XX年全国大学生电子设计竞赛_基于自由摆的平板控制系统（B题）.docVIP

2011年全国大学生电子设计竞赛 基于自由摆的平板控制系统（B题） 【本科组】 编 号 B甲 01204 题 目 基于自由摆的平板控制系统（B题） 学 校 山东交通学院 系 部 信息工程系 专 业 电信 电信 自动化 学生姓名 指导教师 参赛时间 2011.8.31——2011.9.3 摘要 3 1.1 课题分析 5 1.2 本论文概述 5 第二章 系统总体设计方案 5 2.1 自由摆控制系统的原理与组成 5 2.2系统模块器件的选定 5 2.2.1 控制器的论证与选择 5 2.2.2传感器器件的论证与选择 5 2.2.3执行元件的论证与选择 6 2.2.4 控制驱动的论证与选择 6 2.2.5 人机交互的论证与方案 6 2.2.6模块器件清单 6 第三章 测控系统的硬件设计 6 3.1框架系统的结构 6 3.2电源模块 6 3.3 角度传感器：MMA7260QT 7 3.4电机驱动：L298N 7 4.1流程图 7 4.2子程序流程图 8 第五章 测试及结论 10 5.1定点测试 10 5.2动态性能测试 10 5.3改变负载 10 5.3.1 不放硬币时的测量方法 10 5.3.2 放硬币时的测量方法 10 5.4 带激光灯时的角度控制 10 5.5实验数据 11 5.5.1旋转实验测试 11 5.5.2放硬币实验测试 11 5.6发挥部分功能测试 12 摆杆固定时的测试 12 参考文献 13 附件1 原理图 13 附件2 主要程序 14 摘要 本系统是以C8051F040为控制芯片控制步进电机，从而调节木板平衡的闭环平板控制系统。该系统是主要由摆架框架、数据采集部分、主控板、驱动系统四大部分组成。系统的软硬件设计都采用了模块化的设计思想。硬件方面详细介绍了传感器电路、信号调试电路、电机驱动电路以及系统扩展所需的其它一些外围电路的设计，软件方面以硬件电路为基础分别进行了模块化设计。为使测控系统控制更精确在数据采集的过程中采用了非线性误差校正以及数字滤波等数据处理方法。同时设计中考虑到可能存在的各种干扰因素,采用了软硬件结合的抗干扰技术提高平板控制系统的稳定性。 关键字：C8051F040 闭环 平板控制系统 模块化 ABSTRACT This system is based on C8051F040 for control chip control stepping motor, which regulates board balanced closed-loop control system. The system is mainly by the pendulum frame frame, the data acquisition part, main control board, driving system composed of four. The design of the software and hardware system using modular design thought. Hardware introduced in detail the sensor circuit, signal regulate circuit, motor drive circuit and system extension required some of the other peripheral circuit design of software, hardware circuit as the foundation, the modular design. To make the measurement and control system control more accurate in the process of collecting data using nonlinear error correction and digital filtering method of data processing. At the same time to consider the design to the possible interference factors, using a combination of hardware and software anti-interference technology im