毕业论文：舵机控制设计(硬件设计)

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1、存档编号华北水利水电大学NorthChinaUniversityofWaterResourcesandElectricPower毕业设计题目舵机控制设计（硬件设计）_学院信息工程学院专业电子信息工程姓名学号指导教师完成时间2013年月日教务处制目录摘要IABSTRACTII第1章概述11.1、背景知识介绍11.2、研究现状11.3、设计目的与意义21.4、研究内容与设计任务2第2章系统总体方案设计42.1、系统框图42.2、功能说明42.2.1、PWM信号输出42.2.2、PWM信号驱动舵机52.2.3、红外通信控制52.2.4、串口通信52.2.5、数码管显示数据52.3、器件与模块选型52

2、.3.1、主控芯片方案选择52.3.2、晶振方案选择62.3.3、显示模块方案选择72.3.4、舵机方案选择72.3.5、无线控制模块方案选择82.3.6、最终选型方案92.4、硬件资源介绍92.4.1、单片机92.4.2、晶振112.4.3、数码管122.4.4、舵机142.4.5、红外发射器、接收头18第3章硬件设计实现213.1、硬件电路设计213.2、硬件模块设计213.2.1、时钟振荡模块213.2.2、复位模块223.2.3、红外接收模块223.2.4、显示模块233.2.5、舵机模块233.2.6、串口模块24第4章系统仿真调试254.1、仿真环境介绍254.2、仿真过程254.

3、2.1仿真电路254.2.2仿真结果26第5章硬件实现与调试285.1、硬件实物285.2、硬件实现与调试295.2.1、硬件实现295.2.2、模块电路检测295.2.3、硬件电路的静态调试305.2.4、硬件电路的动态调试315.3、调试问题与解决325.4、注意事项33第6章总结与展望34致谢35参考文献36附录37摘要舵机又称微伺服电机，其主要组成部分为伺服电机，包含伺服电机控制电路以及减速齿轮组。伺服电机是指在伺服系统中控制机械元件运转的发动机，是一种补助马达间接变速装置。舵机转子转速受输入信号控制，并能快速准确反应，可以将电压信号转化为转矩和转速以驱动控制对象。与其他电机相比，舵机

4、有着精度高、性能好、抗过载能力强、输出功率高、稳定性好、及时性强、噪声低等优点。现代社会，在生产与生活中，舵机所占的比重越来越大，只要是要有动力源，而且对精度有要求的工程一般都可能涉及到舵机，如机床、印刷设备、机器人、自动化生产线等对工艺精度、加工效率和工作可靠性等要求相对较高的设备。所以对舵机的学习与研究是相当有必要的。在本设计中，我们采用单片机来驱动舵机工作，单片机通过改变输出的pwm信号占空比来控制舵机的转角与转速；舵机能够实现正转、反转、自动旋转等功能；我们同时设计了多种控制舵机的方式，分别为红外遥控、上位机串口操纵、蓝牙无线控制等方式，这样来适应不同的工作场合；为了更直观地显示转角，

5、我们采用了四位八段数据管用于实时显示。采用了stc89c52作为主控芯片，舵机型号采用futabaS3003，红外接收发射一体头采用vs1838，蓝牙芯片采用HC-06；利用proteus软件进行仿真调试，依照原理图焊接电路，下载hex文件到单片机。硬件主控芯片能够接收红外发射器或串口发送过来的控制命令，来驱动舵机完成相应的动作。正文将着重介绍硬件选择、工作原理、硬件设计、仿真以及具体实现效果。关键词：舵机；控制；红外；硬件；IABSTRACTSteering-engineisalsoknownasthemicroservomotor.MajorComponentofSteering-engi

6、neistheservomotor.Thesteering-engineincludesservomotorcontrolcircuitsandreductiongeargroup.Itisaengineservocontrollingtheoperationofmechanicalelementinservomotorsystem,anditisakindofspeed-transformationthatdrivesservomotorsindirectly.Therotorofsteering-engineiscontrolledbytheinputsignal,whichcanresp

7、ondtothesignalquicklyandaccurately.Therotorcantranslatethevoltagesignalintotorqueandrotationalspeedtodrivethecontrolledobject.Comparedwithothermotors,steering-enginehasthefollowingadvantages:highpreci