悬挂运动控制系统毕业设计论文

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1、悬挂运动控制系统摘要本系统以msp430（MSP430F22X4）单片机为核心作为悬挂运动控制的系统，实现了键盘输入识别、传感器信号采集、电机驱动电路控制等功能。根据物体在平面任一处两端吊绳的长度唯一确定的原理，通过单片机编程控制电机转动带动吊绳伸长或缩短，实现物体沿任意设定轨迹运动。引导部分用反射式红外传感器探测板面黑线，信息送入单片机处理后，控制物块沿黑线前进。以完成到达任意预设坐标，沿自行设定轨迹运动，以板上任意处为圆心画直径为50cm的圆和寻黑线前进任务。关键词：msp430（MSP430F22X4）步进电机红外传感器AbstractThesystemtomsp430(MSP

2、430F22X4)microcontrollerasthecoreasthehoistingofthemovementcontrolsystem,thekeyboardinputtoachieverecognition,sensorssignalacquisition,motordrivecircuitcontrol,andotherfunctions.AccordingtotheobjectsinaflatatbothendsofDiaoshengonlydeterminethelengthoftheprinciplesofprogrammingthroughtheMCUcontr

3、olmotordrivenrotationalDiaoshengelongateorshorten,andobjectsalongthearbitrarytrackingmovement.Reflectiveoftheguidewithinfraredsensorsdetectboardblackline,processingtheinformationintothemicrocontroller,controlofblockalongtheblacklineforward.Tocompletethelandingcoordinatesofanydefault,setyourownp

4、athalongthecampaigntotheboardforthecenterofarbitrarydiameterof50cmpaintingofthecircleandlookforwardlineandtasks.Keywords:msp430（MSP430F22X4）step-motorinfraredwavesensor一、系统方案选择与论证根据设计要求，系统可分为控制部分和信号检测部分。其中信号检测部分通过传感器检测黑色轨迹，并将信号传回控制器处理。控制部分的作用是接受并处理键盘输入的控制信号以及检测信号，通过控制电机的转动改变吊绳长度，从而控制悬挂物体的运动，并将物

5、体坐标实时显示出来，系统框图如图1所示。图1系统框图系统分为控制器模块，物体轨迹检测模块，键盘输入模块，显示模块，电机驱动模块。（1）控制器模块方案一：采用FPGA作为系统的控制器。FPGA可以实现各种复杂的逻辑功能，所有器件集中在一块芯片上，体积小，稳定性高。同时FPGA可用EDA软件仿真调试，易于进行功能扩展，但由于系统对数据处理的要求不高，而FPGA引脚较多，步线复杂，成本也偏高。方案二：采用单片机作为控制器。单片机使用简单，软件编程灵活。选用msp430（MSP430F22X4）单片机作为核心器件。该单片机具有高速的运算能力以及含有丰富的功能模块，例如：多通道10~14位AD

6、转换器，双路12位DA转换器，比较器，看门狗定时器和多个16位，8位定时器(可进行捕获，比较，PWM输出)以及FALASH存储器，他可以在运行过程中由程序控制写操作和段擦除(Insystemprogrammable)，不需要额外的高电压等，软件编程灵活，自由度大，可用软件编程实现各种算法和逻辑控制。综上比较，选择方案二。（2）执行电机根据题目的要求，我们选用了步进电机，因为本系统要求电机能实现精确的位置控制，若采用直流电机，只能通过软件算法，，调节占空比。但占空比与电机速度的准确关系不易掌握，控制精度不够高。由于步进电机的步距角一定，控制输入步进电机的脉冲数就可以精确控制步进电机的角

7、度，从而精确控制物体的位置。（3）电机驱动模块方案一：用三极管和与门等简单的元器件设计H桥式电机控制电路。该方案涉及的元件简单，设计方便，然而其通断速率可能受到元件反映速率的影响，且不能驱动较大电流的电机。方案二：采用步进电机专用驱动芯片LM298N。芯片内含两个H桥式电机驱动电路，其优点在于驱动电流大，工作稳定。综上比较，选择方案二。二、主要电路设计本系统采用单片机作为控制核心，对键盘输入的控制信号和传感器送来的信号进行分析处理，然后控制画笔在画板上运动