【正文】 ................................................................................................24 LCD12864 流程 ..........................................................................................................................25 按鍵流程 ....................................................................................................................................27 電機(jī)驅(qū)動(dòng)流程 ............................................................................................................................29 直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)流程 ..............................................................................................................................30 步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)流程 ..............................................................................................................................31第 5 章 系統(tǒng)調(diào)試 ..........................................................................................................................................32 硬件調(diào)試 ............................................................................................................................................32 硬件靜態(tài)調(diào)試 ............................................................................................................................32 硬件動(dòng)態(tài)調(diào)試 ............................................................................................................................33 軟件調(diào)試 ............................................................................................................................................33 聯(lián)機(jī)調(diào)試 ............................................................................................................................................34 調(diào)試結(jié)果 ............................................................................................................................................35第 6 章 結(jié)束語 ..............................................................................................................................................37 總結(jié) .....................................................................................................................................................37 心得體會(huì) .............................................................................................................................................37致 謝 ..............................................................................................................................................................38參考文獻(xiàn) ........................................................................................................................................................39附 錄 ..........................................................................................................................................................40附錄一 硬件實(shí)物圖 .................................................................................................................................40附錄二 硬件原理圖 .................................................................................................................................41附錄三 程序 .............................................................................................................................................421第一章 緒論 本章從該課題的研究背景出發(fā)，提出了本設(shè)計(jì)的必要性。但是對(duì)于初學(xué)者，撿球的時(shí)間卻比真正在臺(tái)上打球的時(shí)間多，這樣要提高技術(shù)水平就很慢，也會(huì)削弱人們對(duì)乒乓球的興趣。半自動(dòng)式，無論是安裝還是使用都比較麻煩，而且發(fā)球的方式、力量、速度都是固定的，如果要改變各項(xiàng)技術(shù)參數(shù)，就必須停下來，人工來校準(zhǔn)調(diào)整機(jī)頭旋轉(zhuǎn)角度，來實(shí)現(xiàn)各種旋轉(zhuǎn)球，手動(dòng)抬高或降低機(jī)頭，來調(diào)整球的射程弧度，而且機(jī)械性能比較差，經(jīng)常卡球，但這類產(chǎn)品還是受到很多人的青睞，因?yàn)樗膬r(jià)格低，符合大多數(shù)人的需求。單輪驅(qū)動(dòng)發(fā)球機(jī)的弊端是:發(fā)出來的球如果速度快，那么同時(shí)旋轉(zhuǎn)也強(qiáng)。它的優(yōu)點(diǎn)是價(jià)格比較便宜。通過手動(dòng)調(diào)節(jié)發(fā)球機(jī)后的兩個(gè)控制桿可以實(shí)現(xiàn)發(fā)球角度擺動(dòng)范圍的變化，利用兩桿的不同組合可有八種擺動(dòng)范圍選擇，還可實(shí)現(xiàn)定點(diǎn)發(fā)球。另外一種是自定義模式，根據(jù)需求自己編寫發(fā)球模式的程序。通過電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)凸輪轉(zhuǎn)動(dòng)，在彈簧的作用下，撥叉即可做出打擊動(dòng)作，將乒乓球擊出。該發(fā)球裝置設(shè)計(jì)有云臺(tái)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，并安裝有旋轉(zhuǎn)角度極限裝置，可以左右各旋轉(zhuǎn) 20 度，在訓(xùn)練時(shí)，使用者可根據(jù)自己的需求進(jìn)行任意調(diào)整，通過細(xì)調(diào)可以派生出多種多樣性能的球，從而使發(fā)出的球更接近人工發(fā)球，也更具有人性化。有 300 個(gè)訓(xùn)練程序可選擇，使用者可根據(jù)自己需求來輸入所需程序。具體而言：(1) 了解 STC89C51 單片機(jī)的特性、指令系統(tǒng)、程序設(shè)計(jì)、Keil uVision 開發(fā)環(huán)境；(2) 研究、分析乒乓球發(fā)球機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案； (3) 分析自動(dòng)乒乓球發(fā)球機(jī)的工作原理及工作過程；(4) 實(shí)現(xiàn)基于 51 單片機(jī)控制的控制系統(tǒng)軟、硬件聯(lián)機(jī)控制。LCD1602 是一種專門用于顯示字母、數(shù)字、符號(hào)等的點(diǎn)陣式 LCD，而 LCD12864 一般用來顯示漢字。 LCD12864 工作時(shí)序本設(shè)計(jì)所采用的液晶顯示模塊，主要體現(xiàn)在軟件中，對(duì) LCD12864 的編程是一個(gè)重點(diǎn)和難點(diǎn)?？梢则?qū)動(dòng)一臺(tái)兩相步進(jìn)電機(jī)或四相步進(jìn)電機(jī)，也可以驅(qū)動(dòng)兩臺(tái)直流電機(jī)，而且電路簡(jiǎn)單，使用比較方便。 (7)Vss:邏輯控制部分的電源輸入端。因此可以通過 51 單片機(jī)定時(shí)器進(jìn)行控制，將電動(dòng)機(jī)換相子程序放在定時(shí)器中斷服務(wù)程序中，定時(shí)器中斷一次，步進(jìn)電動(dòng)機(jī)就換相一次，調(diào)整定時(shí)器的定時(shí)常數(shù)就可以實(shí)現(xiàn)調(diào)速。其方法是通過改變電機(jī)電樞電壓接通時(shí)間與通電周期的比值即占空比來控制電機(jī)速度。 由于單極性工作制中，應(yīng)用相對(duì)簡(jiǎn)單易于實(shí)現(xiàn)與操作，所以我們采用了單極性工作制。電動(dòng)機(jī) M 兩端電壓 的極性隨開ABU關(guān)器件驅(qū)動(dòng)電壓的極性變化而變化。S T C 8 9 C 5 11 2 8 6 4液晶顯示按鍵判別直流電機(jī)1 , 2 , 3L 2 9 8驅(qū)動(dòng)電路L 2 9 8驅(qū)動(dòng)電路L 2 9 8驅(qū)動(dòng)電路步進(jìn)電機(jī)2步進(jìn)電機(jī)1圖 系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)框圖 單片機(jī)的最小系統(tǒng)單片機(jī)最小系統(tǒng)包括了復(fù)位電路和時(shí)鐘晶振電路，功能是先以主振頻率為基準(zhǔn)發(fā)出 CPU 的時(shí)序，對(duì)指令進(jìn)行譯碼，然后發(fā)出各種控制信號(hào)，完成一系列定時(shí)控制的操作，用來協(xié)調(diào)單片機(jī)內(nèi)部各功能部件之間的數(shù)據(jù)傳輸、數(shù)據(jù)運(yùn)算等操作。此外，C 語言程序具有完善的模塊程序結(jié)構(gòu)，從而為軟件開發(fā)中采用模塊化程序設(shè)計(jì)方法提供了有力的保障。為此，在程序設(shè)計(jì)時(shí)采用模塊化結(jié)構(gòu)，盡量把公用的程序編寫成不同功能的子程序，這樣易于設(shè)計(jì)和修改。把一個(gè)較大的復(fù)雜問題分解成若干相對(duì)獨(dú)立而又簡(jiǎn)單的小問題，只要解決了這些小問題，整個(gè)問題也都解決了。(2)程序設(shè)計(jì)：程序設(shè)計(jì)是制定程序的綱要，也就是將系統(tǒng)定義的問題用程序的方式進(jìn)行描述、繪制流程圖，結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)、模塊化程序設(shè)計(jì)和自頂向下設(shè)計(jì)等，都是此步驟的有效方法。此外其內(nèi)置的仿真器可模擬目標(biāo) MCU，包括指令集、片上外圍設(shè)備及外部信號(hào)等。單片機(jī)上電復(fù)位后，首先進(jìn)行各端口和個(gè)芯片的初始化，LCD 液晶顯示器顯示畢設(shè)題目和制作者信息；其次利用 ifelse 語句進(jìn)行按鍵掃描，對(duì)按鍵判斷并依次對(duì)每種按鍵模式作出相應(yīng)的程序控制。在數(shù)據(jù)寫完之后， LCD12864 寫入的數(shù)據(jù)便會(huì)顯示在液晶屏上。按鍵的流程圖如圖 所示：開始P 1 . 3 = 0 ？T e m p 1 = 1P 1 . 4 = 0 ？T e m p 2 = 2P 1 . 5 = 0 ？T e m p 3 = 3P 1 . 6 = 0 ？T e m p 4 = 4P 1 . 7 = 0 ？T e m p 5 = 5結(jié)束NNNNNYYYYY 圖 按鍵掃描流程圖 電機(jī)驅(qū)動(dòng)流程30 直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)流程 直流電動(dòng)機(jī)采用 PWM 的調(diào)速方法，利用定時(shí)器中斷的方法產(chǎn)生 PWM 信號(hào)，改變其占空比可以實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)的調(diào)速。步進(jìn)電機(jī)采用的型號(hào)是 25BY48L058F，額定電壓為 12V，額定電阻為 40?，采用 4 相八拍工作方式。 硬件靜態(tài)調(diào)試 硬件靜態(tài)調(diào)試，主要針對(duì)以下幾點(diǎn)：(1) 排除邏輯故障：這類故障主要包括錯(cuò)線、開路、短路。(4) 解決可靠性差：引起系統(tǒng)不可靠的因素很多，如金屬化孔、接插件接觸不良會(huì)造成系統(tǒng)時(shí)好時(shí)壞，經(jīng)不起振動(dòng)；內(nèi)部和外部的干擾、電源紋波系數(shù)過大、33器件負(fù)載系數(shù)過大等造成邏輯電平不穩(wěn)定；另外，走線和布局的不合理等也會(huì)引起系統(tǒng)可靠性差。 軟件調(diào)試軟件調(diào)試方法與所選用的軟件結(jié)構(gòu)和程序設(shè)計(jì)技術(shù)有關(guān)。因?yàn)檫@樣可以能確定 CPU 的實(shí)時(shí)響應(yīng)問題。35(4)按鍵操作失靈，經(jīng)檢查后發(fā)現(xiàn)焊接時(shí)發(fā)生短路，糾正后操作正常。 （a）隨機(jī)模式 （b）定向模式（c）定向模式中設(shè)定的上旋球發(fā)球模式 （d）定向模式中設(shè)定的下旋球發(fā)球模式 圖 顯示當(dāng)前運(yùn)行模式的發(fā)球計(jì)數(shù)37第 6 章 結(jié)束語 總結(jié)本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的核心是應(yīng)用 51 單片機(jī)做出硬件，并結(jié)合軟件實(shí)現(xiàn)乒乓球發(fā)球機(jī)控制器的設(shè)計(jì)。但是由于條件有限，效果不如預(yù)想的那樣，不過也基本達(dá)到了畢設(shè)的要求。因此在以后的學(xué)習(xí)和工作中應(yīng)該多鍛煉自己在實(shí)際中應(yīng)用知識(shí)的能力和動(dòng)手設(shè)計(jì)的能力。在不斷的學(xué)習(xí)與應(yīng)用中，成功的完成了課題的研究與