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    悬挂运动控制系统资料

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    悬挂运动控制系统资料

    1 悬挂运动控制系统 【摘要】 本系统采用 凌阳 16 位 单片机 为控制中心 , 由直流步进电机、红外 收发对 管 、 4*4 键盘 及 中文液晶显示 屏 构成的悬挂运动控制系统。该系统能自由控制悬挂物体完成自行设定运动、画圆 运动 、沿黑线运动等,并能 正确显示物体到达的坐标位置。 【关键词】 片机 中文液晶显示 屏 逼近画圆 算法 A as to a of a DC 4X4 CD to by as It of 一、 方案的选择与论证 2 1、单片机选择 方案一采用传统的 8 位 89片机 作为运动物体的控制 中 心。 51 单片机具有价格低廉 ,使用简单等特点,但 其 运算速度低 ,功能单一 , 间小等 缺点 。 本 题 目 在 确定圆周坐标值 时 , 需要 进行大量的浮点数运算 , 若 采用89要做 扩展 其内存空间, 其 硬件 工作量必然大 大增多 。 方案二 采用 16 位单片 机 为 运动物体 的控制 中 心。 有丰富的资源 间大、 指令周期短、 运算速度 快、低功耗、低电压、可编程音频处理,易于编写和调试等优点。尤其 在复杂的数学运算,其运算速度快,精度高 , 在控制步进电机时 运行速度比一般 51 单片机 快 。 基于上述分析,拟选择 方案二。 2、电动机 选择 方案一用步进电机实现物体的精确定位和方向控制。 步进电机是一种脉冲控制 电机,它是一种能将脉冲信号转换为角位移的数模转换器,可广泛用于无需反馈控制 但 要求有精确位置的场合 。 方案二 采用 带 旋转编码器控 制 直流电机 , 电机 运转平稳 , 精度可以得到保证。 但 其驱动电路 复杂 , 在短时间内难与实现 。 在本题中 因 考虑到控制画笔画图准确性 和 电路的复杂性 , 拟选择 选用 方案一 , 并采用 控制性能 高 的步进电机 来控制运动物体 。 3、控制物体 运动 算法 方案一 直线插补法。直线插补法是在绘图系统中常用的一种逐点比较算法。它的原理是执行机构每走一步,都要和给定轨迹上的坐标值进行一次比较,看当前位置和轨迹位置的关系,从而确定下一步的进给方向。如果当前位置在给定轨迹的下方,下一步向给定轨迹的上方走,反之则相反。如果当前位置在给定轨迹的里面,下 一步向给定轨迹的外面走,反之则相反。这样走一步看一步,决定下一步走向,形成“逐点比较” , 使走线逼近给定轨迹。 方案二直线简易算法。这种算法是根据计算机图形学中直线的显示方法改变而来,基本原理也是“逐点比较”,执行机构根据当前位置和轨迹位置的关系,从而确定下一步的进给方向,但是数据的处理过程不同。在直线插补法中,一次循环只能确定一个走向( X 向或 Y 向),而在直线简易算法中,一次循环可以走两步,这样可以大大提高效率。同时,直线插补法要考虑象限的问题,不同的象限有不同的计算公式,而直线简易算法绕开了象限的问题 ,可以节省很多代码。 结合软件编程的难易和上面的比较, 拟选择 选用方案二。 3 4、黑线探测模块 方案一采用红外反射式探测,即用已调的红外线垂直射到板面,经反射后转换为电信号送入单片机处理,这是

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