懸掛控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)【畢業(yè)設(shè)計(jì)+開題報(bào)告+文獻(xiàn)綜述】

1、<p>　　本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)</p><p><b>　?。ǘ?屆）</b></p><p><b>　　懸掛控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)</b></p><p>　　所在學(xué)院 </p><p>　　專業(yè)班級(jí) 電子信息工程

2、 </p><p>　　學(xué)生姓名 學(xué)號(hào) </p><p>　　指導(dǎo)教師 職稱 </p><p>　　完成日期 年 月 </p><p><b>　　摘 要</b></p&g

3、t;<p>　　本設(shè)計(jì)是制作一個(gè)懸掛控制系統(tǒng)，能夠在平面上進(jìn)行簡(jiǎn)單的圓和直線的制作，方便操作和使用。主要運(yùn)用AVR單片機(jī)，核心芯片由ATMEGA16、TPL521-1、L298N、MAX232組成。ATmega16是一種基于增強(qiáng)的AVR RISC結(jié)構(gòu)的低功耗8 位CMOS微控制器，TLP521是可控制光電藕合器件。其中利用到了步進(jìn)電機(jī)，步進(jìn)電機(jī)是將脈沖電信號(hào)變換成相應(yīng)的角位移或者直線位移，即給一個(gè)脈沖電信號(hào)，電動(dòng)機(jī)就會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)

4、一個(gè)角度或者前進(jìn)一步。</p><p>　　運(yùn)用單片機(jī)來控制步進(jìn)電機(jī)從而達(dá)到預(yù)期目的。</p><p>　　關(guān)鍵詞：AVR 、ATMEGA16、TPL521-1、L298N、MAX232、步進(jìn)電機(jī)。</p><p>　　Suspension Control System</p><p><b>　　Abstract<

5、/b></p><p>　　The design of a suspension control system ,that in the plane of the circle and line a simple production, easy operation and use. Main use AVR microcontroller, the core chip from the ATMEGA16,

6、 TPL521-1, L298N, MAX232 composition. ATmega16 is a structure based on the enhanced low-power AVR RISC 8-bit CMOS microcontroller, TLP521 is to control optical coupling devices. One advantage of a stepper motor, stepper

7、motor pulse signal is converted into the corresponding angular displacement or linear dis</p><p>　　Microcontroller to control the stepper motor used to achieve the desired objectives. </p><p>　　

8、Keywords: AVR 、ATMEGA16、TPL521-1、L298N、MAX232、Stepper motor.</p><p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　摘 要I</b></p><p>　　AbstractII</p><p><b>　　1

9、緒論1</b></p><p>　　1.1課題的來源1</p><p>　　1.2課題的背景、意義1</p><p>　　1.3相關(guān)研究的最新成果及動(dòng)態(tài)2</p><p>　　1.4課題研究的主要內(nèi)容3</p><p>　　2 懸掛控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)方式及相關(guān)技術(shù)4</p><

10、;p>　　2.1系統(tǒng)的具體設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)4</p><p>　　1、設(shè)計(jì)的實(shí)現(xiàn)方式4</p><p>　　2 設(shè)計(jì)方案的選擇與論證4</p><p>　?。?）、單片機(jī)的選擇4</p><p>　?。?）、執(zhí)行元件電動(dòng)機(jī)的選擇5</p><p>　　2.2、系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)與計(jì)算5</p>&l

11、t;p>　　2.3、系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)及數(shù)學(xué)運(yùn)算12</p><p>　?。?）、控制物體運(yùn)動(dòng)算法12</p><p>　?。?）系統(tǒng)主程序流程框圖13</p><p>　?。?）物體位置控制部分圖14</p><p>　?。?）、利用多邊形逼近畫圓法來實(shí)現(xiàn)畫圓算法15</p><p>　　3、部分測(cè)試結(jié)果及

12、其分析18</p><p>　?。?）測(cè)試設(shè)備18</p><p>　?。?）走自行運(yùn)動(dòng)實(shí)際的測(cè)量結(jié)果19</p><p>　?。?）畫圓實(shí)際測(cè)量的結(jié)果19</p><p>　　（4）直線制作實(shí)際測(cè)量結(jié)果20</p><p><b>　　4、結(jié)論22</b></p>&l

13、t;p>　　5、主要參考文獻(xiàn)23</p><p>　　致 謝錯(cuò)誤!未定義書簽。</p><p><b>　　附件24</b></p><p><b>　　1 緒論</b></p><p><b>　　1.1課題的來源</b></p><p>

14、;　　現(xiàn)如今在各行各業(yè)中為了實(shí)際生產(chǎn)的需要，大部分地方都運(yùn)用到了各種控制系統(tǒng)，它們主要用于對(duì)工作，生產(chǎn)的操作控制。自從單片機(jī)問世以來，利用單片機(jī)來制作各種控制系統(tǒng)已經(jīng)成為了主流。懸掛控制系統(tǒng)便是其中常見的一種，該系統(tǒng)的利用十分廣泛，在各行各業(yè)中都有所利用。此處的設(shè)計(jì)在于利用單片機(jī)來控制步進(jìn)電機(jī)制作一個(gè)控制系統(tǒng)，用來進(jìn)行簡(jiǎn)單的圓和直線的制作。</p><p>　　1.2課題的背景、意義</p><

15、;p>　　首先，控制系統(tǒng)自問世以來廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)。在許多的設(shè)備中都運(yùn)用了此系統(tǒng)，關(guān)于此系統(tǒng)的運(yùn)用在不同的設(shè)備與不同的項(xiàng)目中具有不同的簡(jiǎn)稱。此處主要是關(guān)于利用AVR單片機(jī)與步進(jìn)電機(jī)來做一個(gè)懸掛控制系統(tǒng)，將此運(yùn)用于畫直線與畫圓。</p><p>　　其次，在各行各業(yè)中AVR單片機(jī)的利用都非常廣泛例如軍事、工業(yè)等重要行業(yè)以及家用電器、智能玩具、便攜式智能儀表等生活方面、其中也包括機(jī)器人制作等各大領(lǐng)域。其在產(chǎn)品

16、的功能，精度，和質(zhì)量的提升上面有著非常大的作用，并且在設(shè)計(jì)制作的過程中電路簡(jiǎn)單，故障率低，可靠性高，成本低廉【1】。AVR單片機(jī)在許多的領(lǐng)域的運(yùn)用使得整個(gè)的系統(tǒng)的設(shè)計(jì)變得簡(jiǎn)單易行。AT90S8535內(nèi)含可反復(fù)編程的Flash程序存儲(chǔ)器。并且具有兩種數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器其分別為SRAM和EEPROM。由于具有這兩種存儲(chǔ)器所以在很多方面得到了運(yùn)用，一般的應(yīng)用系統(tǒng)只需此一塊芯片即可實(shí)現(xiàn)智能化【2】。</p><p>　　再次，近

17、幾十年來，數(shù)字技術(shù)和電子計(jì)算機(jī)的迅速發(fā)展為此次所用的步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的應(yīng)用開辟了廣闊的前景。就目前而言，我國(guó)已較多地方將步進(jìn)電機(jī)用于機(jī)械加工的數(shù)字程序控制機(jī)床中【3】。在現(xiàn)代工業(yè)，特別是航空，導(dǎo)彈，無線電等軍用工業(yè)中，要求加工的機(jī)械零件形狀復(fù)雜，數(shù)量多，精度高，人工加工已經(jīng)很難到達(dá)要求，而且生產(chǎn)效率低。此時(shí)步進(jìn)電機(jī)在這方面就可以顯示出自己的優(yōu)勢(shì)。例如現(xiàn)在隨處可見的打字機(jī)就運(yùn)用了步進(jìn)電機(jī)。</p><p>　　通過AVR

18、單片機(jī)的運(yùn)用與步進(jìn)電機(jī)的結(jié)合，來進(jìn)行簡(jiǎn)單的直線與圓的制作，從而將一些書本的知識(shí)快速方便的運(yùn)用到實(shí)際生活中，在實(shí)際生活中隨處可見運(yùn)用這兩種知識(shí)的地方。利用他們的特點(diǎn)可以制作出簡(jiǎn)單易行切便宜的系統(tǒng)。</p><p>　　1.3相關(guān)研究的最新成果及動(dòng)態(tài)</p><p>　　隨著時(shí)代的不斷進(jìn)步懸掛控制系統(tǒng)的發(fā)展也十分迅速，從最初的簡(jiǎn)單的機(jī)械運(yùn)用上到達(dá)現(xiàn)在的各行各業(yè)。就比如今的汽車行業(yè)，現(xiàn)在的汽車發(fā)

19、展速度之快讓人難以想象。在汽車的內(nèi)部構(gòu)造中懸掛系統(tǒng)運(yùn)用十分的廣泛，各種汽車幾乎全部都運(yùn)用到了該系統(tǒng)。就拿常見的豐田汽車而言，其內(nèi)部運(yùn)用懸掛系統(tǒng)的地方就十分的常見。</p><p>　　關(guān)于此處的懸掛控制系統(tǒng)其主要利用單片機(jī)來控制步進(jìn)電機(jī)以達(dá)到預(yù)期所要達(dá)到的目的，在一定規(guī)格的紙張上面進(jìn)行簡(jiǎn)單的直線圓弧的制作。</p><p>　　單片微控制器是AVR單片機(jī)的一種簡(jiǎn)稱，它的作用是將一個(gè)計(jì)算機(jī)系

20、統(tǒng)集成到一個(gè)芯片上，概括的講：一臺(tái)簡(jiǎn)易計(jì)算機(jī)只需要一塊芯片就成了【4】。單片機(jī)技術(shù)可以說是計(jì)算機(jī)技術(shù)的一個(gè)重要的分支,是簡(jiǎn)易機(jī)器人的核心元件。1997年,由ATMEL公司挪威設(shè)計(jì)中心的A先生與V先生利用ATMEL公司的Flash新技術(shù), 共同研發(fā)出RISC精簡(jiǎn)指令集的高速8位單片機(jī)，簡(jiǎn)稱AVR。相對(duì)于出現(xiàn)較早也較為成熟的51系列單片機(jī)，AVR系列單片機(jī)片內(nèi)資源更為豐富，接口也更為強(qiáng)大，同時(shí)由于其價(jià)格低等優(yōu)勢(shì)，在很多場(chǎng)合已經(jīng)可以替代51系

21、列的單片機(jī)。通常在單片機(jī)C程序里的延時(shí)模塊為一個(gè)計(jì)數(shù)循環(huán)，延時(shí)時(shí)間的長(zhǎng)短往往是先估計(jì)，后通過實(shí)驗(yàn)或仿真等方法來驗(yàn)證【5】。這個(gè)在對(duì)于控制步進(jìn)電機(jī)方面是個(gè)相當(dāng)好的選擇。</p><p>　　而設(shè)計(jì)所需要的步進(jìn)電機(jī)作為系統(tǒng)的執(zhí)行元件。步進(jìn)電機(jī)是機(jī)電一體化的關(guān)鍵產(chǎn)品之一,在各種自動(dòng)化、半自動(dòng)化系統(tǒng)中得到了運(yùn)用。微電子和計(jì)算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展使得步進(jìn)電機(jī)的需求量大大的增加，同時(shí)步進(jìn)電機(jī)的發(fā)展也變得更加快速，各個(gè)國(guó)民經(jīng)濟(jì)為了

22、更加快速的發(fā)展也運(yùn)用了許多的步進(jìn)電機(jī)。</p><p>　　步進(jìn)電機(jī)其主要作用是將脈沖電信號(hào)變換成相應(yīng)的角位移或者直線位移，即給一個(gè)脈沖電信號(hào)，電動(dòng)機(jī)就會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)角度或者前進(jìn)一步。由于步進(jìn)電機(jī)具有其精準(zhǔn)度高，可以簡(jiǎn)單易行的控制的特點(diǎn)于是在很多民用工業(yè)與軍工業(yè)上得到了顯著的運(yùn)用。步進(jìn)電機(jī)的角位移量與直線位移量與脈沖數(shù)成正比的關(guān)系，所以在運(yùn)用中我們可以通過控制電信號(hào)的脈沖數(shù)來控制步進(jìn)電機(jī)的運(yùn)動(dòng)，從而達(dá)到人們預(yù)期想要得

23、到的效果。</p><p>　　步進(jìn)電機(jī)具有眾多的參數(shù)例如：相數(shù)，拍數(shù)，固有步距角，定位轉(zhuǎn)矩，最大靜轉(zhuǎn)矩等【7】。對(duì)于相數(shù)即為產(chǎn)生不同對(duì)極N、S磁場(chǎng)的激磁線圈對(duì)數(shù)，是指電機(jī)內(nèi)部的線圈組數(shù)，目前常用的有二相、三相、四相、五相步進(jìn)電機(jī)。通常情況下二相電機(jī)的步距角為0.9°/1.8°、電機(jī)相數(shù)不同，其步距角也不同，其中三相的為0.75°/1.5°、五相的為0.36°/0

24、.72°，與二相步進(jìn)電機(jī)有著較大的區(qū)別 。用戶在沒有細(xì)分驅(qū)動(dòng)器的時(shí)候，主要靠選擇不同相數(shù)的步進(jìn)電機(jī)來滿足自己步距角所要達(dá)到的要求。如果使用細(xì)分驅(qū)動(dòng)器，選擇‘相數(shù)’將變得沒有較大的實(shí)際意義，用戶只需在驅(qū)動(dòng)器上改變細(xì)分?jǐn)?shù)，就可以改變步距角。目前應(yīng)用最廣泛的是兩相和四相，四相電機(jī)一般用作兩相，五相的成本較高【8】。固在眾多運(yùn)用到步進(jìn)電機(jī)的系統(tǒng)與設(shè)備中都需要嚴(yán)格的注意其參數(shù)，以及對(duì)其參數(shù)的有效運(yùn)用。</p><p&

25、gt;　　利用單片機(jī)作為控制中心，運(yùn)用步進(jìn)電機(jī)作為執(zhí)行元件來設(shè)計(jì)系統(tǒng)已經(jīng)在當(dāng)今社會(huì)變得常見了。 </p><p>　　1.4課題研究的主要內(nèi)容</p><p>　　本課題研究的主要內(nèi)容是如何利用單片機(jī)作為控制中心來控制步進(jìn)電機(jī)，用其來制作一個(gè)可以進(jìn)行簡(jiǎn)單的圓和直線的制作的懸掛控制系統(tǒng)。</p><p>　　其中利用到AVR單片機(jī)制作的最小系統(tǒng)，用其作為整個(gè)設(shè)計(jì)的控制

26、中心，利用到的芯片有ATMEGA16、TPL521-1，通過AVR單片機(jī)來控制驅(qū)動(dòng)電路讓其工作達(dá)到預(yù)期的工作目的。</p><p>　　驅(qū)動(dòng)電路是一個(gè)L298N來作為驅(qū)動(dòng)模塊驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)，充分的利用步進(jìn)電機(jī)的工作特性與優(yōu)點(diǎn)。利用到的芯片有L298N、MAX232。</p><p>　　2 懸掛控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)方式及相關(guān)技術(shù)</p><p>　　2.1系統(tǒng)的具體設(shè)計(jì)

27、與實(shí)現(xiàn)</p><p><b>　　1、設(shè)計(jì)的實(shí)現(xiàn)方式</b></p><p>　　如圖2.1.1所采用的是一款單片機(jī)來作為運(yùn)動(dòng)物體的控制中心，進(jìn)行數(shù)學(xué)計(jì)算、對(duì)外部輸入信號(hào)進(jìn)行處理來控制物體的運(yùn)動(dòng)方向，計(jì)算物體的坐標(biāo)位置等。利用步進(jìn)電機(jī)作為系統(tǒng)的執(zhí)行元件。</p><p>　　圖2.1.1 系統(tǒng)原理圖</p><p>　

28、　從原理圖上我們可以看出，在利用單片機(jī)作為控制中心的基礎(chǔ)上，根據(jù)外部輸入信號(hào)，用其控制驅(qū)動(dòng)電路，驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)來畫圓和畫直線。</p><p>　　2 設(shè)計(jì)方案的選擇與論證</p><p>　　（1）、單片機(jī)的選擇</p><p>　　方案一：采用傳統(tǒng)8位的89C51單片機(jī)來作為整個(gè)運(yùn)動(dòng)物體的控制中心。51單片機(jī)其具有價(jià)格低廉、使用簡(jiǎn)單等特點(diǎn)，然而其運(yùn)算速度較低、功能

29、相對(duì)單一、RAM與ROM空間小等缺點(diǎn)也使其的使用有所限制。本設(shè)計(jì)在確定圓周運(yùn)動(dòng)的坐標(biāo)值時(shí)，需要進(jìn)行比較大量的浮點(diǎn)數(shù)運(yùn)算，如果采用89C51來作為控制中心則需要做RAM、ROM來擴(kuò)展其內(nèi)存空間，其硬件的工作量就會(huì)大大的增多。</p><p>　　方案二:采用8位單片機(jī)AVR 的ATMEGA16芯片作為整個(gè)運(yùn)動(dòng)物體的控制中心。AVR單片機(jī)具有豐富的資源：RAM，ROM空間大、運(yùn)算速度快、功耗低、低電壓、易于編寫和調(diào)試

30、等優(yōu)點(diǎn)。尤其是它在復(fù)雜的數(shù)學(xué)運(yùn)算上面，具有運(yùn)算速度快，精度高等特點(diǎn)，在控制步進(jìn)電機(jī)時(shí)運(yùn)行速度比一般51單片機(jī)快。</p><p>　　基于對(duì)上述優(yōu)缺點(diǎn)的分析，設(shè)計(jì)選擇方案二。</p><p>　?。?）、執(zhí)行元件電動(dòng)機(jī)的選擇</p><p>　　方案一：采用帶旋轉(zhuǎn)編碼器控制的直流電機(jī)，這種電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)較平穩(wěn)，精度高。但是其驅(qū)動(dòng)的電路比較復(fù)雜，在較短時(shí)間內(nèi)難以實(shí)現(xiàn)。<

31、;/p><p>　　方案二：采用步進(jìn)電機(jī)來實(shí)現(xiàn)物體的精確定位和方向的控制。步進(jìn)電機(jī)是一種脈沖控制電機(jī)，它是一種能將脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)換為角位移的數(shù)模轉(zhuǎn)換器，能夠廣泛的用于不需反饋控制但是要求有精確位置的場(chǎng)合。</p><p>　　所以在本題中由于控制畫筆畫圖準(zhǔn)確性和電路的要求較高比較復(fù)雜，故選擇選用方案二，并采用控制性能高的步進(jìn)電機(jī)來控制運(yùn)動(dòng)物體。</p><p>　　2.2、

32、系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)與計(jì)算</p><p>　?。?）單片機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)</p><p>　　如圖2.2.1所示為整個(gè)單片機(jī)控制系統(tǒng)的原理圖其中包括電源模塊，驅(qū)動(dòng)模塊。其3D圖如2.2.2所示。</p><p>　　圖2.2.1單片機(jī)控制系統(tǒng)的原理圖</p><p>　　圖2.2.2單片機(jī)控制系統(tǒng)的3D圖</p><p&g

33、t;　　此原理主要以一個(gè)最小系統(tǒng)為基礎(chǔ)，根據(jù)芯片的作用于實(shí)際設(shè)計(jì)的需要來改變一些電路從而達(dá)到設(shè)計(jì)需要?？刂葡到y(tǒng)的實(shí)物如圖2.2.3</p><p>　　2.2.3系統(tǒng)實(shí)物圖</p><p>　　其中利用的ATMEGA16芯片如圖2.2.4。該芯片是一種是基于增強(qiáng)的AVR RISC結(jié)構(gòu)。它在功耗方面的體現(xiàn)為：低功耗8位COMS微控制器。它具備先進(jìn)的指令集和單時(shí)鐘周期指令執(zhí)行時(shí)間，ATmega

34、16 芯片在數(shù)據(jù)吞吐率上可高達(dá)1 MIPS/MHz這個(gè)是其它的芯片不具備的特點(diǎn)，這個(gè)特點(diǎn)可以用來為了緩減系統(tǒng)在功耗和處理速度之間所存在的一些矛盾。在系統(tǒng)編程上面它具有16K字節(jié)的系統(tǒng)，在存儲(chǔ)發(fā)的其它方面它具備：512 字節(jié)EEPROM，1K 字節(jié)SRAM，32 個(gè)通用I/O 口線，32 個(gè)通用工作寄存器，用于邊界掃描的JTAG 接口等。</p><p>　　圖2.2.4 ATMEGA16芯片</p>

35、<p>　　圖2.2.5內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖</p><p><b>　　JTAG接口如圖：</b></p><p>　　TPL521是可控制的光電藕合器件，光電耦合器廣泛作用在電腦終端機(jī)，可控硅系統(tǒng)設(shè)備，測(cè)量?jī)x器，影印機(jī)，自動(dòng)售票等。</p><p>　　電路之間的信號(hào)傳輸，使之前端與負(fù)載完全隔離，目的在于增加安全性，減小電路干擾，減化電路

36、設(shè)計(jì)。</p><p>　　集電極-發(fā)射極電壓： 55Ｖ（最小值）</p><p>　　經(jīng)常轉(zhuǎn)移的比例： 50 ％（最?。?lt;/p><p>　　隔離電壓： 2500 Vrms （最?。?lt;/p><p>　　MAX232芯片是美信公司專門為電腦的RS-232標(biāo)準(zhǔn)串口設(shè)計(jì)的單電源電平轉(zhuǎn)換芯片,使用+5v單電源供電。我們這里利用它來通過單片機(jī)電源為

37、步進(jìn)電機(jī)提供電源使其能夠不需要外加電源而能夠正常運(yùn)轉(zhuǎn)。該芯片管腳以及外觀如圖2.2.6。其內(nèi)部結(jié)構(gòu)基本可劃分三個(gè)部分如下： </p><p>　　由1、2、3、4、5、6腳和4只電容構(gòu)成的第一部分電荷泵電路。其功能主要為產(chǎn)生+12v和-12v兩個(gè)電源，提供給電腦與單片機(jī)之間連接串口電平的需要。而我們這里不需要+12V和-12V電壓。主要是利用其特性。由7、8、9、10、11、12、13、14腳構(gòu)成轉(zhuǎn)換通道用來轉(zhuǎn)換

38、電壓等數(shù)據(jù)也就是第二部分。其中11腳（T1IN）、12腳（R1OUT）、13腳（R1IN）、14腳（T1OUT）為第一個(gè)數(shù)據(jù)通道。8腳（R2IN）、9腳（R2OUT）、10腳（T2IN）、7腳（T2OUT）為第二個(gè)數(shù)據(jù)通道。從T1IN、T2IN輸入TTL/CMOS數(shù)據(jù)然后將其轉(zhuǎn)換成轉(zhuǎn)換成串口數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)從T1OUT、T2OUT送到電腦DP9的這個(gè)插頭；將R1IN、R2IN輸入轉(zhuǎn)換成TTL/CMOS數(shù)據(jù)需要運(yùn)用到DP9插頭，然后通過R1OUT

39、以及R2OUT來輸出。</p><p>　　而第三部分就是供電。15腳DNG、16腳VCC（+5v）。20%PR </p><p>　　圖2.2.6 MAX232芯片</p><p>　　系統(tǒng)的電源模塊在整個(gè)系統(tǒng)中較為重要其供電模塊的原理圖如圖2.2.7。</p><p><b>　　圖2.2.7</b></p&g

40、t;<p>　　該供電模塊我通過一個(gè)9V的適配器進(jìn)行整體的供電從9V電源中拉出兩端9V供電機(jī)使用再另一段通過一個(gè)LM7805穩(wěn)壓到5V供單片機(jī)使用。</p><p>　?。?）步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)電路的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)</p><p>　　圖2.2.8電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路</p><p><b>　　圖2.2.9實(shí)物圖</b></p>

41、<p>　　具體電路如圖2.2.8，該電路采用L298驅(qū)動(dòng)芯片，在小型直流電機(jī)的各種驅(qū)動(dòng)芯片中，L298驅(qū)動(dòng)芯片在性能有其獨(dú)特的優(yōu)越性。它可以用來直接驅(qū)動(dòng)兩個(gè)直流電機(jī)，2個(gè)二相步進(jìn)電機(jī)或者是一個(gè)四相步進(jìn)電機(jī)。我們只需要給他提供電壓范圍在4到46V的電壓之間，就可以產(chǎn)生2A的驅(qū)動(dòng)電流來驅(qū)動(dòng)電機(jī)。另外L298還具有一個(gè)比較獨(dú)特的功能，這個(gè)功能就是在系統(tǒng)產(chǎn)生大量的熱量的時(shí)候它會(huì)自動(dòng)關(guān)斷使得系統(tǒng)暫時(shí)失去作用從而起到系統(tǒng)的保護(hù)作用，并且

42、具有一個(gè)電流檢測(cè)的功能，檢測(cè)的是反饋電流，這些都是電機(jī)驅(qū)動(dòng)所需要具備的條件。驅(qū)動(dòng)電路的實(shí)物圖如圖2.2.9所示。</p><p>　　由于采用的是步進(jìn)電機(jī)，所以對(duì)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)必須是采用脈沖控制。</p><p>　　本作品中的控制系統(tǒng)采用5V電源，電機(jī)驅(qū)動(dòng)L298的電源也使用5V。基于穩(wěn)定性考慮，我們運(yùn)用了TLP521光耦集成塊，將主控制部分電源與電機(jī)驅(qū)動(dòng)部分的電源隔離開來，這樣減少電機(jī)對(duì)主

43、控制電路的干擾。</p><p>　　步進(jìn)電機(jī)的實(shí)物圖如圖2.2.10所示：</p><p>　　圖2.2.10步進(jìn)電機(jī)實(shí)物圖</p><p>　　2.3、系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)及數(shù)學(xué)運(yùn)算</p><p>　　（1）、控制物體運(yùn)動(dòng)算法</p><p>　　方案一：采用直線插補(bǔ)的方法。這種方法是一種在繪圖系統(tǒng)中較為常用的逐點(diǎn)比較的

44、算法。它的原理是：執(zhí)行機(jī)構(gòu)每走一步，都需要和給定軌跡上的坐標(biāo)值進(jìn)行一次比較，看當(dāng)前位置和軌跡位置的關(guān)系，從而確定下一步的進(jìn)給方向。如果當(dāng)前運(yùn)動(dòng)位置在給定軌跡的下方，那么下一步向給定軌跡的上方走，反之則相反。如果當(dāng)前位置在給定軌跡的里面，那么下一步向給定軌跡的外面走，反之則相反。這樣就可以走一步看一步，比較一步，然后決定下一步走向，形成“逐點(diǎn)比較”, 使走線逼近所給定的軌跡。</p><p>　　方案二：采用簡(jiǎn)易直

45、線算法。在計(jì)算機(jī)圖形學(xué)中直線的顯示可以通過不同的方法來改變，這里運(yùn)用到的就是其演變而來的一種算法，基本原理也是“逐個(gè)逐個(gè)的點(diǎn)的比較”，根據(jù)當(dāng)前位置與變化所需要的軌跡位置兩者之間的關(guān)系來影響執(zhí)行機(jī)構(gòu)，從而確定下一步的進(jìn)給方向，但是兩者的差距在于數(shù)據(jù)的處理過程不同。在直線插補(bǔ)法中，在一次循環(huán)的過程中只能確定一個(gè)走向（X向或Y向），而在直線簡(jiǎn)易算法中，一次循環(huán)可以走兩步，這樣可以大大提高效率。同時(shí)，直線插補(bǔ)法要考慮象限的問題，不同的象限有不同

46、的計(jì)算公式，而直線簡(jiǎn)易算法繞開了象限的問題，可以節(jié)省很多代碼。 </p><p>　　結(jié)合軟件編程的難易和上面的比較，擬選擇選用方案二。</p><p>　?。?）系統(tǒng)主程序流程框圖</p><p>　　如下圖3.2.1為系統(tǒng)主程序流程框圖。圖中反應(yīng)出了整個(gè)程序運(yùn)行過程。</p><p>　　圖3.2.1 主程序流程圖</p>

47、<p>　?。?）物體位置控制部分圖</p><p>　　圖3.3.1物體位置示意圖</p><p>　　初步利用器件搭定一個(gè)物體電機(jī)運(yùn)動(dòng)的框架，在此設(shè)定兩步進(jìn)電機(jī)間距為100cm，低端距頂端距離115cm，從而利用以下方式進(jìn)行計(jì)算。</p><p>　　將黑色畫筆所處的位置設(shè)定為整個(gè)物體的所處位置。如圖3.3.1設(shè)定物體位置的初始坐標(biāo)為（X,Y）則如圖可

48、以利用三角公式計(jì)算出L1、L2的長(zhǎng)度，其運(yùn)用X、Y表示如下：</p><p><b>　　L1=</b></p><p><b>　　L2=</b></p><p>　　設(shè)電機(jī)A 的步進(jìn)值為a cm, 設(shè)電機(jī)B的步進(jìn)值為b cm，物體的高度值為h cm。</p><p>　　如圖3.2.1為一物體在

49、畫板的某一位置，那么則有：</p><p>　　從而解得X軸點(diǎn)的位置和h的值為</p><p>　　從圖（3.3.1）可知Y軸點(diǎn)位置為：</p><p><b>　　Y=115-h</b></p><p>　　控制物體從圖中的一點(diǎn)到達(dá)另圖中的另一點(diǎn)的實(shí)現(xiàn)就是當(dāng)X、Y已知條件，求電機(jī)的步進(jìn)過程。由圖（3.3.1）解得：&l

50、t;/p><p><b>　　解得： </b></p><p><b>　　（cm）</b></p><p><b>　?。╟m）</b></p><p>　　從而，我們利用軟件可以實(shí)現(xiàn)以上算法，來分別控制兩個(gè)步進(jìn)電機(jī)的步進(jìn)運(yùn)動(dòng)a，b，這樣就可以事先固定好物體的起點(diǎn)坐標(biāo)和終點(diǎn)坐標(biāo)，

51、然后通過鍵盤向控制系統(tǒng)輸入物體的起點(diǎn)坐標(biāo)和終點(diǎn)坐標(biāo)從而讓物體在畫板位置任意行走。所以物體可以在自行設(shè)定的兩點(diǎn)的坐標(biāo)來走直線。同樣可以將曲線劃分為多點(diǎn)坐標(biāo)，采用直線逼近法來走曲線。</p><p>　　（4）、利用多邊形逼近畫圓法來實(shí)現(xiàn)畫圓算法</p><p>　　大家都知道如果有一個(gè)正多邊形，當(dāng)它的邊數(shù)n達(dá)到足夠大時(shí)，即為每條邊所對(duì)應(yīng)的圓心角△達(dá)到足夠小的時(shí)候，它就非常接近或者可等同一個(gè)圓

52、。這樣我們就可以把畫圓的問題轉(zhuǎn)變成一個(gè)畫多邊形、畫直線的問題。因此我們只需要確定n和角的大小，以及該多邊形頂點(diǎn)所在的坐標(biāo)位置，就可以避開非常煩瑣的象限問題，從而直接利用上面的簡(jiǎn)易的畫直線算法來實(shí)現(xiàn)畫圓。</p><p>　　1）、n和角的大小的確定</p><p>　　在利用正多邊形來逼近圓的時(shí)候，假設(shè)多邊形每一個(gè)頂點(diǎn)都落在一個(gè)圓周外側(cè)，但是每一條邊的中點(diǎn)卻落在這個(gè)圓周的內(nèi)側(cè)，并且假設(shè)它們

53、在偏離這個(gè)圓周的絕對(duì)誤差值為一個(gè)ε，如圖3.4.1所示，只要ε＜0.5或者更加小，那么我們就可以忽略弧線與這個(gè)邊線之間的差別。在圖9中，R設(shè)定為圓的半徑，正多邊形的邊數(shù)n與每邊所對(duì)應(yīng)的圓心角△的關(guān)系為：</p><p>　　n=2π/△ </p><p>　　根據(jù)圓弧的的幾何計(jì)算關(guān)系，我們不難得到：</p><p>　?。≧+ε）-（R+

54、ε）cos(△/2)=2ε （1）</p><p>　　一般△遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于1弧度，cos(△/2)≈1-（△）2/8，故上式可簡(jiǎn)化為：</p><p>　?。≧+ε）（△）2/8=2ε （2）</p><p>　　由上面式（1）和式（2）可以解得：</p><p>　　n=0.51π≈0.51π （3）</p>

55、<p>　　如果取ε＜0.51或者更小，代入上面的式（3）可得</p><p><b>　　n≥2.51π</b></p><p>　　當(dāng)設(shè)定圓心的坐標(biāo)為（m,n）時(shí)，我們將圓等分成360份，假設(shè)物體走到第 份時(shí)，以圓心為原點(diǎn)，物體的坐標(biāo)(X,Y) 計(jì)算為的角度為： </p><p>　　物體的位置為： </p>

56、<p>　　在求得物體的坐標(biāo)位置后，就可以利用以上坐標(biāo)點(diǎn)參數(shù)的計(jì)算得出來的結(jié)果，來控制物體在兩點(diǎn)坐標(biāo)間走直線。當(dāng)多邊形的邊數(shù)n的取值越大時(shí)，畫出來的圓其精度就會(huì)比n值取得小的時(shí)候高。反之取得的n值不夠大，則圓的精度就很低。</p><p>　　2）、利用多邊形的逼近法來畫圓的流程框圖</p><p>　　在上面我們的討論中，知道了多邊形邊數(shù)n值，同時(shí)也知道了多邊形頂點(diǎn)值的推導(dǎo)方

57、法，這樣可以利用上面畫直線所運(yùn)用到的簡(jiǎn)易算法來實(shí)現(xiàn)畫圓。以圓心在（X1,Y1），起點(diǎn)在（X1-r,Y1），在順時(shí)針方向上來畫圓。這個(gè)畫圓的流程框圖如下圖3.3.2。</p><p>　　圖3.3.2 多邊形逼近法畫圓流程圖</p><p>　　由于系統(tǒng)在直線的這個(gè)簡(jiǎn)易算法處理的過程中，起點(diǎn)設(shè)為坐標(biāo)（X1-R,Y1）。所以在這個(gè)多邊行的逼近過程中，我們每畫一條直線，都需要把該點(diǎn)的坐標(biāo)平移，把

58、起點(diǎn)的xi和yi放到起點(diǎn)，然后再來調(diào)用直線的簡(jiǎn)易算法來實(shí)現(xiàn)預(yù)期目標(biāo)。</p><p>　　這種運(yùn)用的方法簡(jiǎn)單而易行，在直線的簡(jiǎn)易算法的基礎(chǔ)上，經(jīng)過比較簡(jiǎn)單的數(shù)學(xué)計(jì)算方法來處理，采取多次畫線的方法就可以實(shí)現(xiàn)預(yù)期的畫圓。相比較利用圓弧插補(bǔ)方法而言，采用多邊形逼近法所需要的程序代碼較少，這樣我們可以大大的節(jié)省內(nèi)存的空間；并且程序流程簡(jiǎn)單，容易編寫和調(diào)試；運(yùn)行的速度也相對(duì)圓弧插補(bǔ)的方法有較大的提高。</p>

59、<p><b>　　3）、軟件編程</b></p><p>　　軟件編程在利用單片機(jī)做設(shè)計(jì)的利用中較為重要，程序的編寫關(guān)系到設(shè)計(jì)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，此次軟件編程使用AVR單片機(jī)編輯平臺(tái)來進(jìn)行編輯，該平臺(tái)集程序的編輯、編譯、鏈接、調(diào)試以及仿真等功能為一體，通過使用C語(yǔ)言來進(jìn)行編程達(dá)到預(yù)期所要達(dá)到的目標(biāo)，該編譯，編譯效率高，并且在線調(diào)試較為方便。具體程序代碼見附件。</p>&

60、lt;p>　　3、部分測(cè)試結(jié)果及其分析</p><p><b>　?。?）測(cè)試設(shè)備</b></p><p>　　模擬物體行使的路線：示意圖</p><p>　　卷尺的精度：0.01m</p><p>　　秒表的精度：0.01s</p><p>　　坐標(biāo)紙采用噴塑的坐標(biāo)紙（調(diào)試過程中易于擦洗產(chǎn)

61、生的無用的畫筆軌跡）</p><p>　?。?）走自行運(yùn)動(dòng)實(shí)際的測(cè)量結(jié)果</p><p>　　多次測(cè)試，得出實(shí)際的測(cè)量結(jié)果統(tǒng)計(jì)計(jì)算出每次的運(yùn)動(dòng)軌跡與預(yù)期軌跡的最大偏差，用于檢測(cè)設(shè)計(jì)的準(zhǔn)確性與精準(zhǔn)度。這個(gè)過程中需要謹(jǐn)慎認(rèn)真的操作和數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確記錄。</p><p>　　設(shè)計(jì)第一次走實(shí)際測(cè)量的結(jié)果：到達(dá)目的地的坐標(biāo)，得到的運(yùn)動(dòng)軌跡與預(yù)期軌跡之間的最大偏差1.6cm，運(yùn)行所

62、使用時(shí)間為124秒。</p><p>　　設(shè)計(jì)第二次走實(shí)際測(cè)量的結(jié)果：離達(dá)目的地的坐標(biāo)1.4 cm，得到運(yùn)動(dòng)軌跡與預(yù)期軌跡之間的最大偏差1.5cm，運(yùn)行所使用時(shí)間為131秒。</p><p>　　設(shè)計(jì)第三次走實(shí)際測(cè)量的結(jié)果：離達(dá)目的地的坐標(biāo)1.2 cm，得到運(yùn)動(dòng)軌跡與預(yù)期軌跡之間的最大偏差1.4cm，運(yùn)行所使用時(shí)間為147秒。</p><p>　　設(shè)計(jì)第四次走實(shí)際測(cè)

63、量的結(jié)果：離達(dá)目的地的坐標(biāo)1.4 cm，得到運(yùn)動(dòng)軌跡與預(yù)期軌跡之間的最大偏差1.1cm，運(yùn)行所使用時(shí)間為118秒。</p><p>　　設(shè)計(jì)第五次走實(shí)際測(cè)量的結(jié)果：離達(dá)目的地的坐標(biāo)0.7 cm，得到運(yùn)動(dòng)軌跡與預(yù)期軌跡之間的最大偏差1.2cm，運(yùn)行所使用時(shí)間為138秒。</p><p>　　設(shè)計(jì)第六次走實(shí)際測(cè)量的結(jié)果：離達(dá)目的地的坐標(biāo)1.5 cm，得到運(yùn)動(dòng)軌跡與預(yù)期軌跡之間的最大偏差1.8c

64、m，運(yùn)行所使用時(shí)間為128秒。</p><p>　　六次運(yùn)行物體離達(dá)目的地的坐標(biāo)最大誤差為1.4 cm，運(yùn)動(dòng)軌跡與預(yù)期軌跡之間的最大偏差1.8cm。平均運(yùn)行所使用的時(shí)間約為130秒?；具_(dá)到了預(yù)期的效果。</p><p>　?。?）畫圓實(shí)際測(cè)量的結(jié)果</p><p>　　畫圓測(cè)試結(jié)果如下表：</p><p>　　第一次畫圓設(shè)定以(40,50)

65、為圓心，對(duì)圓周進(jìn)行了8個(gè)點(diǎn)采樣</p><p>　　最大的誤差為1.8cm，運(yùn)行的時(shí)間為225秒，畫筆曲線基本接近圓。</p><p>　　第二次畫圓設(shè)定以(40,50)為圓心，對(duì)圓周進(jìn)行了8個(gè)點(diǎn)采樣</p><p>　　最大的誤差為2.2cm，運(yùn)行的時(shí)間為224秒畫，畫筆曲線基本接近圓。</p><p>　　第三次畫圓設(shè)定以(40,50)為

66、圓心，對(duì)圓周進(jìn)行了8個(gè)點(diǎn)采樣</p><p>　　最大的誤差為1.7cm，運(yùn)行的時(shí)間為221秒，畫筆曲線基本接近圓。</p><p>　　經(jīng)過三次的畫圓，運(yùn)動(dòng)的軌跡與預(yù)期的軌跡之間的最大偏差為2.2cm，平均的運(yùn)行時(shí)間約為224秒，達(dá)到了預(yù)期的效果。</p><p>　　（4）直線制作實(shí)際測(cè)量結(jié)果</p><p>　　第一次走直線走完連續(xù)線段

67、，運(yùn)動(dòng)軌跡與預(yù)期軌跡之間的偏差1.7cm，連續(xù)線段運(yùn)行時(shí)間為95秒。</p><p>　　第二次走直線走完連續(xù)線段，運(yùn)動(dòng)軌跡與預(yù)期軌跡之間的偏差2.2cm，連續(xù)線段運(yùn)行時(shí)間為98秒。</p><p>　　第三次走直線走完連續(xù)線段，運(yùn)動(dòng)軌跡與預(yù)期軌跡之間的偏差1.5cm，連續(xù)線段運(yùn)行時(shí)間為101秒。</p><p>　　第四次走直線走完連續(xù)線段，運(yùn)動(dòng)軌跡與預(yù)期軌跡之間

68、的偏差0.8cm，連續(xù)線段運(yùn)行時(shí)間為94秒。</p><p>　　第五次走直線走完連續(xù)線段，運(yùn)動(dòng)軌跡與預(yù)期軌跡之間的偏差2.3cm。走過第一個(gè)斷點(diǎn)，走斷續(xù)線段運(yùn)動(dòng)軌跡與預(yù)期軌跡之間的偏差2.4cm，連續(xù)線段運(yùn)行時(shí)間為95秒，第一個(gè)間斷線段運(yùn)行時(shí)間為45秒。</p><p>　　第六次走直線走完連續(xù)線段，運(yùn)動(dòng)軌跡與預(yù)期軌跡之間的偏差1.6cm。走過第一個(gè)斷點(diǎn)，走斷續(xù)線段運(yùn)動(dòng)軌跡與預(yù)期軌跡之間

69、的偏差2.2cm，連續(xù)線段運(yùn)行時(shí)間為97秒，第一個(gè)間斷線段運(yùn)行時(shí)間為54秒。</p><p>　　第七次走直線走完連續(xù)線段，運(yùn)動(dòng)軌跡與預(yù)期軌跡之間的偏差1.5cm。走過第二個(gè)斷點(diǎn)，走斷續(xù)線段運(yùn)動(dòng)軌跡與預(yù)期軌跡之間的偏差1.6cm，連續(xù)線段運(yùn)行時(shí)間為92秒，兩個(gè)間斷線段運(yùn)行時(shí)間共為96秒。</p><p>　　第八次走直線走完連續(xù)線段，運(yùn)動(dòng)軌跡與預(yù)期軌跡之間的偏差1.3cm。走過第二個(gè)斷點(diǎn)，

70、走斷續(xù)線段運(yùn)動(dòng)軌跡與預(yù)期軌跡之間的偏差1.8cm，連續(xù)線段運(yùn)行時(shí)間為96秒，兩個(gè)間斷線段運(yùn)行時(shí)間共為102秒。</p><p>　　八次運(yùn)行物體運(yùn)動(dòng)軌跡與預(yù)期軌跡之間的最大偏差2.6cm，連續(xù)線段平均運(yùn)行時(shí)間約為95秒，間斷線段平均運(yùn)行時(shí)間約為98秒，達(dá)到了預(yù)期的效果。</p><p><b>　　4、結(jié)論</b></p><p>　　本設(shè)計(jì)是

71、制作一個(gè)懸掛控制系統(tǒng)，能夠在平面上進(jìn)行簡(jiǎn)單的圓和直線的制作，方便操作和使用。利用AVR單片機(jī)與步進(jìn)電機(jī)來實(shí)現(xiàn)硬件的設(shè)計(jì)，簡(jiǎn)單方便易行。設(shè)計(jì)中采用多邊形的逼近法畫圓和優(yōu)化的算法進(jìn)行的自動(dòng)控制，這種方法實(shí)現(xiàn)了準(zhǔn)確的定位。經(jīng)過整個(gè)設(shè)計(jì)的操作基本達(dá)到的預(yù)期的對(duì)圓和直線的制作。</p><p><b>　　5、主要參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 周興華，AVR單片

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74、8,(02)</p><p>　　[8]Extraction of Chip Power Delivery Current and Activity Variations I. Kantorovich, V. Drabkin, C. Houghton, and J. St. Laurent Intel Corporation, USA </p><p>　　[9] 李國(guó)勇. 一種改進(jìn)的自適

75、應(yīng)PID控制器[J]. 太原理工大學(xué)學(xué)報(bào) , 2003,(01) </p><p>　　[10] 劉國(guó)光. 基于模糊算法的自適應(yīng)溫度控制器[J]. 儀器儀表用戶 , 2002,(02) </p><p>　　[11]朱彤, 任慶昌. PID一模糊控制的應(yīng)用探討[J]. 電氣傳動(dòng)自動(dòng)化 , 2002,(03)</p><p>　　[12] N Yang, X Y Ya

76、ng, B Wu and S H Ye State Key Lab of Precision Measuring Technology & Instruments of Tianjin</p><p>　　University, Tianjin, China, 300072</p><p>　　[13] 黃天戍, 羅璠, 徐長(zhǎng)寶, 任清珍. 一種可靈活使用的溫度控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法研究

77、[J]. 中國(guó)儀器儀表 , 2003,(07) </p><p>　　[14] 陳偉明, 劉業(yè)異. 物鏡恒溫水控制的算法研究[J]. 微細(xì)加工技術(shù) , 1998,(03)</p><p>　　[15] 李泓.AVR單片機(jī)入門與實(shí)踐.北京航空航天大學(xué)出版社. 2008年05</p><p><b>　　附件</b></p><

78、p>　　#include <iom16.h></p><p>　　#include <macros.h></p><p>　　#define uchar unsigned char</p><p>　　#define uint unsigned int</p><p>　　int i,y,x,r,buj1,buj

79、2,v,w,key;</p><p>　　char flag=0;</p><p>　　//sbit cp1 = PB0;</p><p>　　//sbit cw1 = PB1;</p><p>　　//sbit cp2 = PB2;</p><p>　　//sbit cw2 = PB3;</p><

80、;p>　　float step(float x1,float y1,float x2,float y2)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　float buj;</p><p>　　float chd1;</p><p>　　chd1 = sqrt((x1) * (x1) + y1 * y

81、1) - sqrt((x2) * (x2) + y2 * y2);</p><p>　　buj = chd1 / 0.01;</p><p>　　return buj;</p><p><b>　　}</b></p><p>　　void delay(int i)</p><p><b>

82、;　　{</b></p><p>　　while(i --);</p><p><b>　　}</b></p><p>　　void buj(float buj1,float buj2)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　int i,j,

83、y,b;</p><p>　　if(buj1 < 0)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　PORTB|= 0X02; </p><p>　　buj1 = -buj1;</p><p><b>　　}</b></p><p&g

84、t;<b>　　else</b></p><p>　　PORTB= 0XFC;</p><p>　　if(buj2 < 0)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　PORTB|= 0X04;</p><p>　　buj2 = -buj2; <

85、/p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　else</b></p><p>　　PORTB= 0XFB;</p><p>　　if(buj1 > buj2){</p><p>　　b = buj1/buj2;</p><p>

86、　　y = buj1 - b * buj2;</p><p>　　for(i = 1; i <= buj2; i ++){</p><p>　　for(j = 1; j <= b; j ++){</p><p>　　PORTB|= 0;</p><p>　　delay(100);</p><p>　　POR

87、TB= 0XFE;</p><p>　　delay(100);</p><p><b>　　}</b></p><p>　　PORTB= 0XFD;</p><p>　　delay(100);</p><p>　　PORTB|= 0X02;</p><p>　　delay(

88、100); </p><p>　　if(y != 0){</p><p>　　PORTB|= 0;</p><p>　　delay(100);</p><p>　　PORTB= 0XFE;</p><p>　　delay(100);</p><p>　　y --; <

89、;/p><p><b>　　} </b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　else{</b></p><p>　　b = buj2 / buj1;<

90、;/p><p>　　y = buj2 - buj1 * b;</p><p>　　for(i = 1; i <= buj1; i ++){</p><p>　　for(j = 1; j <= b; j ++){</p><p>　　PORTB= 0XFD;</p><p>　　delay(100);</p

91、><p>　　PORTB|= 0X02;</p><p>　　delay(100); </p><p><b>　　}</b></p><p>　　PORTB|= 0;</p><p>　　delay(100);</p><p>　　PORTB= 0XFE;</p>

92、;<p>　　delay(100); </p><p>　　if(y != 0){</p><p>　　PORTB= 0XFD;</p><p>　　delay(100);</p><p>　　PORTB|= 0X02;</p><p>　　delay(100); </p><p&g

93、t;　　y --; </p><p>　　} </p><p><b>　　} </b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　

94、void delay10ms()</p><p><b>　　{</b></p><p>　　unsigned int i,j;</p><p>　　for(j = 10; j != 0; j --)</p><p>　　for(i = 125; i != 0; i--);</p><p><

95、;b>　　}</b></p><p>　　void yuan(){//畫圓</p><p><b>　　r = 20;</b></p><p><b>　　x = 40;</b></p><p><b>　　y = 30;</b></p><

96、;p>　　for(i = -1.5707963; i <= 4.85; i = i + 3.1415926 / 180){</p><p>　　w = 40 + r * cos(i);</p><p>　　v = 50 + r * sin(i);</p><p>　　buj1 = step(x + 15,115 - y,w + 15,115 - v);&

97、lt;/p><p>　　buj2 = step(95 - x,115 - y,95 - w,115 - v);</p><p>　　buj(buj1,buj2);</p><p><b>　　x = w;</b></p><p><b>　　y = v;</b></p><p>

98、<b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　void list() //直線</p><p><b>　　{</b></p><p>　　buj1 = step(54 + 15,115 - 50,40 + 15,115 - 30);<

99、;/p><p>　　buj2 = step(95 - 54,115 - 50,95 - 40,115 - 30);</p><p>　　buj(buj1,buj2);</p><p><b>　　}</b></p><p>　　void main()</p><p><b>　　{ <

100、/b></p><p>　　DDRB = 0XFF;</p><p><b>　　while(1)</b></p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　do{</b></p><p>　　while(key);</p&

101、gt;<p>　　delay10ms();</p><p>　　if(key == 0)</p><p><b>　　{ </b></p><p><b>　　flag = 0;</b></p><p><b>　　mysin();</b></p>

102、<p><b>　　}</b></p><p><b>　　else</b></p><p><b>　　flag = 1;</b></p><p>　　}while(flag);</p><p><b>　　do{</b></p>

103、;<p>　　while(key);</p><p>　　delay10ms();</p><p>　　if(key == 0)</p><p><b>　　{ </b></p><p><b>　　flag = 0;</b></p><p><b&g

104、t;　　star();</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　else</b></p><p><b>　　flag = 1;</b></p><p>　　}while(flag);</p><p>&l

105、t;b>　　do{</b></p><p>　　while(key);</p><p>　　delay10ms();</p><p>　　if(key == 0)</p><p><b>　　{ </b></p><p><b>　　flag = 0;</b&

106、gt;</p><p><b>　　list();</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　else</b></p><p><b>　　flag = 1;</b></p><p>　　}whil

107、e(flag);</p><p><b>　　do{</b></p><p>　　while(key);</p><p>　　delay10ms();</p><p>　　if(key == 0)</p><p><b>　　{ </b></p><p

108、><b>　　flag = 0;</b></p><p><b>　　yuan();</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　else</b></p><p><b>　　flag = 1;</b&

109、gt;</p><p>　　}while(flag);</p><p><b>　　do{</b></p><p>　　while(key);</p><p>　　delay10ms();</p><p>　　if(key == 0)</p><p><b>　　

110、{ </b></p><p><b>　　flag = 0;</b></p><p><b>　　san();</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　else</b></p><p&

111、gt;<b>　　flag = 1;</b></p><p>　　}while(flag);</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　文獻(xiàn)綜述</b></p><p&g

112、t;<b>　　懸掛控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　前言</b></p><p><b>　　設(shè)計(jì)的目的：</b></p><p>　　通過運(yùn)用 AVR單片機(jī)與步進(jìn)電機(jī)，來實(shí)現(xiàn)步進(jìn)電機(jī)在AVR單片機(jī)的控制與驅(qū)動(dòng)下來進(jìn)行簡(jiǎn)單的在規(guī)定的區(qū)域下對(duì)直線與圓的制作，從而使同學(xué)能夠更加的對(duì)單片

113、機(jī)與步進(jìn)電機(jī)有更深入的了解同時(shí)將所學(xué)的知識(shí)快速運(yùn)用到實(shí)際生活工作中。</p><p><b>　　選題的意義：</b></p><p>　　首先，控制系統(tǒng)目前應(yīng)用于各個(gè)行業(yè)。在許多設(shè)備中都運(yùn)用了此系統(tǒng)，關(guān)于此系統(tǒng)的運(yùn)用在不同的設(shè)備與不同的項(xiàng)目中具有不同的簡(jiǎn)稱。此處主要是關(guān)于利用AVR單片機(jī)與步進(jìn)電機(jī)來做一個(gè)懸掛控制系統(tǒng)，將此運(yùn)用于畫直線與圓。</p>&

114、lt;p>　　其次，所運(yùn)用的AVR單片機(jī)已廣泛地應(yīng)用于軍事、工業(yè)、家用電器、智能玩具、便攜式智能儀表和機(jī)器人制作等領(lǐng)域，使產(chǎn)品功能、精度和質(zhì)量大幅度提升，且電路簡(jiǎn)單，故障率低，可靠性高，成本低廉[1]。在許多的領(lǐng)域AVR單片機(jī)的運(yùn)用使得整個(gè)的系統(tǒng)的設(shè)計(jì)變得簡(jiǎn)單易行。AT90S8535內(nèi)含可反復(fù)編程的Flash程序存儲(chǔ)器、SRAM和EEPROM兩種數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、方向可定義的I/O口、同步串行口、異步串行口、A/D轉(zhuǎn)換器

115、及PWM等豐富的內(nèi)部資源。一般的應(yīng)用系統(tǒng)只需此一塊芯片即可實(shí)現(xiàn)智能化[2]。</p><p>　　在次，近幾十年來，數(shù)字技術(shù)和電子計(jì)算機(jī)的迅速發(fā)展為此次所用的步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的應(yīng)用開辟了廣闊的前景。目前，我國(guó)已較多地方將步進(jìn)電機(jī)用于機(jī)械加工的數(shù)字程序控制機(jī)床中[3]。在現(xiàn)代工業(yè)，特別是航空，導(dǎo)彈，無線電等工業(yè)中，要求加工的機(jī)械零件形狀復(fù)雜，數(shù)量多，精度高，人工加工很難到達(dá)要求，而且生產(chǎn)效率低。步進(jìn)電機(jī)在這方面可以顯示出

116、自己的優(yōu)勢(shì)。例如現(xiàn)在隨處可見的打字機(jī)就運(yùn)用了步進(jìn)電機(jī)。</p><p>　　通過AVR單片機(jī)的運(yùn)用與步進(jìn)電機(jī)的結(jié)合，來進(jìn)行簡(jiǎn)單的直線與圓的制作，從而將一些書本的知識(shí)快速方便的運(yùn)用到實(shí)際生活中，在實(shí)際生活中隨處可見運(yùn)用這兩種知識(shí)的地方。利用他們的特點(diǎn)可以制作出簡(jiǎn)單易行切便宜的系統(tǒng)。</p><p><b>　　AVR單片機(jī)：</b></p><p&g

117、t;　　又稱單片微控制器，它是將一個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)集成到一個(gè)芯片上，概括的講：一塊芯片就成了一臺(tái)計(jì)算機(jī)。單片機(jī)技術(shù)可以說是計(jì)算機(jī)技術(shù)的一個(gè)分支,是簡(jiǎn)易機(jī)器人的核心元件。1997年,由ATMEL公司挪威設(shè)計(jì)中心的A先生與V先生利用ATMEL公司的Flash新技術(shù), 共同研發(fā)出RISC精簡(jiǎn)指令集的高速8位單片機(jī)，簡(jiǎn)稱AVR。相對(duì)于出現(xiàn)較早也較為成熟的51系列單片機(jī)，AVR系列單片機(jī)片內(nèi)資源更為豐富，接口也更為 強(qiáng)大，同時(shí)由于其價(jià)格低等優(yōu)勢(shì)，在很

118、多場(chǎng)合可以替代51系列單片機(jī)。通常在單片機(jī)C 程序里的延時(shí)模塊為一個(gè)計(jì)數(shù)循環(huán)，延時(shí)時(shí)間的長(zhǎng)短往往是先估計(jì)，后通過實(shí)驗(yàn)或仿真等方法來驗(yàn)證[4]。這個(gè)在對(duì)于控制步進(jìn)電機(jī)方面是個(gè)相當(dāng)好的選擇。</p><p>　　對(duì)于一些初學(xué)者來說AVR單片機(jī)的開發(fā)門欖非常低，只要會(huì)操作電腦就可以學(xué)習(xí)AVR單片機(jī)的開發(fā)。同時(shí)AVR單片機(jī)便于升級(jí)。AVR單片機(jī)費(fèi)用低廉，學(xué)習(xí)AVR單片機(jī)可使用ISP在線下載編程方式(即把PC機(jī)上編譯好的程

119、序?qū)懙絾纹瑱C(jī)的程序存儲(chǔ)器中)，不需購(gòu)買仿真器、編 程器、擦抹器和芯片適配器等，即可進(jìn)行所有AVR單片機(jī)的開發(fā)應(yīng)用，這可節(jié)省很多開發(fā)費(fèi)用。程序存儲(chǔ)器擦寫可達(dá)10000次以上，不會(huì)產(chǎn)生報(bào)廢品。</p><p><b>　　步進(jìn)電機(jī)：</b></p><p>　　步進(jìn)電機(jī)作為執(zhí)行元件，是機(jī)電一體化的關(guān)鍵產(chǎn)品之一, 廣泛應(yīng)用在各種自動(dòng)化控制系統(tǒng)中。隨著微電子和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展

120、，步進(jìn)電機(jī)的需求量與日俱增，在各個(gè)國(guó)民經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域都有應(yīng)用。</p><p>　　它是將脈沖電信號(hào)變換成相應(yīng)的角位移或者直線位移，即給一個(gè)脈沖電信號(hào)，電動(dòng)機(jī)就會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)角度或者前進(jìn)一步。由于步進(jìn)電機(jī)具有其精準(zhǔn)度高，可以簡(jiǎn)單易行的控制的特點(diǎn)于是在很多民用工業(yè)與軍工業(yè)上得到了顯著的運(yùn)用。步進(jìn)電機(jī)的角位移量與直線位移量與脈沖數(shù)成正比的關(guān)系，所以在運(yùn)用中我們可以通過控制電信號(hào)的脈沖數(shù)來控制步進(jìn)電機(jī)的運(yùn)動(dòng)，從而達(dá)到人們預(yù)期想要

121、得到的效果。</p><p>　　步進(jìn)電機(jī)具有眾多的參數(shù)例如：相數(shù)，拍數(shù)，固有步距角，定位轉(zhuǎn)矩，最大靜轉(zhuǎn)矩等[5]。對(duì)于相數(shù)即為產(chǎn)生不同對(duì)極N、S磁場(chǎng)的激磁線圈對(duì)數(shù)，是指電機(jī)內(nèi)部的線圈組數(shù)，目前常用的有二相、三相、四相、五相步進(jìn)電機(jī)。電機(jī)相數(shù)不同，其步距角也不同，一般二相電機(jī)的步距角為0.9°/1.8°、三相的為0.75°/1.5°、五相的為0.36°/0.72&