基于步進(jìn)電機(jī)的自動(dòng)平衡系統(tǒng)_畢業(yè)設(shè)計(jì)論文-免費(fèi)閱讀
【正文】 大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 21 第六章 總結(jié) 本設(shè)計(jì)首先分析了 STC89C51單片機(jī)、 L29 L298N驅(qū)動(dòng)電路以及步進(jìn)電機(jī)的基本原理和特點(diǎn)，其次逐步分析各自的連接原理及步進(jìn)電機(jī)實(shí)現(xiàn)啟停、加速、轉(zhuǎn)向、位置控制的方案，接著綜合性地闡述整個(gè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思路及組成框圖。 為了完成上述任務(wù)，在進(jìn)行軟件設(shè)計(jì)時(shí)，通常把整個(gè)過程分成若干個(gè)部分，每一部分叫做一個(gè)模塊。 C，工業(yè)級(jí)芯片溫寬為 ?40176。 雙通道 A/D轉(zhuǎn)換； L298N 是內(nèi)含二個(gè) H 橋的高電壓大電流雙全橋式驅(qū)動(dòng)器可驅(qū)動(dòng) 46v,2A 以下電機(jī) ,1 和 15 腳可單獨(dú)引出接電流采樣電阻器 ,形成電流傳感信號(hào) .接錯(cuò)無法控制電機(jī) .引腳 8 為芯片的接地引腳，它與 L298N 芯片的散熱片連接在一起。 Vss 電壓要求輸入最小電壓為 ，最大可達(dá) 36V； Vs 電壓最大值也是 36V，但經(jīng)過我的實(shí)驗(yàn)， Vs 電壓應(yīng)該比 Vss 電壓高，否則有時(shí)會(huì)出現(xiàn)失控現(xiàn)象。為了獲得電動(dòng)機(jī)良好的速度和轉(zhuǎn)矩特性，相序信號(hào)是通過 2個(gè) PWM 斬波器控制電動(dòng)波器包含有一個(gè)比較器、一個(gè)觸發(fā)器和一個(gè)外部檢測(cè)電阻，晶片內(nèi)部的通用振蕩器提供斬波頻率脈 沖。 PC 機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)從 PC 機(jī)串口座的第 3 腳 TXD 端發(fā)出數(shù)據(jù)，再逆向流向單片機(jī)的 RXD 端 接收數(shù)據(jù)。該電容選擇 30pF。在第一個(gè)時(shí)鐘脈沖的下沉之前 DI 端必須是高電平，表示啟始信號(hào)。 系統(tǒng)的總電路設(shè)計(jì)如下圖所示，此電路由 STC89C5 L29 L298N、 4 相 4 拍步進(jìn)電機(jī)器以及相關(guān)的電路組成。 方案二 ：電池組供電，可提供 800mAh 電流，重量很輕。題 目中對(duì)于角度精度的要求是 3176。步進(jìn)電機(jī)的輸出力矩隨轉(zhuǎn)速升高而下降，且在較高轉(zhuǎn)速時(shí)會(huì)急劇下降。 方案三 ：采用自己制作的由一個(gè) 47KΩ 的電位器加一個(gè)電壓跟隨器，型號(hào) OP177和 ADC0832 組合單擺的軸承，通過電壓的改變來確定單擺擺過平衡位置的角度。輸出信號(hào) 420 mA （另有 05V/010V 輸出可選），工作電壓 1224V DC，線性度 177。 根據(jù)本題的要求，我們選擇第一種方案 三、角度檢測(cè)模塊 角度檢測(cè)模塊在這個(gè)系統(tǒng)中起到了絕對(duì)重要的作用，由于 單擺的過程中角度的變化以及變化的速度都是不同的，為了讓步進(jìn)電機(jī)跟隨單擺而不停的改變平板的角度實(shí)現(xiàn)平板與水平面齊平。 （二）系統(tǒng)設(shè)計(jì)框架 本設(shè)計(jì)的目的是實(shí)現(xiàn)單片機(jī)能能控制步進(jìn)電機(jī)的起 /停、轉(zhuǎn)向、加 /減速和位置控制。 整個(gè)系統(tǒng)的電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可靠性能高。由于步進(jìn)電機(jī)具有快速啟動(dòng)、精確步進(jìn)和定位等特點(diǎn)，因而在數(shù)控 機(jī)床，繪圖儀，打印機(jī)以及光學(xué)儀器中得到廣泛的應(yīng)用。 52 單片 機(jī)價(jià)格便宜，應(yīng)用廣泛，但是功能單一，如果系統(tǒng)需要增加語音播報(bào)功能，還需外接語音芯片，實(shí)現(xiàn)較為復(fù)雜；另外 52 單片機(jī)需要仿真器來實(shí)現(xiàn)軟硬件調(diào)試。額定功率 2W（ 70176。C，絕緣電壓 750V，電氣角度 90176。振動(dòng)頻率與負(fù)載情況和驅(qū)動(dòng)器性能有關(guān)，一般認(rèn)為振動(dòng)頻率為電機(jī)空載起跳頻率的一半。 方案三 ：選用金屬齒輪微型舵機(jī)調(diào)整桌面的傾斜 舵機(jī)具有以下一些特點(diǎn)： 1) 體積緊湊，便于安裝； 2) 輸出力矩大，穩(wěn)定性好； 3) 控制簡(jiǎn)單，便于和數(shù)字系統(tǒng)接口，用單片機(jī)來控制。將脈寬變化值線性到要求的時(shí)間內(nèi)，一點(diǎn)一點(diǎn)的增加脈寬值，就可以控制舵機(jī)的速度。 L297的特性是只需要時(shí)鐘、方向和模式輸入信號(hào)。當(dāng) ADC0832 未工作時(shí)其CS 輸入端應(yīng)為高電平，此時(shí)芯片禁用， CLK 和 DO/DI 的電平可任意。 大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 12 說明 復(fù)位電路 :此處用 RC 諧振電路構(gòu)成上電復(fù)位電路。 MAX232 的電容C301, C302， C303， C304,及 V+， V是電源變換電路部分。 在 L297的內(nèi)部，變換器是一個(gè)重要組成部分。其引腳排列如上圖中所示 。下表是其使能、輸入引腳和輸出引腳的邏輯關(guān)系： EN A（ B） IN1（ IN3） IN2（ IN4） 電機(jī)運(yùn)行情況 H H L 正轉(zhuǎn) H L H 反轉(zhuǎn) H 同 IN2（ IN4） 同 IN1（ IN3） 快速停止 L X X 停止 控制使能引腳 ENA 或者 ENB 就可以實(shí)現(xiàn) PWM 脈寬速度調(diào)整。學(xué)習(xí)并使用 ADC0832 可以使我們了解 A/D 轉(zhuǎn)換器的原理，有助于我們單片機(jī)技術(shù)水平的提高。 8P、 14P— DIP（雙列直插） 、 PICC 多種封裝； CH0 模擬輸入 通道 0，或作為 IN+/使用。 DO 數(shù)據(jù)信號(hào)輸出，轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)輸出。 在單片機(jī)控制系統(tǒng)中，大體上可分為數(shù)據(jù)處理、過程控制兩個(gè)基本類型。 （二）測(cè)量方法 用精度米尺按要求測(cè)量好平板的長(zhǎng)度寬度，確保平板長(zhǎng)度為 10cm X 6cm。T0 初值地址指針 MOV R3， 1BH ；賦頻率階梯記數(shù)器值 MOV R2， 1AH ；賦階梯步長(zhǎng)計(jì)數(shù)器值 CLR C ORL C， 73H JC ROTE MOV R0， 20H ；正轉(zhuǎn)控制字首址 AJMP PH ROTE： MOV R0， 27H ；反轉(zhuǎn)控制字首址 PH： MOV TMOD， 01H ； T0 方式 1 定時(shí) 大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 25 MOV TL0， 00H ；置 T0 初值 MOV TH0， 00H SETB TR0 ；啟動(dòng) T0 SETB ET0 ；允許 T0 中斷 LOOP： MOV A， R3 ；等待中斷 JNZ LOOP CLR EA ； CUP 關(guān)中斷 SJMP $ ；結(jié)束 中斷服務(wù)程序： INT0： PUSH A ；保護(hù)現(xiàn)場(chǎng) MOV A， R0 MOV P1, A INC R0 MOV A, 00H ORL A, R0 JZ TPL ；是結(jié)束標(biāo)志，
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