基于自由擺的平板控制系統(tǒng)設(shè)計學(xué)士學(xué)位論文-wenkub
2023-07-07 10:52:40 本頁面
【正文】 ......................................................... 2 第 3 章 理論分析與設(shè)計 ............................................................................................... 4 平板狀態(tài)測量方法 ....................................................................................... 4 硬幣的受力分析 ： ............................................................................... 4 平板狀態(tài)分析： ................................................................................... 5 第 4 章 電路與程序設(shè)計 ............................................................................................... 6 電路設(shè) 計 ....................................................................................................... 6 ....................................................................................... 6 STC12C5A60S2 最小系統(tǒng) ................................................................... 7 單元設(shè)計 ....................................................................................................... 7 主控板單元 ........................................................................................... 7 驅(qū)動系統(tǒng)單元 ....................................................................................... 8 數(shù)據(jù)采集單元 ..................................................................................... 10 LCD液晶顯示單元 ........................................................................... 10 第 5 章 測試方案與測試結(jié)果 ..................................................................................... 12 對于基本要求（ 1）的測試方案 : ............................................................. 12 對于基本要求（ 2）（ 3）的測試方案： ................................................. 12 第 6 章 總結(jié) ................................................................................................................. 13 參考文獻 ...................................................................................................................... 14 致 謝 ............................................................................................................................ 16 基于自由擺的平板控制系統(tǒng)設(shè)計 作者：顏芳 第 頁 共 16頁 1 第 1章 緒論 單片機是當(dāng)今應(yīng)用越來越廣泛的一個裝置， 滲透到我們生活的各個領(lǐng)域 ，在 1971年 誕生以來，經(jīng)歷了 SCM、 MCU、 SoC三大階段， 隨著工業(yè)控制領(lǐng)域要求的提高 和消費電子產(chǎn)品的 大發(fā)展 ， 單片機技術(shù)得到了飛速發(fā)展 。因此， 可以 通過控制角位移控制脈沖的個數(shù)獲得準(zhǔn)確的定位和轉(zhuǎn)動的速度和加速度。完成了步進電機對平板的控制，使測試結(jié)果更加符合設(shè)計要求。用手推動擺桿至一個角度θ （θ在 30176。 （ 3）用手推動擺桿至一個角度θ（θ在 45176。在擺動過程中，要求控制平板狀態(tài)使硬幣在擺桿的 5 個擺桿周期中不從平板上滑落，并保持疊放狀態(tài)。 主 控 板功 放 驅(qū) 動板步 進 電 機 平 板傾 角 傳 感器液 晶 顯 示 圖 11 平板控制系統(tǒng)框圖 基于自由擺的平板控制系統(tǒng)設(shè)計 作者：顏芳 第 頁 共 16頁 3 方案二： 該控制系統(tǒng)也是主要由 擺架框架，檢測系統(tǒng)，控制驅(qū)動系統(tǒng)三大部分組成。該系統(tǒng)的信號采集部分結(jié)構(gòu)框圖如圖 12所示： 傳 感 器信 號 處 理A D C 轉(zhuǎn)換控 制 器角 度 信 號 小 信 號 整 形 后 信 號 數(shù) 字 信 號 圖 12 信號采集部分結(jié)構(gòu)框圖 傳統(tǒng)的加速度傳感器一般為模擬 信號 輸出， 是 需要讀 電壓值的 ， 用戶需要通過 A/D采集后，將模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號 ，再進行數(shù)據(jù) 分析和 處理。 基于自由擺的平板控制系統(tǒng)設(shè)計 作者：顏芳 第 頁 共 16頁 4 第 3章 理論分析與設(shè)計 平板狀態(tài)測量方法 硬幣的受力分析 ： 通過對平板上硬幣的理論受力分析可得：當(dāng)硬幣處在最高點和最低點的位置時，硬幣的加速度方向為豎直方向，平板處于水平位置。 設(shè)硬幣的質(zhì)量為 m,重力加速度為 g,擺桿與豎直方向的夾角為α，硬幣所受向心力為 F 向，硬幣所受切向力為 F 切，硬幣所受支持力為 FN。與此同時 步進電機帶 動平板迅速達到與擺桿垂直的狀態(tài) 。 3． 濾波電路： 將 脈動電壓 u3中的諧波分量 濾除 ， 并 輸出較 為 平滑的直流電壓 u4。 5． 電源模塊為整個系統(tǒng)提供電源， 可以提供 3V、 5V 和 12V 的電壓。具體電路如圖 43 所示。 1234567891011121314151617181920 2122232425262728293031323334353637383940C L K O U T 2 / A D C 0 / P 1. 0A D C 1/ P 1. 1E C I / A D C 2 / P 1. 2C C P 0 / A D C 3 / P 1. 3S S / C C P 1/ A D C 4/ P 1. 4M O S I / A D C 5 / P 1. 5M O S I / A D C 6 / P 1. 6S C L K / A D C 7 / P 1. 7R S T / P 4 .7R X D / P 3 .0T X D / P 3 .1I N T O / P 3. 2I N T 1 / P 3 .3C L K O U T O / T O / P 3. 4C L K O U T 1 / T 1/ P 3 .5W R / P 3. 6E D / P 3. 7X T A L 2X T A L 1G N DV c cP 0 .0 / A D 0P 0
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