最新全國大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競賽-文庫吧
2025-06-11 13:55 本頁面
【正文】 件設(shè)計(jì) 6 理論分析與計(jì)算 6 總體硬件框圖 7 83 軟件設(shè)計(jì) 8 8 小球的檢測及處理 9 控制方法：PID算法 9 PID的基本含義 9 104 系統(tǒng)調(diào)試與測試 10 硬件測試 10 10 軟硬件聯(lián)合調(diào)試 11 11 115 設(shè)計(jì)總結(jié) 11參考文獻(xiàn) 12附 錄 12 1 方案比較與論證根據(jù)題目的要求和組內(nèi)討論，我們的滾球控制裝置采用飛思卡爾智能車系統(tǒng)中的K60單片機(jī)，利用攝像頭檢測小球的位置，通過自己設(shè)計(jì)的驅(qū)動(dòng)板進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，只要單片機(jī)給出相應(yīng)的控制信號(hào)，便可控制舵機(jī)工作。六軸陀螺儀MPU6050傳感器測量平板的擺動(dòng)角度，單片機(jī)控制舵機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的速度和方向，安裝在底架上與平板連接，帶動(dòng)平板擺動(dòng)傾斜，并以數(shù)字信號(hào)的形式反饋給單片機(jī)，用來調(diào)整舵機(jī)，使平板傾斜擺動(dòng)完成題目要求的小球運(yùn)動(dòng)。方案一：AT89S52單片機(jī)。AT89S52 是一種低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K 在系統(tǒng)可編程Flash存儲(chǔ)器。片上Flash允許程序存儲(chǔ)器在系統(tǒng)可編程，亦適于常規(guī)編程器。但是架構(gòu)太簡單，片上外設(shè)少，不適合本次使用。方案二：STM32單片機(jī)。STM32系列基于專為要求高性能、低成本、低功耗的嵌入式應(yīng)用專門設(shè)計(jì)的ARM CortexM3內(nèi)核。STM32單片機(jī)程序都是模塊化的，接口相對(duì)簡單些，有一定的不足，比如串口中斷標(biāo)志位缺陷。方案三：K60單片機(jī)。飛思卡爾K60單片機(jī)是一款高性價(jià)比的單片機(jī)，10 種帶有功率和時(shí)脈閘控的低功耗模式，可優(yōu)化外圍設(shè)備活動(dòng)和恢復(fù)時(shí)間。完整內(nèi)存，模擬運(yùn)行可降至 ，令電池壽命延長。芯片使用多組電源引腳分別為內(nèi)部電壓調(diào)節(jié)器、 I/O 引腳驅(qū)動(dòng)、 A/D 轉(zhuǎn)換電路等電路供電，內(nèi)部電壓調(diào)節(jié)器為內(nèi)核和振蕩器等供電。 總結(jié)：綜合比較上述幾種方案，發(fā)現(xiàn)K60的性能最符合我們的題目控制要求，并且我們具有兩年的使用K60單片機(jī)的經(jīng)驗(yàn)，故決定采用方案三。方案一：直流減速電機(jī)。直流減速電機(jī)，即齒輪減速電機(jī)，是在普通直流電機(jī)的基礎(chǔ)上，加上配套齒輪減速箱。齒輪減速箱大大提高了，直流電機(jī)在自動(dòng)化行業(yè)中的使用率。它具有啟動(dòng)推力大、傳動(dòng)剛度高、動(dòng)態(tài)響應(yīng)快、定位精度高、行程長度不受限制等優(yōu)點(diǎn)。方案二：步進(jìn)電機(jī)。步進(jìn)電機(jī)是將電脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)榻俏灰苹蚓€位移的開環(huán)控制元件。在非超載的情況下，電機(jī)的轉(zhuǎn)速、停止的位置只取決于脈沖信號(hào)的頻率和脈沖數(shù)，而不受負(fù)載變化的影響。方案三：伺服電機(jī)。伺服電機(jī)可使控制速度，位置精度非常準(zhǔn)確
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