全国大学生电子设计竞赛,2011年,基于自由摆的平板控制系统 省级一等奖

全国大学生电子设计竞赛,2011年,基于自由摆的平板控制系统 省级一等奖

2011年全国大学生电子设计竞赛

基于自由摆的平板控制系统【本科组】

2011年9月3日

B题）

（

全国大学生电子设计竞赛,2011年,基于自由摆的平板控制系统 省级一等奖

基于自由摆的平板控制系统

摘要:本系统采用了STC公司最新的增强型51单片机，集成8路10位高精度数模转换模块，使用了数字控制系统，模拟传感系统，以及步进电机。基本实现了数字化全自动测控，操作简便，整体系统造价低廉。

系统主要由摆架及其支撑框架，数据采集部分、微控制器最小系统、驱动模块组成。本文详细的介绍了控制系统的软件组成、硬件组成及其工作原理。

硬件部分详细介绍了单片机最小系统，角度传感器电路、滤波电路、电机驱动电路的设计构想。软件部分利用了C语言，模块化的编程思想。可移植性强的特点，使程序结构分明，执行效率高。期间，对整个系统进行了完备的测试，各方面表现均达预期效果。

关键词:51单片机 模拟角度传感器 步进电机

Abstract: this system USES a STC company's latest enhanced 51 SCM, integration and road 10

high precision analog-to-digital conversion module, the use of the digital control system, simulation sensor system, and the motor. The digital automatic measurement and control to realize basic, simple operation, low cost of the overall system.

System mainly by the pendulum frame and its support framework, data acquisition part, micro controller minimum system, driver module. This paper introduces the control system software components, hardware composition and working principle.

Hardware part introduces microcontroller smallest system, Angle sensor circuit and filter circuit, motor drive circuit design conception. Using the software as part C language, modular programming ideas. Portability strong characteristic, make clear, the structure of the program execution efficiency. Period, to the whole system of a complete test, the performance of all the expected effect.

Keywords: 51 single-chip microcomputer simulation Angle sensor stepping motor

全国大学生电子设计竞赛,2011年,基于自由摆的平板控制系统 省级一等奖

目录

第2章 总体方案设计................................................ 4

2.1 方案比较 ................................................... 4 2.2 方案论证 ................................................... 5 2.3 方案选择 ................................................... 5 第3章 单元模块设计................................................ 6

3.1.1 摆架系统的结构........................................ 6 3.1.2 数据采集部分.......................................... 7 3.1.3 控制部分.............................................. 7 3.1.4 步进电机驱动系统...................................... 7 3.1.5 输入输出模块.......................................... 8

3.1.5.1液晶显示接口...................................... 8 3.1.5.2键盘模块.......................................... 8 3.1.6 电源模块.............................................. 8 3.2电路参数计算及元器件的选择................................... 8

3.2.1 自由摆的原理与组成.................................... 8 3.2.2 传感器的选择.......................................... 8 3.2.3 步进电机的选择........................................ 9 3.2.4 数据处理芯片的选择.................................... 9

3.2.4.1AD转换模块........................................ 9 3.2.5 人机交互模块的选择................................... 10 3.3 各单元模块的连接 .......................................... 10 第4章 系统调试................................................... 11

4.1 调试内容 .................................................. 11 4.2 调试方法 .................................................. 11

4.2.1 非线性误差修正....................................... 12 4.2.2 标度变换............................................. 12 4.2.3 步进电机控制程序设计................................. 22 4.2.4 抗干扰设计........................................... 23 4.2.5 硬件抗干扰........................................... 24

4.2.5.1抑制干扰源....................................... 24 4.2.5.2切断干扰的耦合通道............................... 24 4.2.5.3印刷电路板抗干扰................................. 24

全国大学生电子设计竞赛,2011年,基于自由摆的平板控制系统 省级一等奖

4.2.6 软件抗干扰........................................... 24

第5章 系统功能和指标参数......................................... 25

5.1 系统能实现的功能 .......................................... 25 第6章 设计总结................................................... 25

6.1 设计的小结 ................................................ 25 6.2 设计收获体会 .............................................. 25 6.3 设计的改进及希望 .......................................... 25

第1章 前言

现代传感器技术的发展趋势随着科学技术的发展，传感器技术发展的趋势将是开发新材料与传感器智能化发展相结合。新材料开发，随着科技的发展，新材料在传感器中的应用越来越广。传感器材料是传感器技术的重要基础, 是传感器技术升级的重要支撑。随着材料科学的进步,传感器技术日臻成熟,其 …… 此处隐藏：9800字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……