悬挂运动控制系统05电子大赛一等奖悬挂运动控制系统05电子大赛一等奖
文章来源凌阳科技教育推广中心
作者西安航空技术高等专科学校李新钊胡春雷钱建松
发布时间2006529112819
摘要本系统以凌阳16位单片机SPCE061A为控制核心通过所需运动轨迹曲线的参数方程建立运动控制模型按照算法对两组驱动步进电机进行控制实现
了悬挂画笔在给定的范围内的定点运动任意曲线运动以及圆心可任意设定的圆周运动等功能不仅完成了发挥部分要求利用SPCE061A强大的语音处理功能
还增加了语音播放功能
关键词关键词单片机运动控制模型智能算法步进电机
一方案论证
根据题目的设计要求本设计主要实现勾画设定轨迹和对设定轨迹的搜寻功能并能实时的显示物体中画笔所在位置坐标其系统方案框图如图11所示
为实现各模块功能提出了几种设计方案并进行论证
图11系统方案框图
1控制器模块
方案一采用传统的51系列单片机作为系统控制器在本设计中单片机的运算速度越快运动轨迹精度越高所以对单片机的执行速度有较高的要求
f又由于本系统程序量较大使用的IO口资源较多对于51来说实现这些功能都比较困难
方案二采用凌阳16位单片机SPCE061A作为控制核心与51相比SPCE061A具有更加丰富的资源具有32个可编程的IO口14个中断源CPU的工
作时钟频率可以高达49152MHZ可以更好地满足本设计对数据处理速度的要求独特的语音功能可使本系统具有更好的人机交互界面
综上分析选择方案二
2电机驱动模块
在本设计中主控制器通过对电机的步进数控制来实现物体的运动从而作出各种运动轨迹设计思想是将物体的运动转换为拉线的伸缩最终将伸缩量
转化为电机的步数从便于软件设计的角度出发采用了57BYG系列两相混合式步进电机作为被控电机这种具有较高的控制精度速度的可控性好制动性
强其驱动方案如下
采用微步进驱动模块微步进驱动模块是由微控制器外接DA转换器及光耦隔离电路组成的它可以产生步进电机所需的相序脉冲系统单片机只需提供
电机转动的方向信号和步进脉冲其硬件连接简单程序易编写且节省IO口所以本系统采用步进电机微步进驱动电路
3语音模块
由于本设计采用的控制芯片是凌阳SPCE061A单片机该芯片本身具有语音功能所以本系统只需利用SPCE061A为核心的精简开发板就可以实现语音功
能不需再做专门的语音模块
4寻迹模块
方案一采用热探测器由于温度变化是因为吸收热能辐射能量引起的与吸收红外辐射的波长没有关系即对红外辐射r