基于arduino的机电控制cai系统开发

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1、ZSTUZhejiangSci-TechUniversity硕士专业学位论文ProfessionalMaster’sThesis中文论文题目:基于Arduino的机电控制CAI系统开发英文论文题目:DevelopmentofArduinoBasedMechatronicCAIPlatform专业学位类别：工程硕士（全日制）专业学位领域：机械工程作者姓名：肖遥指导教师：胡旭东完成日期：2016年1月5日12基于Arduino的机电控制CAI系统开发DevelopmentofArduinoBasedMechatronicCAIPlatform3浙江理工大学硕士学位论文基

2、于Arduino的机电控制CAI系统开发摘要本文提出了一种新型的机电控制CAI系统，通过对Arduino硬件系统和软件开发环境的分析研究，把基于Arduino的机电控制引入到CAI系统，设计了一种可供机电专业课程教学使用的CAI系统。对于Arduino使用者来说，改变了传统的更新软件就得重复烧写flash的模式，该系统能够通过Arduino自带的串口监视器实现人机交互，操作简便，运行稳定。该系统让初学者能够更快更容易的学习，大大激发了学生的学习兴趣，将Arduino引入机电专业课程教学提高了教育、教学的质量，增进了教育的效率，并且取得了良好的课堂教学的效果。本文的主

3、要研究内容可以概括为以下几个方面：通过对机电系统CAI进行需求分析，提出了CAI系统的整体架构，阐述了Arduino终端解释程序的总体设计方案。通过对Arduino硬件以及软件开发环境的介绍以及Arduino内核程序的解读，根据有限状态机的原理设计并实现了命令解释器。对Arduino串口通讯协议和功能库的调用接口进行设计开发，实现了对数字端口的高电平/低电平进行读取和写入，对模拟端口进行PWM波的写入，对Arduino进行既定脉冲数的写入，满足了机电专业课程教学要求的大部分功能。对于更加复杂的使用环境，本文提出了基于Arduino的多任务控制并设计了一种可靠的安全的

4、混合式调度器使其得以实现。通过对合作式调度器和抢占式调度器特性的分析，提出了一种兼具以上两种调度器优势的混合式调度器。对混合式调度器的各组成部分包括调度器数据结构、初始化函数、中断服务程序、添加任务函数、调度任务函数以及删除任务函数进行了详细的阐述。完成了添加任务和删除任务的串口通信协议的设计，实现了多任务的人机交互，使CAI系统能够应用到更加广泛的领域。针对CAI系统机电控制应用层展开设计，通过对对步进电机和舵机的硬件系统组成和原理的分析，对步进电机和舵机串口通信协议进行了设计，可以实现对步进电机方向、位置和速度的控制以及对舵机旋转角度的控制。在步进电机的位置控制

5、中设计了脉冲计数器，可以通过位置查询命令查询电机的位置，也可以通过位置归零命令对脉冲计数器清零。该系统可以快速移植到智能移动机器人、3D打印机等机电设备中，这对于将Arduino引入机电专业课程教学具有重要的意义。关键词：Arduino；CAI；功能库；多任务I浙江理工大学硕士学位论文基于Arduino的机电控制CAI系统开发AbstractAnewelectromechanicalcontrolsystemofCAIisputforwardinthispaper.Itisasystemwhichabsorbstheelectromechanicalcontrolo

6、fArduinoanddesignedforcourseteachingtendingtothemechanicalandelectricalprofessionals,basingontheanalysisofhardwaresystemandsoftwaredevelopmentenvironmentconcerningArduino.Itchangesthetraditionalmodethatrepeateddownloadforupdatingthesoftwareandadvantagesinuser-friendlycontrolandstableop

7、eration,whichcanrealizethefunctionofman-machineinteractionbytheincludedserialmonitorofArduino.Itcanimprovethebeginnertolearnfasterandeasierandmotivatethelearninginterestgreatly.TheabsorbingArduinointhecourseteachingwillenhancethequalityofinstructionandpromotetherespondingefficiency.F