【正文】 針對這些問題，采用了軟硬件結(jié)合的調(diào)試方式，在盡量減少硬件誤差的前提下，通過軟件彌補硬件誤差。 24 表 34 定點運動測量數(shù)據(jù) 序號 設(shè)定坐標（ x,y） 實際測量 誤差 /cm 完成時間 /s 其他發(fā)揮 1 ， , ~ 語音提示 2 ， ， ~ 語音提示 3 ， ， ~ 語音提示 循跡運動測試 利用光電測試模塊，由單片機控制物體作任意形狀的尋跡運動，并能判斷間斷線段，表 35 為多次測試的結(jié)果。運動距離設(shè)定為 136cm，完成時間為 。硬件的調(diào)試是基礎(chǔ)，如果硬件調(diào)試不通過，軟件設(shè)計則是無從做起。 圖 29 3*3 點陣反射式紅外光電傳感器 為了處理各傳感器的信息，在程序中建立一個堆棧。如圖 27 所示，虛線為物體想要運動軌跡，而實線為物體實際的運動軌跡，雖然兩者的大體趨勢是相同的，但可以發(fā)現(xiàn)物體發(fā)生了明顯的抖動。 開始 初始化 設(shè)置 判斷是否有鍵按下 歸位 定點運動 自設(shè)運動 循跡 設(shè)置確認否 畫圓 返回 16 圖 23 定點運動子程序流程圖 畫圓子程序 根據(jù)圓的參數(shù)方程的計算圓上點的坐標，通過調(diào)用定點程序來實現(xiàn)，畫圓程序流程圖如圖 24 所示。由于步進電機的步距角是 度，也就是說要 14 對步進電機施加 200 個脈沖步進電機才能轉(zhuǎn)一周。 位移 /數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換方法 首先記錄初始 A/D 轉(zhuǎn)換出來的數(shù)據(jù)，再使電機 1 工作，電機 2 停止 ，使電機拖動一載體移位 100cm，再記錄下此期間所變化的 A/D 轉(zhuǎn)換出的數(shù)據(jù)，由此則直流電機拉動載體位移 1mm所需的數(shù)據(jù) ,因此，直接可將拉線的位移轉(zhuǎn)化為單片機檢測 A/D轉(zhuǎn)換出來的數(shù)值。 C 語言編程 深受開發(fā)人員的青睞。 IAR Embedded Workbench開發(fā)環(huán)境支持 MSP4 MSP430X系列，能產(chǎn)生非常緊湊、高效的代碼，其標準版包含各種硬件調(diào)試系統(tǒng)和 RTOS的插件，是高度優(yōu)化的MSP430 C/C++編譯器。開發(fā)語言有匯編語言和 C 語言。然后軟件可以設(shè)置適當?shù)募拇嫫鞯目刂莆粊泶_定最后的系統(tǒng)時鐘頻率。這些結(jié)構(gòu)在其他系列單片機中尚未使用。由于系統(tǒng)運行時使用的功能模塊不同，即采用不同的工作模式，芯片的功耗有明顯的差異。雖然 51 系列單片機是目前市場上最流行的機型，也先于 MSP430 系列問世，但相比之下， MSP430 系列單片機具有許多 51 系列單片機所不具備的性能 [5]。 方案二：采用紅外傳輸模塊 。 在本題中，我們制作了一個小箱封裝傳感器，使傳感器受環(huán)境光的影響較小，所以我們選擇簡單可靠的直流直接驅(qū)動方式 即方案一 。 主動式紅外傳感器又可分為分立元件型、透射遮擋型和反射型。 顯示模塊的選擇與論證 方案一：采用 LED 數(shù)碼管顯示器。另一個顯著特點是轉(zhuǎn)換精度高，正轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn)控制靈活。 由單片機、電機驅(qū)動電路及電機等組成系統(tǒng)。這樣就可以采樣到圓上均勻的點，顯然，角度步長 v 越小 ，在圓周上取得點越多，控制也會更精確 [1]。物體的形狀不限， 但 質(zhì)量大于100 克。 MSP430 系列單片機是美國德州儀器 1996 年開始推向市場的一種 16 位超低功耗、具有精簡指令集的混合信號處 理器（ Mixed Signal Processor）。 21 3 系統(tǒng)調(diào)試與數(shù)據(jù)記錄 11 點到點運動 10 算法分析 8 單片機系統(tǒng)簡介 2 設(shè)計任務(wù) II 緒論 I 摘 要 本次課題設(shè)計制作了一個單片機控制的懸掛系統(tǒng)， 通過相關(guān) 參數(shù)計算及 程序 的設(shè)計 ， 使 系統(tǒng) 的各項性能指標滿足課題要求。 5 驅(qū)動電路的選擇與論證 5 顯示模塊的選擇與論證 5 紅外探測器工作方式的選擇與論證 6 探測模塊信號傳輸方式的選擇與論證 16 尋跡子程序 23 循跡運動測試 24 結(jié)論 27 1 緒 論 現(xiàn)代的車輛運動、醫(yī)療設(shè)備和工業(yè)控制等系統(tǒng)中，懸掛運動系統(tǒng)的應(yīng)用越來越多，在這些系統(tǒng)中懸掛運動部件通常是具體的執(zhí)行機構(gòu)，懸掛部件的運動精確性是整個系統(tǒng)工作效能的決定因素，因而實際實現(xiàn)懸掛運動控制系統(tǒng)的精確控制具有極其重大的現(xiàn)實意義。稱之為混合信號處理器，是由于其針對實際應(yīng)用需求，將多個不同功能的模擬電路、數(shù)字電路模塊和微處理器集成在一個芯片上，以提供“單片”解決方案。 在 物體 上固定有淺色畫筆，以便運動時能在板上畫出運動軌跡。 4 系統(tǒng)方框圖 系統(tǒng)總方框圖如圖 12 所示 圖 12 系統(tǒng)總方 框圖 方案的論證與選擇 單片機的選擇與論證 系統(tǒng)的控制單元是整個系統(tǒng)的大腦，是整個系統(tǒng)運行的核心部件，起著控制系統(tǒng)所有運行狀態(tài)的作用。使用單片機也可以完成鍵盤定義與識別、電機工作狀選擇與切換等功能，組成的系統(tǒng)規(guī)模較小，有一定靈活性，而且可以使用我們比較熟悉的單片機最小系統(tǒng)電路板，減少了工作量?；谝陨戏治?，擬選擇方案二。 LED 數(shù)碼管亮度高、醒目，但是其電路復雜，占用資源較多且信息量小。分立元件型發(fā)光管與接受管相互獨立，用戶在使用時可以 根據(jù)需要靈活的設(shè)定發(fā)光管與接受管的位置，并可利用棱鏡、透鏡等完成特殊的目的，其缺點是裝置麻煩；透射遮擋型和反射型通過塑料模具將發(fā)光管與接受管封裝在一起，非常方便用戶使用。 7 探測模塊信號傳輸方式的選擇與論證 循跡傳感器是實現(xiàn)本課題擴展部分，即實現(xiàn)循跡功能。 紅 外傳輸模塊同樣可以解決有線傳輸對物體運動的影響問題，且結(jié)構(gòu)較無 線電模塊要簡單不少。 首先， MSP430 系列單片機的存儲器統(tǒng)一分布在 0000HFFFFH 地址內(nèi)，不論是FLASH、 RAM 還是 SFR 都在這個統(tǒng)一地址范圍內(nèi)，而且沒有可位尋址的內(nèi)存單元，以便用戶查找；而 51 系列則有 idata、 bdata、 xdata、 pdata、 code 等諸多不同的存儲類型，需要使用一系列復雜的指令來分別尋址，讓初學者很難搞清楚這些概念之間的區(qū)別，從而抬高了入學的門檻，一定程度上阻礙了其廣泛應(yīng)用 [10]。在系統(tǒng)中共有一種活動模式（ AM）和五種低功耗模式（ LPM0～ LPM4）。 (2) MSP430 系列單片機 具有豐富的外圍模塊。如果晶 10 體振蕩器在用作 CPU 時鐘 MCLK 時發(fā)生故障， DCO 會自動啟動，以保證系統(tǒng)正常工作。目前比較好用的軟件開發(fā)工具是 IAR Workbench。其具體操作步驟如下： (1) 運行 IAR Embedded Workbench集成化開發(fā)環(huán)境； (2) 添加一個工作區(qū)，并在工作區(qū)中添加一個項目； (3) 在項目中添加自己的程序代碼，最后編譯，模擬調(diào)試； (4) 將程序下載到單片 機中，將硬件與軟件一起進行聯(lián)機調(diào)試。 本系統(tǒng)就是使用 C 語言來編寫系統(tǒng)的軟件程序，通過單片機和外部的硬件電路來實現(xiàn)無線數(shù)據(jù)的接收與發(fā)送。 A/D 轉(zhuǎn)換的數(shù)值決定位移。 我們還制作了一個直徑 d 為 1 厘米的繞線輪。 開始 計算當前左邊相對目的坐標的位置，計算出相對亮點為其所要變化的值 輸出脈沖，啟動電機 自動模數(shù)轉(zhuǎn)換 轉(zhuǎn)化 結(jié)果等于 計算值否 返回 17 圖 24 畫圓子程序 尋跡子程序 通過判斷傳感器的不同狀態(tài)值，作出相應(yīng)的處理動作，當遇到斷點時，多角度檢測下段的黑線，直到再次檢測到黑線。 顯示圓心坐標位置 到圓心點 O 從 0 度開始畫 結(jié)束 轉(zhuǎn)化結(jié)果等于 計算值否 20 圖 27 物體的不理想運動軌跡 方案二 ： 浮點型控制方法 ， 所謂浮點型控制方法就是在一定的時間內(nèi)看起來物體只走了一個小數(shù)步，現(xiàn)舉例說明：如左電機要實現(xiàn)一百步的位移而右電機只要實現(xiàn) 60 步的位移，那我們就設(shè)定在一個單位 時間內(nèi)左電機只走半步，而右電機只走 步，當電機的步數(shù)積累超過 1 時，步進電機才向前真正地邁出一步。存儲連續(xù)的十點的位移信息。而 軟件調(diào)試 則 與所選用的軟件結(jié)構(gòu)和程序設(shè)計技術(shù)有關(guān) 。表 32 是多次測試的紀錄。 表 35 尋跡測量數(shù)據(jù) 序號 連續(xù)線段 循 跡情況 完成時間 /s 間斷線段 循 跡情況 完成時間 /s 1 完成 完成 2 完成 完成 3 完成 完成 系統(tǒng)實現(xiàn)的功能 整機測試指標完全達 到題目要求，具體見表 36。這種方式大大提高了系統(tǒng)的精度，被證明是十分成功的方法。綜合分析本系統(tǒng)，系統(tǒng)綜合了光機電技術(shù)，對機械系統(tǒng)、電子硬件、以及程序算法的要求都很高， 不論是在硬件設(shè)計、軟件設(shè)計還是在系統(tǒng)調(diào)試方面都遇