大学生电子设计竞赛设计报告.doc

2005全国大学生电子设计竞赛设计报告题目名称:悬挂运动控制系统(E题)第一部分设计要求悬挂运动控制系统任务设计一电机控制系统,控制物体在倾斜(仰角≤100度)的板上运动。在一白色底板上固定两个滑轮,两只电机(固定在板上)通过穿过滑轮的吊绳控制一物体在板上运动,运动范围为80cm×100cm。物体的形状不限,质量大于100克。物体上固定有浅色画笔,以便运动时能在板上画出运动轨迹。板上标有间距为1cm的浅色坐标线(不同于画笔颜色),左下角为直角坐标原点。要求基本要求:控制系统能够通过键盘或其他方式任意设定坐标点参数;控制物体在80cm×100cm的范围内作自行设定的运动,运动轨迹长度不小于100cm,物体在运动时能够在板上画出运动轨迹,限300秒内完成;控制物体作圆心可任意设定、直径为50cm的圆周运动,限300秒内完成;物体从左下角坐标原点出发,在150秒内到达设定的一个坐标点(两点间直线距离不小于40cm)。发挥部分能够显示物体中画笔所在的位置的坐标;控制物体沿板上标出的任意曲线运动(见示意图),曲线在测试时现场标出,~,总长度约为50cm,颜色为黑色;曲线的前一部分时连续的,长约30cm;后一部分是两段总长约20cm的间断线段,间断距离不大于1cm;沿连续曲线运动限定在200秒内完成,沿间断曲线运动限定在300秒内完成;其他。第二部分设计报告摘要针对题目要求,我们设想使用了“红外传感器”。我们还为这个系统安装了“大脑”——“单片机控制系统”。整体以单片机AT89C52作为控制核心,CPLD、电机驱动电路等几部分组成。电机采用步进电机,精确地对画笔进行定位。物体先用钥匙串代替。通过以上努力,终于使我们所挂的钥匙串,可以按我们设定的路线移动。本设计的主要特色:控制电路电源,信号通过光电耦合器传输。优化的软件算法,智能化的自动控制,定位精确。红外探测提高物体智能化系统。在试制和调试的过程中遇到了很多问题诸如:步进电机的驱动程序的选取与调试等,虽然有些功能的实现还不尽人意。Abstract Withthedevelopmentofthescience,auto-controlhaswonthemajorityofthemarket,moreover,itissaidthattheauto-,weselecttheMCU,whichincludeinfraredsensor,lightsensor,osensor,areusedtocontrolthesmallcartorealizetheauto-adaptation、searching、::在题目中要求物体直线移动和圆周运动,根据比赛木板大小,我们选用比较长的,结实的风筝白绳,考虑到能精确控制钥匙串的走线,电机与滑轮必须保持垂直。如图所示。,最重要的是得出物体移动一格所引起的左右两根绳长的变化,从而控制电机的运转。因为起点和终点的坐标是可知的,所以在计算两者关系时我们是这样考虑的:滑轮的半径是已知的r,假设绳子始终是绷紧的,滑轮是光滑的,因此电机拉动绳子的长度会立刻反应到笔,只考虑从滑轮最高点到物体这一段绳长变化方案论证与系统原理框图(一)传感器的选择与工作方式选取一、红外探测器的选择与工作方式1、红外探测器的选择①主动式红外探测器。红外探测器以其发射功率大、抗干扰能力强而在工业生产中有着广泛的应用,红外探测器按其工作模式可大致分为主动式与被动式,主动式红外探测器自带红外光源,通过对光源的遮挡、反射、折射等光学手段可以完成对被探测物体位置的判别。②被动式红外探测器。探测器本身没有光源,通过接受被探测物体的特征光谱辐射来测量被探测物的位置、温度或进行红外成像。在本体中我们要利用红外探测器检测黑白两种不同的灰度和障碍物的距离。显然选用主动式红外传感器比较合适,系统的造价可以降低可靠性可以提高。我们采用主动式红外传感器。、透射遮挡型和反射型(),分立元件型发光管与接收管相互独立,用户在使用时可以根据需要灵活的设定发光管与接受管的位置,并可利用棱镜、透镜等完成特