电机，一般情况下，步进电机的转速和转矩都是可控的。
本文就以应用步进电机为前提来设计电机运动控制系统。
1步进电机是如何工作的以及如何对其进行控制1.1步进电机的具体概念。
根据不同的转子结构和材料，步进电机统共分为混合式、永磁式以及反应式三个类别。
步进电机是一种将电脉冲信号转变为转子转动角度的开环控制电机，在一般情况下，电机只根据电脉冲信号的频率、强弱和对不同相位定子绕组的信号输入顺序来改变电机运转的速度和方向，而不会由于其负载较大而影响它的运动状态。
它的转动幅度有一个最小的单位，每当接收到一个脉冲信号，电机就会转动这样一个最小单位，因此可以通过脉冲信号的输出方式来对步进电机的工作量进行精确控制，并且可以通过一系列算法来实时监控步进电机的运转状态。
1.2步进电机时如何进行工作的。
步进电机的工作主要是靠对电流的感应，所以，依靠供电电路的支持，将普通的直流电转变为按照一定频率，一段一段地对电机供电，而且仅有在这种一段一段的特殊直流电下，步进电机才能够正常工作。
这种特殊的直流电供电方式叫做分时供电，而提供分时供电的设备就是驱动器。
运动控制系统设计
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伺服电机的三环控制
❖ 伺服电机一般为三个环控制，所谓三环就是
3个闭环负反馈PID调节系统。最内的PID环
就是电流环，此环完全在伺服驱动器内部进
行，通过霍尔装置检测驱动器给电机的各相
的输出电流，负反馈给电流的设定进行PID
调节，从而达到输出电流尽量接近等于设定
电流，电流环就是控制电机转矩的，所以在
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PLC –结构
❖ PLC 分为一体式和模块式两种结构。但它们的组 成是相同的，都有CPU、I/O、内存、电源等。
❖ 无论哪种结构类型的PLC，都属于总线式开放型 结构，其I/O 能力可按用户需要进行扩展与组合。
❖ 一般一体式在微小型PLC 中采用，其CPU 板、 I/O 板、电源板等集成在一个模块中，目的是降低
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❖ 转矩控制：转矩控制方式是通过外部模拟量的输入 或直接的地址的赋值来设定电机轴对外的输出转矩 的大小。
❖ 位置控制：位置控制模式一般是通过外部输入的脉 冲的频率来确定转动速度的大小，通过脉冲的个数 来确定转动的角度，也有些伺服可以通过通讯方式 直接对速度和位移进行赋值。由于位置模式可以对 速度和位置都有很严格的控制，所以一般应用于定 位装置。来自11PLC应用
❖ PLC 国内市场目前主要有三大流派，占中 国市场份额90％以上：
美国：ROCKWELL、GE；欧洲：西门 子、施耐德；日本：三菱、OMRON。
❖ 在大中型PLC 市场，西门子占据优势，其 次是施耐德、ROCKWELL、GE，日系品 牌竞争力较弱；
❖ 在微小型PLC 市场，三菱、OMRON、西
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PLC –定义
❖ 国际电工委员会（IEC）颁布了对PLC 的规定：可编程 控制器是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境 下应用而设计。它采用可编程序的存贮器，用来在其内部 存贮执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算 等操作的指令，并通过数字的、模拟的输入和输出，控制 各种类型的机械或生产过程。可编程序控制器及其有关设 备都应按易与工业控制系统形成一个整体，易于扩充其功 能的原则设计。PLC 具有通用性强、使用方便、适应面 广、可靠性高、抗干扰能力强、编程简单等特点。
《运动控制系统》课程设计任务书.
《运动控制系统》课程设计任务书一、设计目的与任务课程设计的主要目的是通过设计某直流电机调速系统或交流电机的调速系统或者应用交直流电机的调速的控制系统的设计实践，了解一般电力拖动与控制系统设计过程、设计要求、应完成的工作内容和具体设计方法。
通过设计也有助于复习、巩固以往所学的知识，达到灵活应用的目的。
电力拖动与控制系统设计必须满足生产设备和生产工艺的要求，因此，设计之前必须了解设备的用途、结构、操作要求和工艺过程，在此过程中培养从事设计工作的整体观念。
课程设计应强调能力培养为主，在独立完成设计任务的同时，还要注意其他几方面能力的培养与提高，如独立工作能力与创造力；综合运用专业及基础知识的能力，解决实际工程技术问题的能力；查阅图书资料、产品手册和各种工具书的能力；工程绘图的能力；书写技术报告和编制技术资料的能力。
二、教学内容及基本要求在接到设计任务书后，按原理设计和工艺设计两方面进行。
1．原理图设计的步骤1)根据要求拟定设计任务。
2)根据电力拖动与控制系统的设计要求设计主电路。
3)根据主电路的控制要求设计控制回路4)要考虑保护环节，如过电压、过电流等的保护。
5)总体检查、修改、补充及完善。
主要内容包括：6)进行必要的参数计算和设计必要的软件控制流程。
7)正确、合理地选择各电器元器件，按规定格式编制元件明细表。
2．工艺设计步骤1)根据电力拖动与控制系统的任务书的设计要求，或者根据运用电力拖动调速等的设计控制对象及工艺的要求，进行分析。
2)选择合适的设计方案，论证设计方案的合理性。
3)根据设计方案设计合适的电力拖动与控制系统的或运用电力拖动调速的控制系统的主电路和控制电路，并画出相应比较相尽得电路图。
4)进行相应的参数进算，包括电子元器件的参数的计算与选取。
5）软件设计至少要包含比较完整的软件设计流程图。
要求学生能独立完成课程设计内容。
达到本科毕业生应具有的基本设计能力。
三、课程教学的特色说明要求学生掌握一定的理论基础知识，同时具备一定的实践设计技能，并且能够电力拖动与控制系统课程中讲授的内容结合实际情况进行系统设计以及编程。
基于单片机的步进电机运动控制系统设计
3、电路连接
单片机的P2.0端口与ULN2003的输入端口连接，控制ULN2003的开关状态；单 片机的P2.1端口与ULN2003的接地端口连接，控制ULN2003的电流方向；单片 机的P2.2端口与步进电机的A相连接，控制步进电机的旋转方向；单片机的 P2.3端口与步进电机的B相连接，控制步进电机的旋转方向；单片机的P2.4端 口与步进电机的C相连接，控制步进电机的旋转方向。
2、步进电机驱动程序
在单片机中，可以通过调用定时器中断函数来实现对步进电机的控制。具体来 说，可以在定时器中断函数中依次输出控制A相、B相、C相的脉冲信号，以实 现步进电机的旋转。例如，在定时器中断函数中，可以先输出一个脉冲信号给 A相，然后延时一段时间后输出一个脉冲信号给B相，再延时一段时间后输出一 个脉冲信号给C相。这样就可以实现步进电机的顺时针旋转。如果需要实现逆 时针旋转，则可以改变输出脉冲的顺序即可。
实验验证
为了验证本次演示所设计的基于单片机的步进电机运动控制系统的有效性和可 信度，我们进行了一系列实验。实验中，我们编写了控制程序，并将程序下载 到AT89C51单片机中。通过按键电路手动控制步进电机的运动，同时观察LED 显示屏上显示的运动状态、速度和位置等信息。实验结果表明，该系统能够实 现对步进电机的稳定控制，并且响应速度快，控制精度高。
4、基础设施建设。国家应该加强医疗卫生基础设施的建设，包括医疗设备、 医疗人才、医疗技术等方面的建设。同时，应该加强医疗卫生服务的信息化建 设，提高医疗卫生服务的效率和质量。
5、医疗卫生服务体系。国家应该建立一套完善的医疗卫生服务体系，包括医 疗服务、预防保健、健康教育等方面。同时，应该加强对医疗卫生服务的监管 和管理，确保医疗服务的质量和安全。
基于单片机的步进电机运动控 制系统设计
完整版单片机控制系统的设计
学号 07437230常州大学硬件实习报告题目：步进电机单片机控制系统的设计学生：学院（系）：专业班级：指导教师：通信（怀）081单片机原理与应用实习任务书一、设计题目步进电机单片机控制系统的设计二、设计背景步进电机是工业过程控制及仪表中的主要控制元件之一。
它可以在机械结构中把丝杆的角度变成直线位移，也可以用它带动螺旋电位通信工程系指导教师：孙守昌1、前言1.1课题的背景、目的和意义1.1.1课题设计的背景：步进电机是一种将电脉冲转化为角位移的执行机构。
通俗一点讲：当步进驱动器接收到一个脉冲信号，它就驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度（及步进角）。
您可以通过控制脉冲个数来控制角位移量，从而达到准确定位的目的；同时您可以通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度，从而达到调速的目的。
步进电机也是工业过程控制及仪表中的主要控制元件之一。
它可以在机械结构中把丝杆的角度变成直线位移，也可以用它带动螺旋电位器，调节电压和电流，从而实现对执行机构的控制。
在数字控制系统中，由于它可以直接接收计算机输出的数字信号，而不需要进行D/A转换，所以使用起来十分方便。
步进电机具有快速的启停能力和精度高的显著特点，在定位场合得到了广泛应用。
1.1.2 课题设计的目的：（1）了解步进电机的结构和工作原理。
（2）掌握步进电机控制系统的设计方法及其调试技术。
（3）能够使用电路仿真软件进行电路调试。
步进电机驱动控制系统设计内容1.1.3 课题设计的意义：随着工业自动化的发展，步进电机的应用越来越广泛。
步进电机是用脉冲信号进行控制，将电脉冲信号转换成相应的角位移或线位移的微电动机，它最突出的优点是可以在宽阔的频率来实现调速，快速起停，正转反转控制及制动等，并且用其组成的开环系统既简单，廉价，又非常可行，因此在打印机等办公自动化设备以及各种控制装备等多领域有着极其广泛的应用。
随着微电子和计算机技术的发展，步进电机的需求量与日俱增，研制步进电机驱动器具有十分重要的意义。
运动控制系统设计
摘要运动控制起源于早期的伺服控制。
简单地说，运动控制就是对机械运动部件的位置、速度等进行实时的控制管理，使其按照预期的运动轨迹和规定的运动参数进行运动。
早期的运动控制技术主要是伴随着数控技术、机器人技术和工厂自动化技术的发展而发展的。
早期的运动控制器实际上是可以独立运行的专用的控制器，往往无需另外的处理器和操作系统支持，可以独立完成运动控制功能、工艺技术要求的其他功能和人机交互功能。
这类控制器可以成为独立运行的运动控制器。
这类控制器主要针对专门的数控机械和其他自动化设备而设计，往往已根据应用行业的工艺要求设计了相关的功能，用户只需要按照其协议要求编写应用加工代码文件，利用RS232或者DNC方式传输到控制器，控制器即可完成相关的动作。
这类控制器往往不能离开其特定的工艺要求而跨行业应用，控制器的开放性仅仅依赖于控制器的加工代码协议，用户不能根据应用要求而重组自己的运动控制系。
关键词：运动控制, 伺服控制，，电源双极性，PWM直流调速控制，protus 仿真引言直流电机的定义：将直流电能转换成机械能(直流电动机)或将机械能转换成直流电能(直流发电机)的旋转电机。
近年来，随着科技的进步，直流电机得到了越来越广泛的应用，直流具有优良的调速特性，调速平滑，方便，调速范围广，过载能力强，能承受频繁的冲击负载，可实现频繁的无极快速起动、制动和反转，需要满足生产过程自动化系统各种不同的特殊要求，从而对直流电机提出了较高的要求，改变电枢回路电阻调速、改变电压调速等技术已远远不能满足现代科技的要求，这是通过PWM方式控制直流电机调速的方法就应运而生。
采取传统的调速系统主要有以下的缺陷：模拟电路容易随时间飘移，会产生一些不必要的热损耗，以及对噪声敏感等。
而用PWM技术后，避免上述的缺点，实现了数字式控制模拟信号，可以大幅度减低成本和功耗。
并且PWM调速系统开关频率较高，仅靠电枢电感的滤波作用就可以获得平滑的直流电流，低速特性好；同时，开关频率高，快响应特性好，动态抗干扰能力强，可获很宽的频带；开关元件只需工作在开关状态，主电路损耗小，装置的效率高，具有节约空间、经济好等特点。
基于单片机的步进电机的运动控制系统课程设计
基于单片机的步进电机的运动控制系统课程设计目录步进电机原理及硬件设计 (2)1 单片机电路 (2)1.1 AT89C51单片机的组成结构 (2)1.2 AT89C51单片机的引脚及功能 (4)2步进电机 (6)2.1 步进电机的工作原理 (6)2.2步进电机的驱动 (7)3电源 (11)4 软件程序设计 (11)4.1三相六拍环形分配 (11)4.2主程序的设计 (12)总结 (19)参考文献 (21)1步进电机原理与硬件设计1单片机电路本系统采用A89C51单片机产生控制信号单片机内部的内存即可满足要求。
如需要扩展较多的外部RAM和ROM可加上数据缓冲器。
步进电机控制信号通过AT89C51单片机其中一个口进行扩充。
为了增加步进电机工作的灵活性，在启动步进电机工作之后，当有键按下，设置产生外部中断，达到灵活控制电机的目的。
下面介绍一下AT89C51单片机。
1.1AT89C51单片机的组成结构AT89C51单片机内部硬件结构框图如图2所示。
它由一个8位中央处理器（CPU）、一个256B片内RAM及4KBFlashROM、21个特殊功能寄存器、4个8为并行I/O口以及中断系统等部分组成，各功能部件通过片内单一总线连成一个整体，集成在一块芯片上。
（1）CPUCPU是单片机的核心部分，CPU包括两个基本部分：运算器和控制器。
①运算器运算器即算术逻辑单元ALU,是进行算术或逻辑运算的部件。
可实现算术运算和逻辑运算。
操作的结果一般送回累加器ACC，而其状态信息送至程序状态寄存器PSW。
②控制器控制器是用来控制计算机工作的部件。
控制器接收来自存储器的指令，使各部件协调工作，完成指令所规定的操作。
时钟源外部事件外部中断P0P1P2P3RXD TXD图2 AT89C51单片机内部结构示意图（2）内部存储器①内部数据存储器AT89C51芯片内共有256B（地址为00H-FFH）的数据存储器，其中高128B （地址为：80H-FFH）被专用寄存器占用，能作为寄存器供用户使用的只是低128B(地址为：00H-7FH),用于存放可读写的数据，如程序执行过程中的变量。
单片机步进电动机控制系统设计
单片机步进电动机控制系统设计一、引言步进电动机在工业自动化领域中被广泛应用，其精准的位置控制和良好的稳定性使其成为许多系统中的理想选择。
单片机作为控制核心，可以实现对步进电动机的高效控制。
本文将介绍单片机步进电动机控制系统的设计方案，涵盖系统结构、控制原理、软件算法和性能分析等内容。
二、系统结构单片机步进电动机控制系统由单片机模块、驱动模块、步进电动机以及传感器等部分组成。
单片机负责接收外部指令或信号，根据控制算法生成控制信号，驱动模块将控制信号转换为电流驱动步进电动机，从而实现步进电动机的转动。
传感器用于反馈步进电动机的实际位置信息，闭环控制可以提高系统的精度和稳定性。
三、控制原理步进电动机控制的关键是确定步进角度和控制脉冲频率。
常见的控制方法包括脉冲计数控制、矢量控制和微步控制等。
单片机通过控制输出端口产生脉冲信号驱动步进电动机，根据旋转方向、速度和步距控制脉冲的频率和顺序，实现步进电动机的精确控制。
四、软件算法在单片机步进电动机控制系统中，软件算法的设计至关重要。
常用的算法包括简单的正转、反转控制算法、加减速控制算法以及闭环PID 控制算法等。
通过合理设计软件算法，可以实现步进电动机的平稳运行、高速定位和快速响应。
五、性能分析通过对单片机步进电动机控制系统进行性能分析，可以评估系统的定位精度、运行速度、稳定性和抗干扰能力等指标。
同时，还可以分析系统的功耗、效率和寿命等方面，为系统优化和改进提供依据。
六、总结单片机步进电动机控制系统设计是一项综合性工程，需要涉及硬件设计、软件编程和控制理论等多个方面知识。
通过合理设计系统结构、控制原理和软件算法，可以实现步进电动机的精确控制和高效运行。
希望通过本文的介绍，读者能够深入了解单片机步进电动机控制系统的设计原理和方法，为实际工程应用提供参考和指导，推动工业自动化技术的发展和应用。
基于单片机的步进电机运动控制系统设计
图１步进电机驱动系统框图 系统硬件设计 该系统的硬件部分由单片机 AT89S52、L297、L298 构成。该硬件系统适用于双极性两相步 进电机单极性四相步进电机的控制。L297 主要是用来接收 AT89S52 发出的信号脉冲，从而 产生对功率级电路的控制信号，L298 用来驱动步进电机。 1、1 控制电路部分 该部分的功能是产生电机正转和反转的方向信号， 使能信号、 时钟信号。 实现这部分功能， 可以选取单片机 DSP、 CPLD/PFGA 等， 考虑到系统的成本和功能要求， 本设计中选取 AT89S52 作为控制器。 1、2 驱动电路部分 驱动电路部分由专用芯片 L297、L298 组成，驱动步进电机时，需要由单相脉冲电压得到 多相步进电压，为此，采用由芯片 L297 构成的脉冲分配电路。 L297 步进电机控制集成芯片适用于双极性二相步进电机或单极性四相步进电机的控制， 可与 H 桥式驱动芯片 L298 组合成完整的步进电机固定斩波的 pwm 恒流斩波驱动器，斩波 频率由电路图 2 中的 R 和 C 来决定，根据集成电路的性质，选用 R 的阻值要大于 10 千欧， 图 2 中的 R1 和 R2 为电流检测电阻，D1、D2 等构成二极管阵列，用于吸收 L1 和 L2 产生的 浪涌。 脉冲分配器输出电流很小， 要驱动步进电机， 满足驱动要求， 须外接功率驱动电路， L298 芯片是一种高电压，大电流，双 H 桥功率集成电路，可用来驱动步进电机，由 L297、L298 1
摘要：步进电机由于其精确性及其良好的性能得到广泛的应用。本文介绍了以 C8051 系列 单片机为核心饿步进电机的控制系统， 主要阐述了系统的硬件电路以及软件的设计方法。 经 过实际应用证明，该控制系统的抗干扰能力以及稳定性能都非常好！ 关键词：步进电机；C8051 单片机；控制系统 引 言： 步进电机是一种将电脉冲转化为角位移的执行机构。 当步进驱动器接收到一个脉冲信号， 它 就驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度， 改变脉冲频率可以方便的改变转速。 由 于可以精确的控制步进电机的转动角度和实现开环控制， 步进电机广泛应用与打印机等办公 自动化设备以及各种控制装置中。 本文具体介绍了一个步进电机运动控制系统的结构组成， 既包括硬件设计， 也有具体的软件 实现，步进电机驱动的框图如图 1 所示： 控制信 号 （控制 装置） 正转脉 冲发生 器 反转 CW 驱 动电路 ＣＣＷ Ａ Ｂ －Ａ －Ｂ 电机
基于单片机的电机运动控制系统设计
基于单片机的电机运动控制系统设计作者：夏晓梁来源：《科技资讯》2013年第16期摘要：为了使电动机能有更高的工作效率，简化电动机的操作，文章通过对步进电机的实时控制方式及工作原理进行研究，用AT89C51单片机做控制系统核心，结合步进电机的工作方法制定出电机运动控制系统的设计方案。
此方案可通过修改电机驱动电路及相应单片机程序来应用到所有的电机控制系统当中。
方案设计合理，有不错的实际应用价值。
关键词：AT89C51 步进电机运动控制系统中图分类号：TM3 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2013）06（a）-0092-02由于现代工业化的需求，当前工业生产当中一般都使用步进电机来替代普通电机，以满足生产当中的准确度和可控性，传统电机一般只应用于手控操作，在这里不进行过多研究。
步进电机是一种将电脉冲信号转变为转子转动角度的开环控制电机，一般情况下，步进电机的转速和转矩都是可控的。
本文就以应用步进电机为前提来设计电机运动控制系统。
1 步进电机是如何工作的以及如何对其进行控制1.1 步进电机的具体概念根据不同的转子结构和材料，步进电机统共分为混合式、永磁式以及反应式三个类别。
步进电机是一种将电脉冲信号转变为转子转动角度的开环控制电机，在一般情况下，电机只根据电脉冲信号的频率、强弱和对不同相位定子绕组的信号输入顺序来改变电机运转的速度和方向，而不会由于其负载较大而影响它的运动状态。
它的转动幅度有一个最小的单位，每当接收到一个脉冲信号，电机就会转动这样一个最小单位，因此可以通过脉冲信号的输出方式来对步进电机的工作量进行精确控制，并且可以通过一系列算法来实时监控步进电机的运转状态。
1.2 步进电机时如何进行工作的步进电机的工作主要是靠对电流的感应，所以，依靠供电电路的支持，将普通的直流电转变为按照一定频率，一段一段地对电机供电，而且仅有在这种一段一段的特殊直流电下，步进电机才能够正常工作。
这种特殊的直流电供电方式叫做分时供电，而提供分时供电的设备就是驱动器。
基于单片机的电机运动控制系统设计
基于单片机的电机运动控制系统设计基于单片机的电机运动控制系统设计一、引言电机是现代工业中最常用的设备之一，广泛应用在各个领域中，如机械制造、自动化控制、家电等。
电机运动控制系统是通过控制电机的转速、转向、加速度等参数来实现各种运动控制的系统。
传统的电机控制系统通常采用模拟控制方式，存在调试困难、精度低等问题。
而基于单片机的电机运动控制系统则可以通过数字化的方式来实现精确的控制，具有较高的稳定性和可靠性。
二、系统设计方案基于单片机的电机运动控制系统设计方案主要包括以下几个方面：硬件设计、软件设计和通信接口设计。
1. 硬件设计硬件设计是电机运动控制系统中的核心部分，它包括单片机选择、电机驱动电路设计和传感器安装等。
（1）单片机选择在本系统中，我们选择了一款性能较好的单片机作为主控芯片，它具有高速、多功能、低功耗等特点。
单片机的选择要根据实际应用需求和性能要求来确定。
（2）电机驱动电路设计电机驱动电路是连接单片机和电机之间的重要桥梁，它负责将单片机输出的电信号转化为电机能够理解和接受的信号。
在本系统中，我们选用了常用的H桥驱动电路，它能够实现电机的正、反转以及调速等功能。
（3）传感器安装为了实现对电机运动状态的检测和反馈，我们需要在电机上安装相应的传感器，如编码器、霍尔元件等。
通过传感器的信号反馈，可以实时监测电机的转速、位置等参数，从而实现更精确的运动控制。
2. 软件设计软件设计是电机运动控制系统中的另一个重要环节，它通过编程实现对电机的精确控制，并根据用户的需求来完成各种运动模式。
（1）控制算法设计我们可以根据具体应用需求选择合适的控制算法，如PID控制算法、模糊控制算法等。
其中，PID控制算法是最常用的一种算法，它可以通过调整比例项、积分项和微分项的权重来实现对电机的精确控制。
（2）用户界面设计为了方便用户操作和监控系统运行情况，我们可以设计一个友好直观的用户界面。
用户界面可以通过液晶显示屏、按键、指示灯等元件来实现。
基于单片机的电机运动控制系统设计
基于单片机的电机运动控制系统设计电机是现代工业中广泛应用的一种动力装置，它可被用于驱动各种机械设备。
在电机应用中，电机运动控制系统设计是一个重要的环节。
本文将围绕基于单片机的电机运动控制系统设计展开讨论。
首先，我们需要明确电机运动控制系统的基本原理。
电机运动控制系统可以通过控制电机的输入信号来实现对电机的速度、位置和加速度的控制。
在这个系统中，单片机起着关键作用，它负责接收输入信号、处理控制算法，并输出控制信号给电机驱动器。
而电机驱动器则将控制信号转换成电机可以理解的电信号，驱动电机运动。
在设计电机运动控制系统时，需要考虑以下几个方面：1.选型：首先，根据实际需要选择合适的单片机和电机。
单片机应具备足够的计算能力和丰富的接口，以实现复杂的控制算法和与其他外围设备的通讯。
而电机则应根据所需的运动参数（如速度、扭矩等）进行选择。
2.信号采集与处理：电机运动控制系统通常需要接收外部信号作为控制输入。
这些信号可以包括位置传感器（如编码器）的反馈、运动指令信号等。
单片机需要负责采集这些信号，并进行相应的处理，以得到准确的控制算法所需的数据。
3.控制算法：控制算法是电机运动控制系统设计中最关键的一环。
常用的控制算法包括PID控制算法、模糊控制算法、自适应控制算法等。
这些算法可以根据需要进行选择和组合，以实现对电机运动的精确控制。
4.通讯接口：现代电机运动控制系统通常还需要与其他外部设备（如上位机、仪器等）进行通讯。
因此，单片机应具备相应的通讯接口，如串口、CAN总线等，以实现与外部设备的数据交换和控制命令的传输。
5.保护机制：为了保证电机运动控制系统的安全运行，还需要设计相应的保护机制。
比如，电机过载保护、过电压保护、过热保护等。
这些保护机制可以通过监测电机的运行状态，并对异常情况进行处理，以防止电机或系统损坏。
综上所述，基于单片机的电机运动控制系统设计需要考虑选型、信号采集与处理、控制算法、通讯接口和保护机制等方面的问题。
基于单片机的电机运动控制系统设计
破坏的能力,我们当初在设计时要求在机柜进风口的透气膜框架外面及排风机出口的外面增加防水盖板,这几台先后安装的新设备经过几次台风的考验,证明效果不错。
躲避台风回去复产操作时马上打开此盖,测量得主回路对地的绝缘电阻达到了7MΩ以上,不开机打开盖板24小时后测得的主回路绝缘电阻在2MΩ左右。
完全避免了旧机柜在躲避台风后绝缘电阻下降太厉害达不到开机要求需要人工加热吹风烘干费时费力的弊端。
台风鲇鱼过去后,51平台电工反映,换过的三台滤波器机柜内的绝缘均高于17MΩ,最大达70多MΩ,而没有换过的其他11口井的旧机柜的绝缘都为零。
42平台A06井和A10两口井更换正弦波滤波器机柜外壳后的机柜主回路绝缘在台风鲇鱼过去后复测的结果分别是114MΩ和94.8MΩ。
这肯定了我们当初的设想的实施计划,同时也找到了一个海油平台户外电器设备改造的新方法。
用新设计的不锈钢机柜外壳并配置透气膜代替原有设备外壳在原位置上重新安装,不仅费用大幅度降低,而且简单易行。
它将对生产的影响降到了最低,同时解决了原先设备容易进水受潮腐蚀带来的设备可靠性降低、避台期间设备损坏率高、影响生产时率的问题。
这种思路也为其他海洋设施户外电器设备的防护及改造提供了一种新的好方法,按照此思路,番禺作业公司于2010年9月份在番禺42平台对应急发电机的户外干式变压器遮雨房进行了改造,这个改造就是吸收了这种思路。
51平台的一台同类变压器就是因为复台时上电受潮而发生短路烧毁的事故。
下图为改造前后的效果对比图(如图12～14)。
图12旧变压器防护罩,只通过百叶窗进行空气对流散热,潮汽及盐份很容易进行去。
改造前的效果图,只有简单的百叶窗呼吸透气。
不能有效防雨及防潮,避台回去恢复生产很麻烦。
改造后的效果图,加装透气膜后,完全杜绝了水汽进入变压器防雨房内部造成设备绝缘下降及短路的隐患。
4 结语作者应用此原创性的工程解决办法,不但在中海油番禺作业公司的采油平台的户外正弦滤波器、户外干式变压器防雨房的改造中成功进行应用和实施,而且在国产冷冻式压缩空气干燥机的防潮外壳中进行了应用,事实上都取得非常好的效果。
利用单片机开发运动控制系统
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本文链接：/Periodical_dqsd200410011.aspx 授权使用：吉林大学(jldx)，授权号：cd791a56-7d02-4676-928f-9e410188fea0
下载时间：2010年12月3日
产生机械定位振菇假如把速度积分时间常数设得过低，系
统响应过高，会使系统的位置控制失调，造成机械定位振 荡。总之，这些值是经过实际的多次调试后设定的。
包括主程序、中断服务程序及伺服电动机运动的子程序。主 程序流程图和定时／计数器Ｔ １中断服务程序流程图分别如 图４、图５所示。采用限位开关进行极限位置报警。当轴运 动到极限位置后，就会碰到行程开关，行程开关就会发出 停止信号，该信号被输入到伺服驱动器ｃｃｗ或ｃｗ端，禁 止该方向的运动。
电动机编码器位置反馈脉冲小于等于该参数时，伺服驱动器 将输出定为完成信号；
Ｐ．３２～０３３（ｃｗ，Ｃｃｗ最大偏差脉冲）：当位置指令脉 冲，伺服电动机编码器位置反馈脉冲大于该参数时，将发出 报警信号；
Ｐ．０３８（位置环增益）：设定在２０ ｌ Ｐ．０２２（速度环增益）：设定在２５０； Ｐ．０２３（速度积分时间常数）：设定在６０ｍｓ。 在实际的控制过程中，希望伺服系统的定位追踪特性越 高越好，响应越快越好，体现在参数的设置中就是增大位置 环增益、减小速度积分时间常数。但是，如果把位置环增益 值设得过大，就容易使系统超调，特别是在停止过程中容易
基于单片机的运动控制系统
摘要运动控制系统主要是电动机的控制，如今电动机在人们的工业生产和生活中起着十分重要的作用，其中直流电机以其优异的性能一直具有广泛的应用，而数字化控制是运动控制系统一个重要发展趋势。
本设计为基于单片机的运动控制系统，以AT89C52单片机作为控制核心，小型直流电机作为控制对象。
硬件部分包括电源电路、矩阵键盘、L298电机驱动电路、液晶显示等；软件部分包括按键扫描、PWM波生成、转速测量、PID调节、液晶显示以及上位机设计等。
利用定时器计算出电机实时转速，将实时转速在LCD1602上显示并通过串口发送给上位机，然后将实时转速与矩阵键盘设定的转速值比较，再经过PID调节，改变PWM波的占空比，从而调节电机转速。
经过多次调试，本系统基本能够实现转速无静差，而且抗扰动性能良好。
关键词：单片机，PWM波，PID调节，直流闭环调速，上位机ABSTRACTThe motion control system is mainly designed for electric motor．Nowadays,the electric motor plays a crucial role in industrial production and people’s daily life. And DC motor is widely used for its outstanding performance. Meanwhile, digital control is an important development tendency in motion control system.This is a design of motion control system based on single chip microcomputer，which is the cybernetic core while the control object is a small DC motor. In the system，thehardware part consists of power circuit、matrix keyboard、DC motor driver used L298N、liquid crystal display etc; And the software part consists of key-scan subroutine、PWM wave subroutine、speed measurement、PID regulation、LCD subroutine and supervisor software etc. The single chip microcomputer work out the real-time speed with its inner timer. Then the real-time speed is shown on LCD1602 and is sent to supervisor software through serial port. Next,the single chip microcomputer will compare the real-time speed with the set-speed，and after the regulation of PID controller，the duty cycle of PWM wave is changed. As a result，the speed of DC motor is changed. After many times of system debugging，this system is able to eliminate steady-state error of speed and have good disturbance-resistant performance.KEY WORDS:Single Chip Microcomputer, PWM Wave, PID regulation, closed-loop DC motor speed regulation，supervisor software目录第1章绪论 (1)1.1 运动控制系统的组成 (1)1.2 运动控制系统的发展 (2)1.3 单片机在电动机控制中的优点 (3)1.4 上位机在控制工程中的作用 (4)1.5 本次设计所研究的内容和意义 (4)第2章系统总体设计 (5)2.1 系统设计及功能 (5)2.2 调速方案选择 (5)2.3 调压方案选择 (6)2.4 控制回路选择 (7)2.5 上位机界面设计选择 (9)第3章硬件设计 (11)3.1 电源模块 (11)3.2 控制芯片选择 (12)3.3 电机及驱动模块 (13)3.4 转速及电流检测 (14)3.5 键盘及显示模块 (15)3.6 本章小结 (16)第4章软件设计 (17)4.1 系统主程序设计 (17)4.2 数字PID控制算法 (17)4.3 矩阵键盘设计 (18)4.4 中断处理程序 (19)4.4.1 PWM波生成程序 (19)4.4.2 重设参数程序 (20)4.5 转速测量及数字滤波 (21)4.5.1 转速测量 (21)4.5.2 数字滤波 (22)4.6 上位机程序设计 (22)4.7 本章小结 (24)第5章硬件调试 (25)5.1 硬件电路调试 (25)5.2 软件调试 (25)5.3 系统联合调试 (28)5.4 本章小结 (29)第6章结论与展望 (30)6.1 系统设计成果 (30)6.2 经验收获 (30)6.3 展望 (30)致谢 (31)参考文献 (32)附录 (33)第1章绪论电动机能够实现电能与机械能之间的转换，根据电动机的数学模型可知，电机的输入量包括电压、电流、频率等，输出量包括转速、力矩、位移等，而运动控制系统的任务是通过控制电机的输入量来改变电机的输出量，使之满足人们的工业生产和其它方面的需求。
单片机运动控制系统设计
安全性□对信息系统安全性的威胁任一系统，不管它是手工的还是采用汁算机的，都有英弱点。
所以不但在信息系统这一级而且在计算中心这一级（如果适用，也包括远程设备）都要审定并提岀安全性的问题。
靠识别系统的弱点来减少侵犯安全性的危险，以及采取必要的预防措施来提供满意的安全水平，这是用户和信息服务管理部门可做得到的。
管理部门应该特别努力地去发现那些由计算机罪犯对计算中心和信息系统的安全所造成的威胁。
白领阶层的犯罪行为是客观存在的，而且存在于某些最不可能被发觉的地方。
这是老练的罪犯所从事的需要专门技术的犯罪行为，而且这种犯罪行为之多比我们想象的还要普遍。
多数公司所存在的犯罪行为是从来不会被发觉的。
关于利用计算机进行犯罪的任何统讣资料仅仅反映了那些公开报道的犯罪行为。
系统开发审查、工作审查和应用审查都能用来使这种威胁减到最小。
□计算中心的安全性计算中心在下列方而存在弱点：1.硬件。
如果硬件失效，则系统也就失效。
硬件岀现一泄的故障是无法避免的，但是预防性维护和提供物质上的安全预防措施，来防止未经批准人员使用机器可使这种硬件失效的威胁减到最小。
2.软件。
软件能够被修改，因而可能损害公司的利益。
严密地控制软件和软件资料将减少任何越权修改软件的可能性。
但是，信息服务管理人员必须认识到由内部工作人员进行修改软件的可能性。
银行的程序员可能通过修改程序，从自己的帐戸中取款时漏记帐或者把别的帐户中的少量存款存到自己的帐户上，这已经是众所周知的了。
其它行业里的另外一些大胆的程序员同样会挖空心思去作案。
3.文件和数据库。
公司数据库是信息资源管理的原始材料。
任某些情况下，这些文件和数据库可以说是公司的命根子。
例如，有多少公司能经受得起丢失他们的收帐文件呢?大多数机构都具有后备措施, 这些后备措施可以保证，如果正在工作的公司数据库被破坏，则能重新激活该数据库，使其继续工作。
某些文件具有一泄的价值并能岀售。
例如，政治运动的损助者名单被认为是有价值的，所以它可能被偷走，而且以后还能被出售。
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安全性□对信息系统安全性的威胁任一系统，不管它是手工的还是采用计算机的，都有其弱点。
所以不但在信息系统这一级而且在计算中心这一级(如果适用，也包括远程设备)都要审定并提出安全性的问题。
靠识别系统的弱点来减少侵犯安全性的危险，以及采取必要的预防措施来提供满意的安全水平，这是用户和信息服务管理部门可做得到的。
管理部门应该特别努力地去发现那些由计算机罪犯对计算中心和信息系统的安全所造成的威胁。
白领阶层的犯罪行为是客观存在的，而且存在于某些最不可能被发觉的地方。
这是老练的罪犯所从事的需要专门技术的犯罪行为，而且这种犯罪行为之多比我们想象的还要普遍。
多数公司所存在的犯罪行为是从来不会被发觉的。
关于利用计算机进行犯罪的任何统计资料仅仅反映了那些公开报道的犯罪行为。
系统开发审查、工作审查和应用审查都能用来使这种威胁减到最小。
□计算中心的安全性计算中心在下列方面存在弱点：1.硬件。
如果硬件失效，则系统也就失效。
硬件出现一定的故障是无法避免的，但是预防性维护和提供物质上的安全预防措施，来防止未经批准人员使用机器可使这种硬件失效的威胁减到最小。
2.软件。
软件能够被修改，因而可能损害公司的利益。
严密地控制软件和软件资料将减少任何越权修改软件的可能性。
但是，信息服务管理人员必须认识到由内部工作人员进行修改软件的可能性。
银行的程序员可能通过修改程序，从自己的帐户中取款时漏记帐或者把别的帐户中的少量存款存到自己的帐户上，这已经是众所周知的了。
其它行业里的另外一些大胆的程序员同样会挖空心思去作案。
3.文件和数据库。
公司数据库是信息资源管理的原始材料。
在某些情况下，这些文件和数据库可以说是公司的命根子。
例如，有多少公司能经受得起丢失他们的收帐文件呢?大多数机构都具有后备措施，这些后备措施可以保证，如果正在工作的公司数据库被破坏，则能重新激活该数据库，使其继续工作。
某些文件具有一定的价值并能出售。
例如，政治运动的损助者名单被认为是有价值的，所以它可能被偷走，而且以后还能被出售。
4.数据通信。
只要存在数据通信网络，就会对信息系统的安全性造成威胁。
有知识的罪犯可能从远处接通系统，并为个人的利益使用该系统。
偷用一个精心设计的系统不是件容易的事，但存在这种可能性。
目前已发现许多罪犯利用数据通信设备的系统去作案。
5.人员。
用户和信息服务管理人员同样要更加注意那些租用灵敏的信息系统工作的人。
某个非常无能的人也能像一个本来不诚实的人一样破坏系统。
□信息系统的安全性信息系统的安全性可分为物质安全和逻辑安全。
物质安全指的是硬件、设施、磁带、以及其它能够被利用、被盗窃或者可能被破坏的东西的安全。
逻辑安全是嵌入在软件内部的。
一旦有人使用系统，该软件只允许对系统进行特许存取和特许处理。
物质安全是通过门上加锁、采用防火保险箱、出入标记、警报系统以及其它的普通安全设备就能达到的。
而作为联机系统的逻辑安全主要靠“口令”和核准代码来实现的。
终端用户可以使用全局口令，该口令允许利用几个信息系统及其相应的数据库；终端用户也可使用只利用一个子系统或部分数据库的口令。
□安全分析过程大多数公司的办公人员询问关于信息和计算中心的安全时，往往问“一切都行了吗?”其实他们应该问“对于信息和计算中心的安全，我们应该做什么?”。
用户管理人员应该与信息服务管理人员定期地共同研究，进行安全分析，这种安全分析为各方都愿意接受。
简言之，这种安全分析意指决定要多大的一把“挂锁”。
遗憾的是，某些公司乐意承担巨大的风险，但又侥幸地希望不要出现自然灾害或预先考虑到的祸患。
“难得出现”并不等于“永不出现”，关于这一点某些公司发现得太晚了。
毕业设计（论文）题目单片机运动控制系统设计姓名张三学号28100102082专业班级机械08A（本）所在学院机电工程学院指导教师（职称）李四（副教授）二○一二年5月5日单片机运动控制系统设计摘要本文介绍了利用红外反射式传感器实现小车自动寻迹的设计与实现。
本设计中的小车能够自动识别路线 ,．．．．．．。
．．．．．．。
关键词:自动寻迹；传感器；单片机；机器人；数据采集英文标题用Times New Roman一号AbstractThis article introduces the design and execution of auto-searching for track by usage of the reflected infrared sensor on the auto-guided car. The car discern the routs automatically, ．．．．．．.．．．．．．.Keyword: Auto-tracking；Infrared Sensor； Single-chip microcomputer； Robot； Data Collection目录1 绪论 (1)1.1 机器人的运动控制背景 (1)1.2 本设计的应用及意义 (1)1.3 论文主要工作 (1)2 系统总体方案 (2)2.1 系统总体规划 (2)2.2 单片机内部结构及接口描述 (2)2.3 技术指标 (2)2.4 主要芯片的选型 (2)2.4.1 电机驱动芯片的选型 (3)2.4.2 温度传感器芯片的选型 (3)2.5 其他芯片的简介 (3)2.5.1 ATMEL 93C46 (3)2.5.2 LCD1602 (3)2.5.3 74HC540 (3)2.5.4 74HC245 (3)3 硬件设计与实现 (4)3.1 系统运动控制部分设计 (4)3.1.1 电机选型 (4)3.1.2 L298N驱动电机 (4)3.2 寻迹模块设计 (4)3.3 无线电发射接收模块介绍 (4)3.4 测温系统设计 (5)3.5 电源 (5)3.5.1 电源的选型 (5)3.5.2 稳压电路设计 (5)3.5.3 抗干扰设计 (5)4 测试及其控制程序设计 (6)5 总结与展望 (7)参考文献 (8)附录１机器实体照片 (9)致谢 (10)附录１机器实体照片 (10)1 绪论近年来，人类的生产和生活方式发生了巨大的变化，产生这一变化的重要原因就是计算机技术的飞速发展。
第一台计算机诞生至今仅仅几十年的时间，计算机的性能已经大大提高，价格不断的下降，从而使之可以迅速而广泛地应用于人类的生产和生活的各个领域。
然而机器人的发展无疑得益于计算机技术的发展。
．．．．．．1.1 机器人的运动控制背景什么叫机器人？．．．．．．1.2 本设计的应用及意义本文的设计正是一个本着学习、创新和服务人类的思想的机器人设计。
让机器按照自己预定的想法和目的运作，一直是我人生的追求和梦想。
我选择自动化专业，正是要加入自动化这个大家庭，吸收文化不断提高自己，不断的走近自己的梦想。
．．．．．1.3 论文主要工作本论文主要的工作就是通过一个自动寻线小车的软件、硬件和整体结构的设计和实现，．．．．．．。
2 系统总体方案本章围绕系统的总体设计，介绍系统组成框图、主控芯片单片机的内部硬件资源及其接口技术、整个机器人系统所用到的其它IC的介绍。
2.1 系统总体规划整个系统的构成是由两部分组成。
一部分的用于整个机器人系统的运动控制，一部分的机器人体内装载的传感器件，负责检测和采集现场的环境参数。
．．．．．．2.2 单片机内部结构及接口描述．．．．．．．．．．．．，P3口也接收一些控制信号，如表 2-1所示。
表 2-1 各口线的特殊功能和信号名称口线特殊功能信号名称P3.0 RXD 串行输入口P3.1 TXD 串行输出口P3.2 外部中断0输入口P3.3 外部中断1输入口P3.4 T0 定时器0外部输入口P3.5 T1 定时器1外部输入口P3.6 写选通输出口P3.7 读选通输出口．．．．．．2.3 技术指标．．．．．．2.4 主要芯片的选型．．．．．．2.4.1 电机驱动芯片的选型考虑到，本机器人需要的驱动能力比较高，．．．．．．。
．．．．．．，外型如图2-4示。
图2-4 L298N外型2.4.2 温度传感器芯片的选型考虑到．．．．．．。
2.5 其他芯片的简介本设计是．．．．．．。
2.5.1 ATMEL 93C46IC：93c46是储存器件（如图2-6示），负责储存机器人系统中温度采集系统采集到的温度参数。
．．．．．．2.5.2 LCD1602．．．．．．2.5.3 74HC540．．．．．．2.5.4 74HC24574HC245是8总线收发．．．．．．。
．．．．．．3 硬件设计与实现本设计的机器人采用废弃的电脑光驱机盒钢板做为整个硬件体系的骨架，．．．．．．。
3.1 系统运动控制部分设计3.1.1 电机选型．．．．．．3.1.2 L298N驱动电机．．．．．．L298N芯片已在电机驱动芯片的选型一节介绍过，本设计中具体应用电路进行说明，如图3-1示。
．．．．．．3.2 寻迹模块设计．．．．．．3.3 无线电发射接收模块介绍本设计采用辅助模块，无线电发射模块原理图如图3-14示，就是为了达到远程手动控制的目的，由于无线电的设计涉及的学科知识面比较广，调频比较困难。
故此本设计直接应用市场上的成品无线电模块，出于成本的考虑，选用的无线电的有效控制距离是比较短的，但是这个不限制本设计功能的实现，距离的远近用户完全可以根据需要更换模块。
．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．，驱动电流约2mA，与发射器上的四个按键一一对应。
．．．．．．，表3-1中5个输出引脚10、11、12、13、VT的“0”代表低电位OV，1代表高电位5V。
表3-1 接收模块输出电位表续表3-13.4 测温系统设计本设计采用LCD1602作为显示器件，相比数码管显示，显示内容丰富更加丰富、显示方式更为灵活，而且硬件电路得到简化。
LCD1602作为一款非常经典的液晶显示模块，具有良好的性价比，完全符合和满足本设计的要求。
．．．．．．3.5 电源3.5.1 电源的选型由于本系统需要电池供电，我们考虑了如下集中方案为系统供电。
．．．．．．3.5.2 稳压电路设计．．．．．．3.5.3 抗干扰设计由于此单片机控制的运动系统，工作在各种恶劣的环境中，所以抗干扰处理是必不可少的。
．．．．．．4 测试及其控制程序设计．．．．．．5 总结与展望．．．．．．参考文献．．．．．．[12] 高稚允，高岳. 光电检测技术[M]. 北京：国防工业出版社，1995.[13] 金篆芷，王明时. 现代传感技术[M]. 北京：电子工业出版社，1995[14] 罗志增 .简易红外接近觉传感器 [C].全国青年第三届机器人学研讨会论文集 ,1990.[15] Brian W. Kernighan & Dennis M. Ritchie . The C Programming Language (The second Edition). Prentice-Hall , 1988.．．．．．．附录１机器实体照片致谢自从我接触单片机，到现在能够用以单片机为控制核心设计出我的毕业设计——单片机运动控制系统设计。