【正文】 ................................................................................................. 16 基于自由擺的平板控制系統(tǒng)設計 作者：顏芳 第 頁 共 16頁 1 第 1章 緒論 單片機是當今應用越來越廣泛的一個裝置， 滲透到我們生活的各個領域 ，在 1971年 誕生以來，經(jīng)歷了 SCM、 MCU、 SoC三大階段， 隨著工業(yè)控制領域要求的提高 和消費電子產(chǎn)品的 大發(fā)展 ， 單片機技術得到了飛速發(fā)展 。完成了步進電機對平板的控制，使測試結果更加符合設計要求。 （ 3）用手推動擺桿至一個角度θ（θ在 45176。 主 控 板功 放 驅 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)，控制驅動系統(tǒng)三大部分組成。 基于自由擺的平板控制系統(tǒng)設計 作者：顏芳 第 頁 共 16頁 4 第 3章 理論分析與設計 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。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) 。 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。 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 .1 / A D 1P 0 .2 / A D 2P 0 .3 / A D 3P 0 .4 / A D 4P 0 .5 / A D 5P 0 .6 / A D 6P 0 .7 / A D 7E X _L V D / P 4 .6 / R S T 2A L E / P 4 .5N A / P 4. 4P 2 .7 / A D 1 5P 2 .0 / A D 8P 2 .1 / A D 9P 2 .2 / A D 1 0P 2 .3 / A D 1 1P 2 .4 / A D 1 2P 2 .5 / A D 1 3P 2 .6 / A D 1 4C610 4C510 uFV i nP ow e r O n S W 1系統(tǒng)電源 / 5V / 3VC110 uF116R 1A10 KC 2 4 7p FC 3 4 7p F 圖 43 單片機最小系統(tǒng) 單元設計 主控板單元 STC12C5A60S2/AD/PWM 系列單片機是宏晶科技 公司 生產(chǎn)的單時鐘的單片機，是高速 /低功耗 /超強抗干擾的新一 代 C51 單片機， 其 指令代碼完全兼容傳統(tǒng)8051,但 運行 速度快 812 倍。 驅動系統(tǒng)單元 步進電機驅動控制器主要由脈沖發(fā)生器 、 脈沖分配器（環(huán)形分配器）和功率放大器組成部分 [14]，如圖 44所示。如圖 45所示步進電機驅動原理圖 [15]： I N 1I N 2I N 3I N 4V S SVSO U T 1O U T 2O U T 3O U T 4E N AE N BG N D I S E N BI S E N AV C CD5D i od e 1 N 4 00 7D6D i od e 1 N 4 00 7D7D i od e 1 N 4 00 7D8D i od e 1 N 4 00 7D9D i od e 1 N 4 00 7D 10D i od e 1 N 4 00 7D 11D i od e 1 N 4 00 7D 12D i od e 1 N 4 00 7A+ M ot e r S e r v oM O T O R 2A+ M ot e r S e r v oM O T O R 1 OUT1OUT2OUT3OUT41 212R10. 5R20. 5O U T 1O U T 2O U T 3O U T 4+ 1 2VM O T O E R 11M O T O E R 12M O T O E R 21M O T O E R 22U212345678910111213141512P2H e a d e r 2 V C C12P3H e a d e r 2 V C CC4 10 4C310 0u F+ 12VC210 4C110 0u FV C C123P4H e a d e r 3V C C+ 12V++ 圖 45 步進電機驅動原理圖（ 1） 基于自由擺的平板控制系統(tǒng)設計 作者：顏芳 第 頁 共 16頁 10 D1LED2D2LED2D3LED2D4LED2R1 R2R3 R4R51122334455667788991010111112121313141415151616*Component_1R6R7 R8MOTOR11MOTOR12MOTOR13MOTOR141234IN1123456789P1Header 9VCCR1R2R3R4R5R6R7R8 圖 45 步進電機驅動原理圖（ 2） 數(shù)據(jù)采集單元 本系統(tǒng)選擇的是 MMA7455L傾角傳感器模塊， MMA7455L是一款 低功耗、 數(shù)字輸出（ I2C/SPI）、緊湊型電容式微機械加速度計，具有 自測、 信號調理、 溫度補償、 低通濾波器、可配置通過中斷引腳（ INT1或 INT2）檢測 0g、以及脈沖檢測等功能。容值如下：CJ CJ210uF C 。其中擺架框架包括擺架座、擺桿、軸承及螺絲螺母元件等 。 再次衷心地感謝李愛云老師 顏芳 。主控板以 STC12C5A60S2 單片機為控制核心。 圖 47為液晶原理圖： DB01DB12DB23DB34GND5VCC6CS7RS8WR9RD10IM011X+12Y+13X14Y15LE