數(shù)字機械矩陣的設計與研究.pdf

1、隨著科學技術發(fā)展與文化建設的需要國內(nèi)展覽展示行業(yè)近年來發(fā)展迅猛。作為新型現(xiàn)代展示技術的數(shù)字機械矩陣逐漸得到更多的重視,一些從事展覽展示行業(yè)的公司、企業(yè)和研究機構開始對其展開深入的研究和開發(fā)。數(shù)字機械矩陣一改往常固態(tài)單調(diào)“合字模”或者卡通畫的表現(xiàn)形式,開始配以視頻或投影使其成為具有動態(tài)過程的情節(jié)展示系統(tǒng)。
　　本文研究數(shù)字機械矩陣的機械、控制硬件及軟件,主要包括各矩陣單元升降機構的設計,基于微控制器(MCU)對各矩陣單元升降運動精確

2、控制的下位機系統(tǒng),對各矩陣單元運動進行協(xié)調(diào)控制的上位機系統(tǒng)及上位機與下位機之間的通訊。在具體設計過程中,對比升降機構的不同的傳動方式,包括帶輪同步帶機傳動、絲杠螺母副傳動和齒輪齒條傳動,選擇最合適的方式。在下位機控制的電路設計方面,對以往習慣使用的AT89S52驅(qū)動系統(tǒng)作了分析和改進,使用dsPIC33F作為電機的驅(qū)動芯片,其優(yōu)秀的性能使程序的處理更加安全可靠,配合細分驅(qū)動技術,使電機的運行更加平穩(wěn)。
　　各個像素單元運動和控制的

3、主要過程為:上位機讀取需要展示的圖片,通過內(nèi)部運算獲得每個矩陣單元的運動距離發(fā)送到下位機;CPU產(chǎn)生脈沖信號,經(jīng)過細分驅(qū)動電路的脈沖分配和功率放大,驅(qū)動步進電機按照控制數(shù)據(jù)帶動矩陣單元運動;步進電機帶動同步帶輪,通過帶輪同步帶機構帶動像素單元實現(xiàn)升降運動。本次項目計劃為2400個像素單元,現(xiàn)前期制作432個用于系統(tǒng)調(diào)試,每塊控制電路板控制6個電機。上位機控制系統(tǒng)基于MFC開發(fā),負責讀取設定的展示圖案,將各像素單元灰度值轉換為一定的升降高