悬挂运动控制系统
悬挂运动控制系统
悬挂运动控制系统摘要本设计采用PIC16F877A单片机作为悬挂运动控制系统的控制核心，控制悬挂物的运动。
实现通过人机界面对物体所作运动进行设定，通过LED实时显示此时画笔所在的坐标值；系统通过比较当前画笔所在位置与设定位置的差异以及运动类型，控制步进电机的转速和正反转以实现物体在标有坐标线的白色底板上做相应的轨迹运动。
可实现坐标设定、走点和圆周运动、电机刹车与任意曲线追踪等功能。
经测试，该系统能在限定的时间内实现上述功能。
本设计性能可靠、抗干扰能力强，各项指标均满足设计要求。
关键词：PIC16F877A 步进电动机悬挂运动驱动电路AbstractThis design adopts the MCU PIC16F877A as the kernel of the hanging movement control system . The system includes six modules--- keyboard、LED display、drive circuit、step-motor 、the detection of black thread and a single-chip microcomputer controlled circuit. LED provides with coordinate setting and display. In the design, it can automatically arrive at the position set arbitrary, sketch a circle and so on. It is characteristic of its high precision performance and fine stability. This instrument function credibility, the anti-interference ability is strong .Both the hardware and the software of the system are designed with modules, the system is proved to be well functioning by test.Key words: PIC16F877A electromotor hanging movement infrared wave sensor目录1 系统设计 (3)1.1 设计思路 (3)1.2 方案选择与论证 (3)1.2.1 电机的选择 (3)1.2.2 驱动电路的选择 (4)1.2.3 黑线检测模块选择 (4)1.2.4 电源的选择 (4)2 单元电路设计 (5)2.1 控制单元设计 (5)2.2 驱动电路 (5)2.2.1 工作原理分析 (5)2.2.2 参数计算 (6)2.3 沿任意曲线（黑线）运动的设计 (6)2.3.1 工作原理 (6)2.3.2 参数计算 (7)2.4 键盘部分 (7)3 软件设计 (8)3.1 实现的功能 (8)3.2 软件平台和开发工具 (8)3.3 软件设计思想 (8)3.4 软件总系统的设计 (9)3.5 中断服务子程序 (9)3.6 点动模块 (10)3.7 画圆模块 (12)3.8电机正反转模块 (13)3.9 功能切换模块 (15)4 系统测试 (15)4.1 测量仪器 (15)4.2 键盘设定坐标点测试 (15)4.3 定点测试 (16)4.3.1 测试方法及数据 (16)4.3.2 误差分析 (16)4.4 画圆模块测试 (16)4.4.1 测试方法及数据 (16)4.4.2 误差分析 (17)5 结论 (17)6 参考文献 (18)7 附录 (18)附录1 元器件清单 (18)附录3 原理图 (19)附录4 PCB图 (19)附录5 系统使用说明 (19)附录6 实验程序 (20)1系统设计1.1 设计思路依据设计任务和设计要求，采用PIC16F877A单片机来控制步进电机以实现任意坐标定点与定轨迹运动，采用单电压驱动电路来驱动步进电动机,通过对软件的控制来改变步进电机的转速以满足运动时间和运动路程的要求。
悬挂运动控制系统设计
第21卷第3期海军航航空工程学院院学报V ol.21No.32006年5月JOURNAL OF NA VAL AERONAUTICAL ENGINEERING INSTITUTE May.2006收稿日期2005-11-26作者简介刘华章1963男副教授硕士.悬挂运动控制系统设计刘华章1张晨亮1唐建华21海军航空工程学院电子信息工程系2海军航空工程学院训练部山东烟台264001摘要介绍了以凌阳单片机SPCE 061A 板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该系统可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关键词单片机红外传感器步进电机中图分类号T N 91文献标识码A1设计任务和要求1.1设计任务设计一电机控制系统控制物体在倾斜仰角100°的板上运动在一白色底板上固定两个滑轮两只电机固定在板上通过穿过滑轮的吊绳控制一物体在板上运动运动范围为80c m 100c m物体的形状不限质量大于100g物体上固定有浅色画笔以便运动时能在板上画出运动轨迹板上标有间距为1cm 的浅色坐标线不同于画笔颜色左下角为直角坐标原点如图1所示图1悬挂运动控制系统示意图1.2要求1.2.1基本要求1控制系统能够通过键盘或其他方式任意设定坐标点参数2控制物体在80cm 100cm 的范围内作自行设定的运动运动轨迹长度不小于100cm 物体在运动时能在板上画出运动轨迹限300s内完成3控制物体在圆心有效范围内直径为50cm的圆周运动限300s内完成4物体从坐标原点出发在150s 内到达设定的一个坐标点两点间直线距离不小于40cm1.2.2发挥要求1能够显示物体中画笔所在位置的坐标2控制物体沿板上标出的任意曲线运动见图1曲线在测试时现场标出线宽1.5 1.8c m总长度约50cm黑色曲线的前一部分是连续的长约30cm 后一部分是两段总长约20cm 的间断线段间断距离不大于1c m 沿连续曲线运动限定在200s 内完成沿间断曲线运动限定在300s内完成3其他2系统设计与实现2.1系统的总体设计方案系统主要通过键盘输入四种指令坐标自定80cm100cm 15cm15cm15c m15c m O ABCD原点海海军军航空工程程学学院学报2006年第3期368义画圆寻迹其中坐标代表物体从某一坐标点到达设定的另一坐标点自定义代表物体作自行设定的运动画圆代表物体作画圆运动寻迹代表物体沿黑线轨迹前进四种指令通过L C D显示器显示出来同时L C D 显示器提示输入各个坐标如当选择坐标指令时提示输入某点坐标值当选择画圆指令时提示输入原点坐标值输入完毕后凌阳单片机SPCE 061A [1]控制步进电机完成相应动作当物体作寻迹运动时凌阳单片机接受由8个红外传感器组成的物体寻迹模块的信号做出相应的判断控制电机的运转完成动作系统总体原理[2]框图如图2所示图2系统总体原理框图2.2系统单元电路设计2.2.1步进电机驱动电路采用两个三相的步进电机型号为55BF004步进电机工作的原理是步进电动机将电脉冲信号转换成直线位移或角度位移步进电动机的运动由一系列电脉冲信号控制完成单片机每输出一个脉冲步进电机就转动一个角度或前进一步它的位移与输入脉冲的数目成正比速度与脉冲频率成正比电机驱动电路[3]如图3所示此电路图画出的是步进电机其中一相的驱动电路另外三相的驱动电路与此电路图相同其工作原理为单片机输出脉冲通过光耦合器与电动机驱动部分电路隔离实现小信号电路控制大功率电路的目的在此我们让电机工作在三相六拍工作方式步进电机方向控制的原理为设置某一方向为正方向其三相六拍各相输入方式示意为A B C各代表一相输入A A BBB C CC A A 那么反向应该是A A C C C B B B A A 这样可以控制电机转向步进电动机速度控制原理为控制步进电动机的运行速度可以通过控制单片机发出脉冲的频率或者换相的周期来实现图3步进电机的一路驱动电路2.2.2红外传感器电路红外传感器电路[4]包括发射电路和接收电路两部分发射电路见图4电路由555定时器发射占空比可调的方波信号输入三极管b 极使三极管工作在开关状态驱动红外发射管发射红外线接收电路见图5电路中红外接收管接收到红外线时导通无红外时截止导通时L M 339的7端输入为低截止时输入为高经LM 339以及后面电路进行信号调理后输出T T L电平信号送给单片机图4红外发射电路图5红外接收电路2.3系统的软件设计系统的软件主要完成对整个过程的整体统筹把每个分任务通过程序联系起来对硬件输入的各种信号进行相应处理完成动作SPC E061A物体寻迹模块电机驱动模块键盘输入LCD 显示语音播报总第87期刘华章等悬挂运动控制系统设计3692.3.1系统总的流程图根据题目的要求经过仔细分析充分考虑各种因素制定了整体的设计方案系统开始检测键盘等待输入各种命令当有命令输入时调用该命令所对应子程序完成各种命令同时显示数据系统总的流程图如图6所示图6系统总的流程图假设物体从C 点运动到D 点见图1A 点坐标为15115B点坐标为95115C 点坐标为x n ,yn D点坐标为x n+1,yn+1则22)115()15(AC n n y x +=22)115()95(BC n n y x +=2121)115()15(AD +++=n n yx 2121)115()95(BD +++=n n yx 则左电机的拉伸距离为L S=A D A C 右电机的拉伸距离为RS=B D B C 物体从原点到设定坐标点软件流程图如图7所示图7物体从原点到设定坐标点的流程图2.3.2控制物体作圆周运动的软件设计把一个半径为25c m 的圆周平均分成360等份计算出圆周线上各个分点的坐标首先物体放到圆周左侧然后物体沿着各个点依次走下去即完成了画圆物体作圆周运动如图8所示图8物体作圆周运动示意图由上图可得n 点X 轴坐标为)180/14.3cos(250×=n x xn (5)n 点Y 轴坐标为)180/14.3sin(250×+=n y yn (6)同理可求得n +1点的坐标x n+1,yn+1点调用坐标子程序控制电机拖动物体从而实现画圆控制物体作圆周运动软件流程图如图9图9控制物体作圆周运动的流程图2.3.3控制物体寻迹运动的软件设计物体上的寻迹红外传感器的分布如图10所示8只传感器均匀分布在圆周上传感器相互间的距离不宜过大否则会增大运动轨迹与黑线的误差也不宜过小否则相邻传感器打到白纸上的红外光会互相串入引起干扰从而产生误动作寻迹的原理如图11所示首先把8个传感器中的一个放于黑线的起点当从键盘输入寻迹指令时物体开始沿探测到黑线的这个传感器与中心点O 的连线的方向前进此时检测此传感器相邻的4个传感器是否压黑线如果没有压黑线则使物体继续保持原方向运动如果压黑线则使物体沿当前压黑线的传感器与中心点O 的连线的向前进此时同样需要检测当前传感器相邻的4个传感器是否压设定当前坐标检测键盘输入目标坐标进入画圆子程序进入坐标子程序寻坐标自定义寻黑线画圆输入运行轨迹进入自定义曲线子程序输入圆心N 进入黑线子程序坐标合理YYYYYNNN 开始N 计算A C -A D 的值输入目标坐标Y NYNN开始计算BD -B C 的值电机步数设置左边电机完成运动左边电机停止右边电机完成运动左右均到达目标右边电机停止Y输入圆心坐标x 0yn 赋值为0判断圆心坐标是否合理计算x n+1y n +1的值调用寻坐标子程序实现从x n y n 点到x n+1y n+1点n 加1n 360?开始n+1OnN N+1海海军军航空工程程学学院学报2006年第3期370黑线如此循环检测可以解决任意曲线的寻迹如果传感器在3s 之内没有发现黑线则说明物体已经全部离开黑线寻迹完毕重物往回运动2s 的目的是为了让重物返回黑线末端图10物体上的寻迹红外传感器位置分布图图11控制物体寻迹运动的流程图3系统测试系统测试的目的是检测系统的各项功能是否达到题目要求的指标所需测试工具为米尺圆规秒表 1.8cm宽黑色胶布等系统需测试的功能项包括到达预设目标点的测试画圆的测试沿自行设定轨迹运动的测试寻迹功能测试本悬挂运动控制系统经过测试完成到达预设目标点测试画固定直径圆的测试沿自行设定轨迹运动的测试和寻黑线功能测试键盘设置灵活L C D实时显示物体所在位置坐标电机控制精确运行灵敏语音播报迅速各项指标完全符合题目要求4总结本系统以凌阳单片机61板为核心作为控制单元利用4*4键盘为输入模块用液晶显示屏显示多项指标信息实现人机交互和物体按要求运动的各项功能利用光电传感器探测黑线所处方向步进电机作为驱动物体运动装置在系统设计过程中力求硬件线路简单充分发挥软件编程方便灵活的优势来满足系统各项要求参考文献[1]罗亚非.凌阳16位单片机应用基础[M ].北京:北京航空航天大学出版社,2003:2-8[2]全国大学生电子设计竞赛组委会.全国大学生电子设计竞赛获奖作品选编2003[G ].北京:北京理工大学出版社,2005:203-207[3]黄智伟.全国大学生电子设计竞赛训练教程[M ].北京:电子工业出版社,2005:115-117[4]何希才.传感器及其应用电路[M ].北京:国防工业出版社,2001:89-92D esi gn of ha ngi ng m ovem e nt cont r ol syst emL I U H uaz ha ng 1Z H A N G Che nl i ang 1T A N G Ji anhua21D epar t m ent of El ect r oni c and I nf orm at i on Engi neer ing N AEI2D epar t m ent of Trai ni ngN AEIY antaiShandong264001bst A bs t r act :The sys t em adopt s t he M CU SPCE061A as t he ker nel t o cont r ol t he m ovem ent of t hesubj ect .I t can i dent i f y t he i nput of t he keyboard,gat her t he i nf or m at i on fr omt he i nf rar ed w ave sens or s ,and cont r ol t he dri vi ng ci r cui t of m ot or devi ce.A ccordi ng t o t hat t he l engt h of t he r ope i s uni que for each pos i t i on of t he s ubj ect ,cont rol l i ng t he m ovem ent of t he m ot or t o change t he l engt h of t he r ope can r eal i ze t he pos i t i on change of t he s ubj ect .The det ect i on of t he bl ack t hr ead i s real i zed by r ef l ect i on i nf rar ed w ave s ens ors i n order t o as sur e t he subj ect m ove al ong w i t h t he bl ack t hread dr aw n ar bi t rar y.I n t he des i gn,i t can aut om at i cal l y ar r i ve at t he posi t i on s et arbi t rar y,sket ch a ci r cl e and s o on.ey or ds K ey w ords :M C U ;i nf rar ed w ave s ens or ;s t ep-m ot or红外传感器上下右左左上右上左下右下开始重物保持此传感器方向运动时间是否超过2sNNYY返回主程序确定当前压黑线传感器的位置从零开始计时检测此传感器左右90°范围的传感器是否压黑线重物停止运动使重物保持此传感器方向运动重物朝此传感器相反方向运动1s。
悬挂运动控制系统的设计
悬挂运动控制系统的设计本毕业设计课题是属于教师拟定性课题，主要是研究基于单片机的对步进电机的有效控制。
步进电机是一种能将数字输入脉冲转换成旋转或直线增量运动的电磁执行元件，每输入一个脉冲电机转轴步进一个步距角增量。
电机总的回转角与输入脉冲数成正比例，相应的转速...<P>本毕业设计课题是属于教师拟定性课题，主要是研究基于单片机的对步进电机的有效控制。
步进电机是一种能将数字输入脉冲转换成旋转或直线增量运动的电磁执行元件，每输入一个脉冲电机转轴步进一个步距角增量。
电机总的回转角与输入脉冲数成正比例，相应的转速取决于输入脉冲频率。
<BR> 步进电机是机电一体化产品中关键部件之一，通常被用作定位控制和定速控制。
步进电机惯量低、定位精度高、无累积误差、控制简单等特点。
广泛应用于机电一体化产品中，如：数控机床、包装机械、计算机外围设备、复印机、传真机等。
<BR><BR> Abstract<BR>This article mainly elaborated has been hanging the movement control system merit, introduced was hanging the movement control system function, the principle and the design process. Is hanging the movement control system is one of in control engineering domain important applications, its main target is to is controlled the object the movement condition, including path, speed and position implementation check. The movement control system compares with other control systems, has the system model simply, the check algorithm is unitary, also not complex characteristic and so on non-linearity and coupling situation. Also is precisely because the movement control system can implement to the path, the running rate, the pointing accuracy as well as the repetition precision accuracy control requirement, has the broad application foreground in each category of control engineering, therefore the movement control system has at present become in the check study application domain very much significant the research direction. Through the monolithic integrated circuit to stepping monitor check, implemented the motor-driven to cause the object at on the board which inclined the movement, The control section is the SST89E52 monolithic microcomputer which SST Corporation produces primarily, with when the 1602LCD liquid crystal screen and according to turned has implemented with the user interactive, through the keyboard entry different control command, the liquid-crystal display was allowed to display the setting value and the run thecoordinates. The electrical machinery control section used LM324N four to transport puts and is connected the electronic primary device voluntarily to develop the 42BYG205 stepping monitor actuation electric circuit to implement the electrical machinery accuracy control. The algorithm partially for will suit the monolithic integrated circuit system to operate carries on optimizes many times, will reduce the microprocessor the operand. Has completed the object voluntarily the movement and according to the different setup path movement. <p class='Uux450'></p> <BR>Key words Magneto; 1602LCD; LM324N; Drive circuit <pclass='Uux450'></p> </P><P> 选择步进电机时，首先要保证步进电机的输出功率大于负载所需的功率。
悬挂运动控制系统(上)
悬挂运动控制系统(上)摘要悬挂运动是一种现代化的运动方式，已被广泛应用于体育赛事和健身领域中。
悬挂运动的优点在于能够全面锻炼身体，提高协调性和柔韧性。
然而，悬挂运动的高度要求和复杂性也提出了对其运动控制的要求。
本文提出一种悬挂运动控制系统，包括传感器、运算器和执行器等部件，能够准确控制悬挂运动的高度和姿态，保证安全性和有效性，并且该系统可以轻松地添加或减少悬挂绳索以适应各种不同的悬挂运动。
关键词：悬挂运动，控制系统，高度姿态，安全有效性，灵活性。
正文1. 介绍悬挂运动是一种现代化的运动方式，它被广泛应用于体育赛事和健身领域中。
悬挂运动的优点在于能够全面锻炼身体，提高协调性和柔韧性。
然而，悬挂运动的高度要求和复杂性也提出了对其运动控制的要求。
2. 系统组成本文提出的悬挂运动控制系统由传感器、运算器和执行器等几个部件组成。
其中，传感器用于检测悬挂绳索的高度和姿态，运算器用于处理传感器数据并指导执行器调整悬挂绳索的高度和姿态。
3. 运行原理在悬挂运动期间，传感器通过检测绳索的弯曲程度和角度以及重量变化等数据，将这些数据传递给运算器。
运算器根据传感器数据计算出制动力和调整绳索姿态所需的参数，并将命令发送给执行器。
执行器调整绳索的高度和姿态，一旦悬挂高度或姿态超过设定范围，运算器会通过控制信号发出警报或制动，确保安全性。
执行器可以以较大的精度控制悬挂高度和姿态，使悬挂运动变得更加灵活和精确。
4. 系统特点本文提出的悬挂运动控制系统具有以下几个特点：（1）准确控制悬挂运动的高度和姿态，保证安全性和有效性。
（2）可适应不同的悬挂运动，可以轻松地添加或减少悬挂绳索以适应不同的运动。
（3）高精度的执行器能够提供精准的悬挂调节，使悬挂运动变得更加灵活和精确。
5. 结论本文提出的悬挂运动控制系统为悬挂运动提供了高精度、安全、可靠的控制手段。
通过控制悬挂运动的高度和姿态，可以保证悬挂运动的安全和有效性，使其在体育赛事和健身领域发挥更大的作用，具有广阔的应用前景。
悬挂运动控制统设计方案
悬挂运动控制系统研制报告摘要：悬挂运动控制系统能够用两个电机来实现控制一个点做轨迹运动。
系统能够通过键盘设定运动点的坐标参数，能够在限定的时间内画出自行设定的运动的轨迹，也可实现画圆形轨迹的运动。
其系统是由单片机AT89S51实现中心控制的，通过单片机强大的逻辑计算能力实现两电机转速的控制，以达到运动点的正常运动，利用它端口资源的优势以实现键盘的控制和显示的输出，以达到人机交流。
关键词：悬挂运动步进电机单片机1. 系统设计1.1 设计要求设计一电机控制系统，控制物体在倾斜（仰角≤100度）的板上运动。
在一白色底板上固定两个滑轮，两只电机（固定在板上）通过穿过滑轮的吊绳控制一物体在板上运动，运动范围为800CM×100CM。
物体的形状不限，质量大于100克。
物体上固定有浅色画笔，以便运动时能在板上画出运动轨迹。
板上标有间距为1CM的浅色坐标线（颜色不同于画笔颜色）左下角为直角坐标原点。
基本要求：1.控制系统能够通过键盘或者其他方式任意设定坐标点参数；2.控制物体在80CM×100CM的范围内作自行设定的运动，运动轨迹长度不小于100 CM，物体在运动时能够在板上画出运动轨迹，限300秒内完成；3.控制物体作圆心可任意设定、直径为50CM的圆周运动，限300秒内完成；4.物体从左下角坐标原点出发，在150秒内到达设定的一个坐标点（两点间直线距离不小于40CM ）。
1.2 总体设计方案1.2.1 设计思路题目要求设计一个悬挂运动控制系统,能够用两个步进电机控制一点做轨迹运动。
所以系统设计中必须有一个可以计算与控制的控制系统, 它可以计算出两个步进电机各自的转速方向和转速并且有一个可以驱动电机转动的驱动电路,以及人机交流的键盘输入和显示电路,供给系统能量的电源电路。
其系统的基本组成方框图如图1-1所示。
1.2.2 方案论证与比较1. 控制系统的设计方案的论证与选择方案一:采用单片机为控制中心的控制系统。
悬挂运动控制系统概要
1悬挂运动控制系统纲要：本设计采纳一块 STC单片机 STC89S52作为悬挂物体的控制和检测核心，悬挂物体在倾斜（仰角不大于 100 度）的板上能够进行随意轨迹的运动，包含直线运动、圆周运动、随意曲线运动等。
系统能经过键盘输入自行设定的坐标点参数，物体可依据给定的坐标地点作定点运动和自行设定的曲线运动，在运动的过程中能在板上画出运动轨迹，并能沿随意给定的用黑线表记的曲线轨迹运动。
本系统同时拥有显示目前物体地点坐标的功能。
系统采纳反射式光电传感器感知与坐标纸颜色有很大差别的黑色指引线，使用两个两相步进电机，电机驱动采纳集成芯片 L298N，经过单片机给定的控制信号进行换相，可灵巧方便地对步进电机的速度和转向进行控制。
重点字：悬挂物体，光电传感器，双步进电机，STC89S52，L298N1.系统设计1.1 设计要求基本要求（1）控制系统能够经过键盘或其余方式随意设定坐标点参数；（2）控制物体在 80cm×100cm的范围内作自行设定的运动，运动轨迹长度不小于100cm，物体在运动时能够在板上画出运动轨迹，限300 秒内达成；（3）控制物体作圆心可随意设定、直径为50cm的圆周运动，限 300 秒内达成；（4）物体从左下角坐标原点出发，在 150 秒内抵达设定的一个坐标点 ( 两点间直线距离不小于 40cm)。
发挥部分（1）能够显示物体中画笔所在地点的坐标；（2）控制物体沿板上标出的随意曲线运动 ( 见表示图 ) ，曲线在测试时现场标出，线宽～，总长度约 50cm，颜色为黑色；曲线的前一部分是连续的，长约 30cm；后一部分是两段总长约 20cm的中断线段，中断距离不大于 1cm；沿连续曲线运动限制在 200 秒内达成，沿中断曲线运动限制在 300 秒内达成；（3）其余。
整体设计方案系统整体方案悬挂运动控制系统整体方框图如图 1.2.1 所示。
系统包含控制器模块、光电检测模块、电机驱动模块、键盘显示模块四个部分。
悬挂运动控制系统
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（ 国 矿 业 大 学 信 息 与 电 气 工 程 学 院 江 苏省 徐 州 ２ １ １ ） 中 ２ 】 ６ 摘 要 ： 悬挂运 动控 制 系统 以 Ａｔ ｇ ｌ 该 ｍｅ ａ６单 片机 为控制核 心 ， 控制 直 流减速 电机 驱动 电路 、 晶显 示 电路 和键 盘扫 描 电路 液 的协调 工作 ， 实现基本 绘 图和 显 示功能 。基 本设 计构想 为 ： 用 ＡＶ 单片机 通过 输 出 Ｐ 使 Ｋ ＷＭ 方 渡控制 两个 直流减速 电机 的 转速 ，利 用 两个 阻值 为 ２ ｋ可 旋 转 １ ２ Ｏ圈 的 电位 器作 为角 度传 感 器 。使 电机 通过 穿过 滑轮 的 吊绳 带 动绘 图笔 在绘 图板 （５ｍ＊ １ｍ） ４ ｃ ４ ｃ 上移 动 ， 而绘制 出相应 的运 动轨迹 。 图笔在 绘 图板 上 的位置 坐标 由 吊绳 的长度 来确 定 ， 由单 片机 驱动 液 从 绘 再 晶屏 将 它显 示 出 来 。 关键 词 ： 片机 ； 单 直流减 速 电机 ； 电位 器 ： 悬挂 中 图分 类号 ： Ｐ １ Ｔ３２ 文献标 识码 ： Ａ
（ — ｌ） 十 Ｊ ５ ０ Ｙ ｒ ｓ ３ （ 一 ８ ）＝Ｒ ， （ ＋９ ）＋ ｙ一 ８ ） ＝ ８ （ ５ ０
其 中， Ｙ表 示 区域 内任意一 点到 右 电机 的距 离。Ｒ Ｒ Ｚ表 示区 域 内任意 一点到 左 电机 的距 离。 则可解 得 ＝ 一 Ｙ ＋ ５ ２） ２ （ Ｒ ２２ ８ １ ２ ９ ／２
下：
Ｐ Ｂ和 Ｐ ０ Ｐ ２ Ａ 到 Ａ 用于控制液晶屏的显示并不断对其扫描；
Ｐ １ 于控 制电机 ； Ｄ ７用 Ｐ ｃ口作 为键 盘 的输 入 口， 菜单 式的 功能选择 实现
悬挂运动控制系统
悬挂运动控制系统设计报告摘要：本系统以TI公司生产的高性能，低功耗MSP430单片机为控制核心，通过所需运动轨迹曲线的参数方程,建立运动控制模型，并对两组步进电机采用一定的算法进行控制，实现了悬挂画笔在给定的范围内的定点运动、任意曲线运动、显示坐标以及做圆心可任意设定的圆周运动等功能。
关键词：悬挂运动控制MSP430 步进电机一、方案的选择与比较1．主体控制方案比较本题目要求设计一个电机控制系统，能够实现指定位移转换、画圆、循迹运动等。
系统主要由电机模块，速度检测模块，，循迹模块，主控制模块组成。
重点在于电机的精确控制与位移的精确计算。
下面分别论证这几个模块的选择。
1.1主控制系统的论证与选择方案一：选用STC89C52等51系列芯片价格便宜，应用范围广，运转速度慢，抗静电抗干扰弱；方案二：选用MSP430芯片运转速度块，抗静电抗干扰强。
方案比较：STC89C52等51系列内部寄存器等资源较少，处理速度慢。
MSP430内部资源丰富，处理速度快,稳定性高。
本系统对控制芯片要求较高，需要大量数据处理。
考虑到电路的简便性及快速性，我们采用方案二。
1.2电机论证与选择方案一：步进电机。
在非超载的情况下，电机的转速、停止位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲数，而不受负载变化的影响。
每给一次脉冲信号，电机能够转过一个步距角。
而采用专用驱动块，通过细分器的将输入控制脉冲细分，可以更加的精确。
步进电机定位准确，精度高，可控制性强。
这样我们就可以根据驱动脉冲总数来计算绳子所走过的路程，从而得出坐标和时间。
方案二：直流减速电机。
此电机在正常通电状态下，转速平稳，角度的变化也近乎连续，控制简单方便。
方案三：舵机。
舵机是一种位置伺服的驱动器，适用于那些需要角度不断变化并可以保持的控制系统。
具有良好的速度控制特性，在整个速度区内可实现平滑控制，几乎无振荡，减速效率可达90%以上，可完成较高精确位置控制。
方案比较：直流减速电机角度变化连续，无法做到精确地起停控制。
悬挂运动控制系统
悬挂运动控制系统
悬挂运动控制系统是指针对车辆悬挂系统的运动控制，通过使用传感器、电子控制单元和执行器等设备，控制车辆的悬挂系统，以提高车辆操控性、平顺性和舒适性。
该系统能够根据车辆的行驶状态及路面情况，智能调整悬挂系统硬度、高度和阻尼等参数，以达到最佳的行驶效果。
同时，悬挂运动控制系统还能够通过提高车辆在高速行驶时的稳定性和降低车身倾斜来提高车辆的安全性。
当前，许多高端汽车品牌已经将悬挂运动控制系统加入到其商用车型中，使得车辆性能和驾驶体验得到了极大提升。
悬挂运动控制系统
悬挂运动控制系统【摘要】：悬挂运动控制系统的设计分为硬件设计和软件设计。
为了满足发展的不断需要，广大设计人员正寻求从硬件和软件两个方面取得更大的突破。
【关键词】：悬挂运动；运动控制系统中国分类号：TN-9 文献标识码：A 文章编号：1002-6908(2007)0120030-01近二十年来，科学技术突飞猛进。
随着电力电子技术、计算机技术和控制理论的发展，使得电机的应用不再局限于工业应用，而且在商业及家用设备等各个领域获得更加广泛的应用，而随着新材料如稀土永磁材料Nd-Fe-B、磁性复合材料的出现，更给电机设计插上翅膀，各种新型、高效、特种电机层出不穷。
这些都极大地丰富了电机理论，拓宽了电机的应用领域，同时也给电机设计和制造工艺提出更高的要求。
当今世界，工业生产越来越要求自动化、省人力、效率高，工厂里的很多自动化控制系统都用到了电机。
综上所述，研究如何来控制电机的转动在当今世界具有很强的现实意义和经济价值。
目前悬挂运动控制系统在国内外许多行业中都有着广泛的应用，随着社会的发展，人们对悬挂运动控制系统提出了更多更高的要求。
悬挂运动控制系统的设计分为硬件设计和软件设计。
为了满足发展的不断需要，广大设计人员正寻求从硬件和软件两个方面取得更大的突破。
悬挂运动控制系统应解决的主要问题是控制器如何来控制电机的转动，通过控制器发出驱动脉冲，让两个电机转动改变两段吊绳的长度，从而使吊绳上悬挂的物体在倾斜（仰角≤100度）的板上运动。
在物体上固定有浅色的画笔，以便运动时能在板上画出运动轨迹。
整个系统的设计分为硬件设计和软件设计两部分。
硬件设计的核心是控制模块，主要解决单片机与电机的接口和电机的驱动。
软件设计主要针对悬挂物体做各种不同的运动进行编程。
本次设计要求做定点运动和圆周运动。
1. 系统方案选择1.1 系统基本方案根据题目要求，系统可以划分为控制部分和信号检测部分。
其中信号检测部分为光电板面检测模块。
控制部分包括：电机驱动模块，显示模块，控制器模块，键盘输入模块四个基本模块，模块框图如图1所示：1.2 系统各模块的最终方案经过方案论证与比较，决定系统各模块的最终方案如下:(1)采用AT89C52作为系统控制器的CPU；(2)采用步进电机控制；(3)直接采用MDA-2-15步进电机驱动器驱动步进电机.(4)采用128*64 LCD液晶显示器显示(5)采用4*4键盘输入；(6)采用光电传感器ST178检测；2. 系统的硬件设计与实现2.1系统硬件的基本组成部分系统组成分为传感器检测部分和智能控制部分。
悬挂运动控制系统报告
悬挂运动控制系统摘要：本系统以MSP430F449单片机最小系统为控制核心，分为步进电机控制模块、红外检测模块、人机交互模块等部分。
该系统可通过键盘任意设置坐标点参数；控制质量大于100g的物体在仰角不大于100°的80cm 100cm白板上作自行设定的运动，物体携带画笔在白板上画出运动轨迹；控制物体沿板上标出的任意黑色间断曲线运动；实时显示物体所在位置的坐标。
系统完成各项指标，界面友好。
关键字：红外检测步进电机MSP430单片机目录一、方案的设计 (1)1.1、方案的选择与论证 (1)1、电机的选择 (1)2、传感器的选择 (1)3直线算法的选择 (1)4、画圆算法的选择 (1)5、画笔的控制 (2)1、2、方案的确定 (2)二、理论分析与计算 (2)2.1坐标点参数的计算 (2)2.2直线的计算 (3)三、系统单元电路设计 (4)1、红外传感器连接电路 (4)2、步进电机驱动电路 (4)3、画笔设计 (4)四、软件设计 (5)五．调试与实验结果 (5)1.画直线功能测试 (5)2、画圆功能测试 (6)3、循迹功能测试 (6)六、参考文献 (6)一、方案的设计1.1、方案的选择与论证1、电机的选择方案一：使用直流电机驱动画笔。
直流电机能实现连续运转，只要型号选择合适，其驱动能力足以使画笔在限定的时间内画出足够长的线。
但直流电机运行时的惯性比较大，不同的运行方式进行切换时，延时较长，画出的图形不能满足题目要求。
方案二：选用步进电机。
步进电机是将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制元件。
在非超载的情况下，电机的转速、停止的位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲数，而不受负载变化的影响；而且步进电机只有周期性的误差而无累积误差，因而用步进电机来控制位置比用直流电机简单，故采用此方案，使用两相四线式步进电机。
2、传感器的选择方案一：可见发光二极管与光敏二极管组成的发射-接收电路。
这种方案的缺点在于其他环境光源会对光敏二极管的工作产生很大干扰，一旦外界光照条件改变，就很可能造成误判和漏判：虽然采取超高亮发光管可以降低一定的干扰，但这又将增加额外的功耗。
悬挂运动控制系统
悬挂运动控制系统摘要：本系统采用MC9S12XS128单片机作为悬挂控制系统的检测和控制核心，实现通过人机界面对物体所作运动进行设定，通过OLED实时显示此时画笔所在的坐标值；系统具有可画出相应的运动轨迹，可自动跟踪曲线运动。
运动参数的设定通过单片机外扩底板的键盘输入，系统通过比较当前画笔所在位置与设定位置的差异以及运动类型，控制步进电机完成相应运动；曲线的循迹跟踪采用红外传感器来实现；在软件控制上采用了Divide & Conquer和"探测、预测"相结合的方法把画笔所要作的复杂运动分解成简单的直线运动，然后控制电机实现。
关键字：Divide & Conquer、步进电机、红外传感器、MC9S12XS128第1章引言运动控制是自动化技术的重要组成部分，是机器人等高技术领域的技术基础，已取得了广泛的工程应用。
运动控制集成了电子技术、电机拖动、计算机控制技术等内容，例如在工厂、码头往往需要将货物从一点搬往另一点，如使用悬挂控制系统更方便、安全。
在此基础上还可设计成基于三线悬挂结构的运动控制装置。
所谓三线悬挂是指，将三根缆线系于一点并悬挂重物，且三根缆线分别挂在三个固定滑轮上，其长度由电机驱动的三个绕线轮分别控制，从而控制悬挂重物在三维空间中的位置。
其中原理和悬挂轨迹控制系统一样的。
悬挂轨迹控制系统是一电机控制系统。
为满足控制需要，本系统采用MC9S12XS128单片机作为核心器件，编码器为物体速度数据采集以及反馈器件，以芯片L298N驱动的步进电机为执行设备，外扩键盘和OLED显示为人机接口的结构方式。
算法方面通过以微小直线为最小单位运行的策略，完成较为复杂的长直线、圆周和不确定曲线。
系统软件将物体运动的坐标转化成悬绳伸缩的距离，获得步进电机最小单位转动弧度，再通过转盘与步进电机中心轴的比例核对，进而计算出步进电机需要转动的卡数，从而控制绳子的伸缩长度，并引入局部闭环反馈控制环节对误差进行修正，设置按键调节存在的微小误差。
悬挂运动控制系统c程序
uchar Kong[17]=" "; //空格不能删
uint Function; //菜单键
uint Ok; //确认键
uint x0; //当前坐标
#include <hidef.h> /* common defines and macros */
#include <math.h>
#include "derivative.h" /* derivative-specific definitions */
#define CW_0 PORTB_PB0 //步进电机转向控制
{
TIOS=0x00; //T口为输入模式
TCTL4=0x55; //T0 T1口捕捉上升沿
TSCR1=0x80; //定时器 计数器使能
TIE=0xFF; //中断使能
TFLG1=0xFF; //清中断标志位
/*写指令数据到LCD */
/*RS=L，RW=L，E=高脉冲，D0-D7=指令码。 */
/***************************************************/
void write_com(uchar com)
HALF_1=1;
RES_1=1;
ENABLE_1=1;
}
/*******************************************/
/* LCD初始化设定 */
#define LCD_EN PORTK_PK2
#define LCD_DAT PTM
悬挂运动控制系统
E题悬挂运动控制系统作者：黄均庭梁庆林朱庆（深圳大学）赛前辅导教师：钱恭斌文稿整理辅导教师：张力一、任务设计一电机控制系统，控制物体在倾斜（仰角≤100°）的板上运动。
在一白色底板上固定两个滑轮，两只电机（固定在板上）通过穿过滑轮的吊绳控制一物体在板上运动，运动范围为80cm×100cm。
物体的形状不限，质量大于100 g。
物体上固定有浅色画笔，以便运动时能在板上画出运动轨迹。
板上标有间距为1cm的浅色坐标线(不同于画笔颜色），左下角为直角坐标原点，示意图如E-1。
1. 基本要求①控制系统能够通过键盘或其他方式任意设定坐标点参数；②控制物体在80cm×100cm的范围内作自行设定的运动，运动轨迹长度不小于100cm, 物体在运动时能够在板上画出运动轨迹，限300s内完成；③控制物体作圆心可任意设定、直径为50cm的圆周运动，限300 s内完成；④物体从左下角坐标原点出发，在150 s内到达设定的一个坐标点（两点间直线距离不小于40 cm。
2.发挥部分①能够显示物体中画笔所在位置的坐标；②控制物体沿板上标出的任意曲线运动（如图E-1),曲线在测试时现场标出，线宽1.5-1.8cm,总长度约50 cm,颜色为黑色；曲线的前一部分是连续的.长约30 cm;后一部分是两段总长约20 cm的间断线段，间断距离不大于1 cm;沿连续曲线运动限定在200 s 内完成，沿间断曲线运动限定在内完成；3008③其他。
三、评分标准四、说明①物体的运动轨迹以画笔画出的痕迹为准，应尽量使物体运动轨迹与预期轨迹吻合，同时尽量缩短运动时间；②若在某项测试中运动超过限定的时间，该项目不得分；③运动轨迹与预期轨迹之间的偏差超过4cm时，该项目不得分；④在基本要求③、④和发挥部分②中，物体开始运动前，允许手动将物体定位；开始运动后，不能再人为干预物体运动；⑤竞赛结束时，控制系统封存上交赛区组委会. 测试用板（板上含空白坐标纸）测度时自带,摘要本系统采用两块AT89C51RC2单片机作为控制核心，由键盘操作实现、画笔的提笔落笔控制、绘制任意图形、显示画笔当前位置、跟踪连续或间断黑线等功能。
悬挂运动控制系统
悬挂运动控制系统摘要:本系统以实现对悬挂物体精确控制为目的，采用总线结构，各功能模块独立设计，由主控芯片统筹调度，高效而快捷地实现了系统各项功能。
系统以协定好的总线数据包为通信纽带，多块高性价比的A VR MCU 构成主从控制网络，各模块分散控制，自主设计的H型恒流电路完成电机驱动，独特的双液晶显示实现友好的人机交互界面以及对系统状态的直观而实时的监控，巧妙的电机-双探测器寻迹方式保证了轨迹跟踪具有极宽的探测范围和很高的跟踪精度，全浮点的算法使得字长效应对控制精度的影响减到最小。
基于可靠的硬件设计，高效的软件算法，整个系统具有相当高的性能。
关键词：总线电机-双探测器寻迹实时界面Abstract：This system is designed with the purpose of controlling the suspended object precisely, adopting Bus architecture. Each function module is designed dividedly, commended by Master Chip, performing each system function effectually and quickly.System communicate through message packets meeting with protocol which is the tache connecting system modules as a whole, constructing the master-slave control net made up by several A VR MCU of high perform-price ratio, realizing dispersed control .Self-designed H-type constant-current circuits complete the task of driving the motors excellently. Special Double-LCD achieve a friendly human-machine interactive interface, and monitor the system state directly and Real-time. Skillful motor-double detector seeking-trace mode guarantees very large detect area and tracing precision. All floating-point arithmetic reduce the finite-byte-width effect to smallest.Base on reliable hardware and effectual software design, this system is qualified with quite high performs.Keyword:Bus motor-double detectors tracing Real-time interface目录摘要 (1)Abstract (1)目录 (2)第一章总论 (4)1.1 作品介绍 (4)1.2 设计概述 (5)1.3方案论证及比较 (7)1.3.1 总体方案选择 (7)1.3.2 微控制器的选择 (7)1.3.3 电机驱动模块的论证与选择 (8)1.3.4 寻迹方式的论证与选择 (9)1.3.5 供电方式的选择 (10)第二章基于总线结构的电路原理分析和设计 (11)2.1 硬件电路总体设计思路 (11)2.2 主机模块设计 (12)2.2.1 串行通信概述 (12)2.2.2 主机模块电路设计 (12)2.3 人机交互界面设计 (13)2.3.1 人机交互模块电路设计 (13)2.3.2 LCD1显示界面设计 (15)2.3.3 LCD2仿真液晶显示设计 (16)2.4 电机驱动模块设计 (17)2.4.1 步进电机简述 (17)2.4.2 模块电路总图 (18)2.4.3 恒流电路 (18)2.4.4 H型驱动电路 (18)2.5 跟踪寻迹模块设计 (19)第三章系统软件设计 (21)3.1系统软件概述 (21)3.1.1 串行通信程序设计 (21)3.1.2 总线数据块格式 (22)3.2 主机模块程序设计 (23)3.3 人机交互界面模块程序设计 (25)3.3.1 LCD工作简述 (25)3.3.2 LCD1及键盘程序流程图., (25)3.3.3 LED及无线发射模块程序设计计 (26)3.3.3 LCD2程序设计 (26)3.4 电机驱动模块程序设计 (27)3.5 电机寻迹模块程序设计 (27)第四章系统测试 (28)4.1测试仪器及方法 (28)4.2测试结果 (28)4.2.1人机界面测试 (28)4.2.2自设运动测试 (29)4.2.3圆周运动测试 (29)4.2.4设定点运动测试 (29)4.2.5轨迹跟踪测试 (29)4.3 分析总结 (30)第一章总论1.1作品介绍本系统电路主要包括四大部分，主机模块，人机交互模块，电机驱动模块，跟踪寻迹模块，其中每个模块内部又由一些更具体的功能单元或微控制部分组成。
全国电子设计大赛——悬挂控制系统
悬挂运动控制系统摘要：本系统采用STC89C54作为控制中心，由步进电机、红外收发对管、4*4键盘及中文液晶显示屏构成的悬挂运动控制系统。
该系统能自由控制悬挂物体完成自行设定运动、画圆运动、沿黑线运动等，并能正确显示物体到达的坐标位置。
关键词：控制核心；寻迹；步进电机；算法；定位1系统模块的方案比较与论证1.1 控制器模块根据题目要求，控制器模块主要用于各个传感器信号接收、控制物体运动、控制显示坐标及运动时间等。
对于控制器有以下二种方案。
方案一：采用FPGA为系统的控制器，FPGA可以实现各种复杂的逻辑功能，模块大，密度高，它将所有器件集成在一块芯片上，减少了体积，提高了稳定性，并且可应用EDA软件仿真、调试，易于进行功能控制。
FPGA采用并行的输入输出方式，提高了系统的处理速度，适合作为大规模实时系统的控制核心。
通过输入模块将参数输入给FPGA，FPGA通过程序设计控制步进电机运动，但是由于本设计对数据处理的时间要求不高，FPGA的高速处理的优势得不到充分体现，并且由于其集成度高，使其成本偏高，同时由于芯片的引脚较多，实物硬件电路板布线复杂，加重了电路设计和实际焊接的工作。
方案二：采用A T89S52单片机作为系统控制器。
单片机算术运算功能强，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。
由于其功耗低、体积小、技术成熟和成本低等优点，各个领域应用广泛。
并且，由于芯片引脚少，在硬件很容易实现。
因此，在本设计中采用A T89S52处理输入的数据并控制电机运动。
综合上述两种方案，方案二较为简单，可以满足设计要求。
1.2电机的选择方案一：采用直流电机。
直流电机具有最优越的调速性能，主要表现在调速方便（可无级调速）、调速范围宽、低速性能好（起动转矩大、起动电流小）、运行平稳、噪音低、效率高等方面，但是控制复杂，定位精度差，积累误差大等缺点。
方案二：采用步进电机。
步进电机具有控制简单、定位精确、无积累误差等优点。
悬挂运动控制系统创新设计
《机械创新设计》课程设计2机械创新设计说明书悬挂运动控制系统创新设计院（系）机械工程学院专业机械电子工程班级 11机电2班学生李楠任课老师严天宏2014 年12 月15 日1目录1摘要 (3)2系统设计要求 (4)3方案设计 (5)3.1控制方案选择 (6)3.2电机选择 (7)3.3电源部分方案选择 (7)3.4寻线机构设计以及TRIZ理论应用 (8)3.5其它部件的机构选择 (9)3.5.1顶部滑轮 (9)3.5.2传输线 (10)3.5.3电机轴套 (10)3.5.4重物 (10)4软件设计 (11)4.1点到点移动的设计 (11)4.2画圆方案设计 (12)4.3自定义轨迹设计方案 (12)4.4实时显示点坐标设计方案 (12)4.5寻迹程序设计 (13)5部分程序附录 (13)6参考资料 (15)7致谢 (16)21摘要在现代的工业控制、车辆运动和医疗设备等系统中，悬挂运动控制系统的应用越来越多，在这些系统中悬挂运动部件通常是具体的执行机构，因而悬挂部件的运动精确性是整个系统工作效能的决定因素，而在实际中实现悬挂运动控制系统的精确控制是非常困难的。
靠改变悬挂被控对象的绳索长短来控制被控对象运动轨迹的悬挂运动控制系统，在生产控制等领域有很广的应用范围，但受技术上的制约，使用也有一定限制。
悬挂轨迹控制系统是一电机控制系统，控制物体在80cm*100cm的范围内作直线、圆、寻迹等运动，并且在运动时能显示运动物体的坐标。
设计采用STM8单片机作为核心器件实现对物体运动轨迹的自动控制，通过多圈电位器实现对悬挂物位置的精确测量，并引入局部闭环反馈控制环节对误差进行修正。
以达到对物体的控制和对坐标点的准确定位。
采用脉冲宽度调制技术控制直流电机驱动芯片L298，以实现对电机的转速、转向、启停等多种工作状态进行快速而准确的控制。
采用红外光电传感器实现检测电机速度和画板上黑色曲线轨迹。
32系统设计要求设计一个电机控制系统，控制物体在倾斜的板上运动（仰角=100度）。
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图 １ 系统 的整 体
米 收 稿 日期 ：０ ０— — ８ ２ １ ０ ０ ４
作者简介 ： 李小松 （ ９８ ） 男 ， 士 ， １７ 一 ， 硕 主要从事控制理论与控制工程研究 。
四 川 兵 工 学 报
Ｖ
图 ２ 电机 驱 动 电路
键 盘输 入 电路 我 们 采用 的是 ４× ４矩 阵键 盘 电路 。１８４的控 制 原 理 图 和键 盘 输 入 电 路 如 图 ３和 图 ４所 示 。 ２６
机对悬挂物体进行开环运动控制 。系统最大特 点在于其 软件设计 使用层 次化 、 模块 化设计方 法和控制 算法 ， 因
此 得 以简 化 和 快 速 开 发 。
关键词 － 步进 电机 ；Ｔ ８ Ｃ ８单 片 机 ； 机交 互 ； 法 ＳＣ ９５ 人 算 中图 分 类 号 ：Ｐ ７ Ｔ ２３ 文 献 标 识 码 ： Ａ 文 章 编 号 ：０ ６— ７ ７ ２ １ ）７— ０ ９— ４ １０ ０ ０ （０ ０ ０ ０ ８ ０
电机 驱 动 模 块 采 用 Ｌ ９ 动 芯 片 以及 ２７芯 片 ，２ ８ ２８驱 ９ Ｌ ９
驱动芯片是性 能优越 的小 型直 流 电机驱 动芯 片之 一。它 可被用来驱动两个直流 电机或者是一个步 进电机 。在 ４—
４ Ｖ 的 电 压 下 ， 以提 供 ２ 的 驱 动 电 流 。 Ｌ ９ ６ 可 Ａ ２ ８还 有 过 热 自动 关 断 功 能 ， 有 反 馈 电 流 检 测 功 能 ， 合 电 机 驱 动 的 并 符 需 要 ， 用 程 序 实 现 。 电机 驱 动 原 理 图如 图 ２所 示 。 专 ２ ２ 液 晶 显 示 和 键 盘 输 入 电路 ．
制 的 原 理 及 方 法 。 本 文 介 绍 的 悬 挂 运 动 控 制 系 统 主 要 实
本 设 计 的重 点 在 于利 用 单 片 机 对 电机 的 驱 动 和 控 制 ，
现的功能是 ： 过手 动设 置参 数控 制 电机 ， 悬 挂物 体定 通 使 点运动 、 圆周运 动和循 迹运 动 等 ， 能 在运 动 的过程 中实 并 时 显 示 坐标 。
以达 到根据 电机 的动作而使 悬挂物 体在设定 范围 内、 设定
时 间 内作 设 定 运 动 ， 以 电 机 以及 电机 驱 动 的 选 择 直 接 影 所 响控 制 系统 的性 能 。基 于此 ， 统 采 用 两 相 四线 步 进 电 机 系 对 悬 挂 物 体 的控 制 。与 传 统 的 电机 相 比 ， 相 四线 步 进 电 两 机 的 转 速 、 止 的 位 置 只 取 决 于 脉 冲 信 号 的 频 率 和 脉 冲 停
ｘ ４，内置 ８９ ６ １２个 １ ６×１ 汉 字 ， 以显 示 ８× ６点 可 ４行 １ ６× １ 阵 汉 字 和 １８个 １ ８点 Ａ ＣＩ 符 集 。并 且 ， 有 ６点 ２ ６× ＳＩ字 还
低电压低功耗 等优点 。利 用该 模块 灵 活的接 口方 式和 简 单、 方便 的操作指令 ， 可构成全 中文人机交 互 图形 界面 ， 由 该模 块构成的液 晶显示方 案 与 同类 型 的图形 点 阵液晶显 示模 块相 比， 不论 硬 件 电路结 构 或显 示程 序都 要 简洁得 多 ， 该 模 块 的 价 格 也 略 低 于 相 同点 阵 的 图 形 液 晶 模 块 。 且
运动控制是 自动化技术 的重要组 成部分 ， 机器人 等 是
高 技 术 领 域 的 技 术 基 础 ， 取 得 了 广 泛 的 工 程 应 用 。运 动 已
２ 模 块 设 计 及 工 作 原 理 卜
２ １ 电 机 及 电 机 驱 动模 块 ．
控制集成 了电子技术 、 电机 拖动 、 计算 机控制技 术等 内容 。 通过悬挂运动控制 的实 现可 以很 好 的了解 和掌 握运 动控
１ 系 统硬 件 设 计
悬 挂控 制系统以单片机 Ｓ Ｃ ９ ５ Ｔ ８ Ｃ ８为悬挂 运动控 制核 心， 电路包括 ： 电源转换 ， 片机最小 系统 ， 单 键盘 接 口， 显示 器接 口， 电机驱动 电路 ， 传感器 电路 。电路 设计 简单易懂 ， 单 片机 直 接 驱 动 键 盘 和 显 示 器 ， 盘 设 定 、 晶 显 示 运 动 键 液
终 点 坐 标 或 圆 心 坐 标 ； 片 机 输 出 控 制 脉 冲 ， 过 驱 动 电 单 通
数， 而不受 负载 变化 的影 响 ， 即给 电机 加一个 脉冲信号 ， 电 机则转过一个步距角 。这一 线性关 系的存在 ， 加上 步进 电 机只有周期性 的误差 而无 累积 误差 等特 点 ， 在速 度 、 置 位 等控制领域用步进 电机来控制变 的非常的简单 。
路驱动两相 四线步 进 电机 ， 通过 程序 精确 计算 ， 现 了对 实 重物 的精确控 制 ， 可做 自行设 定 运动 ， 定 圆心 的圆周 运 设 动 。控制物体 按设 定 的任意 轨迹 运动 。系统 的整体 硬 件
框 图如 图 １ 示 。 所
液晶显示 电路采用 内部含有 国标一 级 、 级简体 中文 二 字库的 １８× ４点阵 图形液 晶显示模 块 ， ２ ６ 它具有 ４位／ ８位 并行 、 ２线或 ３ 串行多种 接 口方式 ， 线 其显 示分辨 率为 １８ ２ 第３ １卷Fra bibliotek第 ７期
四 川 兵 工 学 报
２１ ０ ０年 １ 蜀
【 自动化技术】
悬 挂 运 动 控 制 系统
李 小松 ， 马利业
（ 原科技大学 ， 原 太 太 ０ ０２ ） ３ ０ ４
摘 要 ： 析 了 悬 挂 运 动 控 制 系 统 的 工 作 原 理 和 实 现 方 法 ， 设 计 了 相应 的控 制 系 统 。 该 系 统 由 Ｓ Ｃ ９ ５ 分 并 Ｔ ８ Ｃ ８单 片 机 控 制 ， 过 液 晶屏 和键 盘 与 操 作 人 交 互 ， 过 键 盘 输 入 坐 标 位 置 ， 实 时 显 示 坐 标 信 息 ， 通 过 Ｌ ９ 动 步进 电 通 通 并 并 ２ ８驱