【正文】 點到點運動示意圖 由此，利用軟件實現(xiàn)以上算法來分別控制兩個步進電機的 步進 a， b， 這樣就可以向控制系統(tǒng)輸入起點坐標和終點坐標讓物體在畫板置任意行走。它既有高級語言 的 特點，又具有匯編語言 11 的特點。另外， MSP430 系列單片機均為工業(yè)級器件，運行溫度范圍為 40～ +85176。用中斷請求將 CPU 喚醒只需要 6μs。 方案三：采用有線傳輸 。 圖 13 反射式光電判讀器 針對本課題，應該選擇主動式紅外反射傳感器，其驅動方式可以分為直流直接驅動方式與交流調(diào)制方式。 L298N 芯片可以驅動兩個二相電機， 輸出電壓最高可達 50V，可以直接通過電 源來調(diào)節(jié)輸出電壓；可以直接用單片機的 IO 口提供信號。根據(jù)題目的設計要求，本設計主要實現(xiàn)勾畫設定軌跡和對設定軌跡的搜尋功能，并能實時的顯示物體中畫筆所在位置坐標。 本系統(tǒng)采用低功耗 MSP430F1611 統(tǒng)平臺設計了懸掛運動控制系統(tǒng)，采用 L298驅動步進電機 ，提高電源利用率；紅外傳感檢測，提高糾錯能力。 26 致謝 關鍵詞： 單片機 步進電機 算法 II Abstract This topic designed a suspension system which controlled by microprocessor, through the calculation of relevant parameters and procedures which designed to make the performance of the system to meet the subject requirements. Its core part is the control chip microcontroller, since it has high level of integration, costeffective, and the most simple buffer circuit， high efficiency etc, so that be widely applied in real life. Suspension track control system is a set of motor control system, it controls the object in straight line, round, tracing, sports within the scope of 80 cm100 cm, and can show the coordinates of moving objects in sports by the time. This design uses the MSP430F1611 microcontroller to control the stepper motor, achieving accurate measurement of the pedants position through multiturn potentiometer, and introduce local closeloop feedback control links to error correction, so that to achieve control the object and with a accurate location to coordinate. Control signal drive stepping motor by L298 drive circuit, pleting the corresponding regulations action。 2 設計要求 7 2 系統(tǒng)軟件設計 15 定點運動子程序 22 測試指標 雖然步進電機已被廣泛地應用，但步進電機并不能像 普通的直流電機，交流電機在常規(guī)下使用。首 先將圓周等分為n 份，將每小份弧線段等效為直線段畫出， n 越大，曲線就光滑。 方案二：采用步進電機 。紅外探測器按其工作模式可大致分為主動式與被動式。這樣，實現(xiàn)了探測模塊與主機的無線通信，解決了有線傳輸對物體運動的影響。 MSP430 系列單片機有獨特的時鐘系統(tǒng)設計，包括兩個不同的時鐘系統(tǒng)：基本時鐘系統(tǒng) 、 鎖頻環(huán)（ FLL 和 FLL+）時鐘系統(tǒng)或數(shù)字振蕩器時鐘系統(tǒng)。 (3) MSP430 系列單片機系統(tǒng)工作穩(wěn)定 。所有具備這一特性的軟件或者軟 件套（組）都可以叫做 IDE。多測幾次，取脈沖數(shù)相近的那個脈沖數(shù) z),因此，直接可將拉線的位移轉化為送給電機的脈沖個數(shù)。系統(tǒng)軟件主程序流程圖如圖 22 所示： 圖 22 主程序流程圖 定點運動子程序 鍵盤讀入功能鍵和起始坐標值 （ 0x , 0y ） ，將 （ 0x , 0y ） 帶入式 51 和式 52 中計算出 0a 和 0b 。在軟件算法中，除了中央的傳感器一定在黑線上之外，其他 8 個傳感器都有可能檢測到黑線。 測試儀器 使用的儀器設備如表 31 所示。 系統(tǒng) 還采用了靈活算法，使物體可以畫一個漸開線，而且精度很高。因受 場地、實際環(huán)境等條件影響，各參數(shù)測試會因外界影響而略有誤差。 軟件 的 仿真 調(diào)試 過程如下 ：程序編寫完成后，先在 IAR Embedded workbench 集成開發(fā)環(huán)境中選擇： Project→Options→Debugger→Driver→ Simulator， 即 選擇模擬調(diào)試。也就是說，我們所說的半步 , 步都是虛擬計算出來的，并不是步進電機真正地走了半步。設單片機發(fā)出的脈沖信號數(shù)為 n,電機移動長度差為 Δl,則有： 200nπd=Δl （ 29） 這樣就實現(xiàn)了位移信息與單片機輸出信號的聯(lián)系，單片機就可以穩(wěn)定且準確地控制物體 [6]。 算法分析 軟件設計原則 程序設計時應遵循以下基本原則：正確性、可靠性、簡明性、有效性、可維護性、可移植性。這種以 FLASH 技術、 JTAG 調(diào)試、集成開發(fā)環(huán)境結合的開發(fā)方式，具有方便、廉價、實用等優(yōu)點，在單片機開發(fā)中還較少見。單片機 結合 TI 的高性能模擬技術，各成員都集成了較豐富的片內(nèi)外設。 其次， MSP430 系 列單片機擁有簡化了的指令。傳感器我們采用反射式光電傳感器 FS— 359F 為核心組 成探測模塊。 方案二：采用 LED 液晶顯示器。該控 制方式需要單片機具有較大的程序存儲量，所以可選擇的 F1611 單片機，有非常豐富的資源，大容量的 RAM 和 FLASH，可以存儲大容量的程序 [4]。板上標有間距為 1cm的淺色坐標線（不同于畫筆顏色），左下角為直角坐標原點 , 示意圖如下 圖11 所示 。 步進電機是將電脈沖信號轉變?yōu)榻俏灰苹蚓€位移的開環(huán)控制元件。 22 測試儀器 3 系統(tǒng)方框圖 其 核心部分是控制芯片 單片機 ，由于其具有高集成度、高性價比、最簡單外圍電路、高效率等優(yōu)點，所以 能 在實際生活中 得到廣泛 的 應用。 11 脈沖與位移的關系 24 系統(tǒng)實現(xiàn)的功能 具體為 在一 白色底板上固定兩個滑輪，兩只電機（固定在板上）通過穿過滑輪的吊繩控制一物體在板上運動，運動范圍為 80cm100cm。 方案二：單片機方式。 基于以上分析，擬選擇方案一 。 交流調(diào)制方式由于可以采用交流耦合方式，解決了放大器的直流漂移問題，從而大大提高檢測的距離，同時由于環(huán)境光產(chǎn)生的干擾多數(shù)情況是信號的直流或低頻分量，可以由濾波器加以隔離，因此交流調(diào)制方式抗干擾能力也比較強，其缺點是系統(tǒng)相對復雜。 8 2 系統(tǒng)軟件設計 單片機系統(tǒng)簡介 本課題選用 MSP430 系列單片機為主控芯片。 同樣， MSP430 系列單片機中的某些型號，采用了一般 只有 DSP 中才有的 16 位多功能硬件乘法器、 DMA 等一系列先進的體系結構，大大增加了它的數(shù)據(jù)處理和運算能力，可以有效地實現(xiàn)一些數(shù)字信號處理的算法（如 FFT、 DTMF 等）。 這種方式只需要一臺 PC 機和一個 JTAG調(diào)試器，而不需要專用仿真器和編程器。 C 語言程序 所擁有的 完整的程序模塊結構 為 軟件開發(fā)中模塊化程序 的 設計和代碼的移植提供了有力保障， 同時 縮短了開發(fā)人員的開發(fā)周期。 步進電機控制程序的設計思想 我們設計了一個正解和一個反解的函數(shù)來實現(xiàn)物體要到達的坐標 （ X,Y） 與兩電機要移 動的長度 (Δl1,Δl2)之間的換算。若兩個電機同時實現(xiàn)同樣的位移，則此算法對物體的影響不大，但如果兩個電機在相同時間內(nèi)位移量不相同，則容易出現(xiàn)很明顯的抖動。 系統(tǒng)的調(diào)試 通常是先排除明顯的硬件故障以后，再和軟件結合起來調(diào)試以進一步排除故障。表 34 是多次測試的紀錄。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。表 32 是多次測試的紀錄。存儲連續(xù)的十點的位移信息。 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)轉換 轉化 結果等于 計算值否 返回