【正文】 需接上拉電阻。 P0 口 不僅可以作為通用的 8位 I/O 而且當需要對外部存儲器進行擴展是，還能夠作為分時復用的低 8位地址 /數(shù)據(jù)總線。 3級加密位 兼容 MCS51 指令系統(tǒng) 方式 4：定點運動，先利用 4*4 鍵盤 來設(shè)定一個坐標點的橫坐標和縱坐標值，接著按下啟動鍵 。在本設(shè)計 中，用 ～ 與 鍵盤的列信號 C4～ C1 一一對應(yīng)相連 ；用 ～ 于鍵盤的行信號 L4～ L1 一一對應(yīng)相連 ]16[ 。 而且 僅僅 需 要 一個外部電阻來設(shè)置所有 LED 的段電流 ,從而 大大減少 了系統(tǒng) 的 成本并 節(jié)省了 電路板空間 ]15[ 。當檢 測不到黑線時，發(fā)射管發(fā)出的紅外 線 經(jīng)板反射后 能被 被接收管接收， 則 接收管導通，斯密特管輸出低電平 信號； 當檢測到黑線時，發(fā)射管發(fā)出的紅外 線被黑線吸收 不能被反射，斯密特管輸出高電平 信號 ，單片機通過檢測 接受到的 I/O 口的高低電平來 控制 電機的 運轉(zhuǎn) 方向 ]14[ 。以同樣的運行檢測方 法 即可找出黑線的起點 ]13[ 。所 選用的多圈電位器為 10 圈、 47KΩ， 直徑為 5cm 的 動滑輪，則旋轉(zhuǎn)一圈的 周 長為： 5L ?? 由 ADC0832 的分辨率得出，采集到 的 最小線位移為： 8/2lL? 當電機開始 運轉(zhuǎn) 時，拖動滑輪轉(zhuǎn)動，多圈電位器和滑輪 將 同步轉(zhuǎn)動， 進 而改變多圈電位器的輸出電壓， A/D 轉(zhuǎn)換器將多圈電位器的輸出電壓 模擬信號 轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號 傳 送給單片機處理，從而實現(xiàn)對滑輪運轉(zhuǎn) 狀態(tài) 精確采集。ADC0832 的最高分辨率能夠達到 256 級，可以適應(yīng)一般的模擬量轉(zhuǎn)換要求。 本 設(shè)計 由單片機 內(nèi)部 直接產(chǎn)生 PWM 信號，當 單片機接受到相應(yīng)的信號時，單片機轉(zhuǎn)到中斷處理信息， PWM 信號停發(fā)。當驅(qū)動 步進 電機時，可以直接控制 步進 電機，并可以實現(xiàn)電機正轉(zhuǎn)與反轉(zhuǎn)。DI 光電檢測模塊 （ 4 個光電傳感器） ~ ~ AT89C52 ~ ~ LOAD DIN 顯示模塊 CLK 電機 1 電機驅(qū)動模塊 電機 2 湖北理工學院 畢業(yè)設(shè)計（論文） 12 電源部分電路設(shè)計 7805 芯片介紹 H7805 芯片 系列為 3 端正穩(wěn)壓 集成 電路 ,TO220 封裝能 夠 提供多種固定的輸出電壓 ，三端分別是輸入端、接地端、和輸出端， 應(yīng)用范圍廣。 如果沒有檢測到黑線則返回從（ 80， 12） 坐標點 運行到（ 0， 12） 坐標點 檢測到的黑線作 為黑線起點。 湖北理工學院 畢業(yè)設(shè)計（論文） 10 3 硬件電路設(shè)計 系統(tǒng) 硬件整體結(jié)構(gòu)簡介 根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計 的 要求以及對系統(tǒng)整體 要求 乃至各個部分的方案論證得到： 本設(shè)計 是以單片機作為 核心 控制器，通過 驅(qū)動 控制兩臺 步進 電動機的運 轉(zhuǎn) ， 進而 實現(xiàn)對被控物體運動軌跡的控制。 這種鍵盤成本低廉，電路簡單，鍵位很多足夠系統(tǒng)使用，只需編寫掃面程序就可使用 ， 這樣能夠為單片機對于運動軌跡的運算騰出大量空間和時間，大大提高單片機的運行 效率 ]7[ 。液晶顯示屏（ LCD）具有 低 功耗，輻射 小 、平面直角顯示 、 影象穩(wěn)定，可視面積 較 大，畫面效果 較 好， 并且 既可顯示圖形，也可顯示漢字，分辨率 較 高，抗干擾能力 很 強，顯示內(nèi)容多等 優(yōu) 點 。 該傳感器工作穩(wěn)定，操作簡單，便于使用。尤其是霍爾元件，應(yīng)用很廣泛。該 元器件 的內(nèi)部由三片霍爾金屬板 構(gòu) 成，當磁鐵 對著 金屬板時，由于霍爾效應(yīng)，金屬板 會 發(fā)生橫向?qū)?，因此可以在電機上安裝磁片， 并 將霍爾 傳感器 集成片 固定 在固定軸上，通過對 集成片產(chǎn)生的 脈沖的計數(shù)進行電機速度的檢測 ]5[ 。但 驅(qū)動 系統(tǒng)軟硬件復雜、成本 較 高 。 基于上述考慮， 故 選擇方案二。 方案三：采用單片機 作為該系統(tǒng)的控制 核心 ,單片機又稱微型單片機，它最早被應(yīng)用于工業(yè)領(lǐng)域，它是在一塊芯片上集成了 CPU、 RAM、 ROM、時鐘、定時器 /計數(shù)器。 湖北理工學院 畢業(yè)設(shè)計（論文） 4 2 方案論證 系統(tǒng)設(shè)計要求 設(shè)計一個 懸掛運 動 控制系統(tǒng)，控制物體在傾斜的板上運動（仰角≤ 100 度）。 我國的自動控制技術(shù)還亟待發(fā)展。 湖北理工學院 畢業(yè)設(shè)計（論文） 2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 十九世紀八十年代以前，在 懸掛 運動控制系統(tǒng)領(lǐng)域中只有直流電氣傳動；十九世紀末，由于出現(xiàn)了交流電機（鼠籠式異步交流電機） ，所以 開始逐步使用交流電氣傳動；二十世紀三十年代起， 產(chǎn)生 成了直流調(diào)速，交流不調(diào)速的格局；二十世紀后期，交流調(diào)速 逐步 興起， 懸掛 運動控制系統(tǒng)進入了一個全新的時代。 但是 FPGA 采用并行工作方式，系統(tǒng)的處理速度 很高 ，常用于大規(guī)模實時性要求較高的系統(tǒng)。 懸掛 運動控制集成了電子技術(shù)、電機拖動、計算機控制技術(shù)等內(nèi)容。但是由于精確性的嚴重缺陷，在很多方面基于單片機 的懸掛運動控制系統(tǒng)的實用受到嚴重制約。雖然憑借不斷改變懸掛部件的繩索長度來控制懸掛部件的運動軌跡的基于單片機的懸掛運動控制系統(tǒng)，在日常生產(chǎn)生活中的各個領(lǐng)域應(yīng)用十分廣泛。Sport trajectory； Loopy potentiometer； PWM； Infrared photosensor ； DC Motor湖北理工學院 畢業(yè)設(shè)計（論文） 1 目 錄 1 緒論 ................................................................... 1 論文選題背景及研究意義 ............................................ 1 國內(nèi)外 研究現(xiàn)狀 .................................................... 2 論文研究的主要內(nèi)容 ................................................ 3 2 方案論證 ............................................................... 3 系統(tǒng)設(shè)計要求 ...................................................... 4 系統(tǒng)方案論證 ...................................................... 5 電源部分方案論證 ............................................. 6 電機選擇論證 ................................................. 6 驅(qū)動及調(diào)速方案論證 ........................................... 7 電機速度采集模塊方案論證 ..................................... 7 尋跡部分方案論證 ............................................. 8 顯示及鍵盤模塊方案論證 ....................................... 8 控制方式論證 ................................................. 9 3 硬件電路設(shè)計 .......................................................... 10 硬件系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)簡介 ............................................. 10 電源部分電路設(shè)計 ................................................ 122 7805 芯片介紹 .............................................. 122 電源部分電路 .............................................. 123 電機控制模塊設(shè)計 ................................................ 133 L298N 芯片介紹 ............................................. 133 電機驅(qū)動模塊設(shè)計 .......................................... 144 電機速度采集設(shè)計 ................................................. 16 ADC0832 介紹 ............................................... 166 電機速度采集電路 ........................................... 166 尋跡部分電路設(shè)計 ................................................ 177 尋軌跡控制策略 ............................................. 177 湖北理工學院 畢業(yè)設(shè)計（論文） 2 尋跡模塊電路 .............................................. 188 顯示模塊設(shè)計 .................................................... 199 MAX7219 介紹 ............................................... 199 顯示模塊電路 .............................................. 199 鍵盤模塊電路設(shè)計 ................................................. 20 主控制器模塊設(shè)計 ................................................ 222 AT89C52 介紹 ............................................... 222 單片機最小系統(tǒng) ............................................ 266 4 軟件部分設(shè)計 ......................................................... 278 理論分析與計算 .................................................. 288 位移 /數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換方法 ......................................... 288 點到點運動核心算法 ........................................ 288 誤差補償 ................................................... 299 畫圓數(shù)學模型 ............................................... 30 程序流程圖 ....................................................... 30 主流程圖 .................................................... 30 定點運動子程序 .............................................. 31 畫圓子程序 ................................................. 32 尋跡子程序 .................................................. 33 5 總結(jié) ................................................................. 355 致 謝 ................................................................. 366 參考文獻 ................................................................ 37 附錄：系統(tǒng)電路原理圖 .................................................... 38 湖北理工學院 畢業(yè)設(shè)計（論文） 1 1 緒論 論文選題背景及研究意義 懸掛 運動控制 技術(shù) 是自動化技術(shù)的重要組成部分，是機器人等高技術(shù)領(lǐng)域的技