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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).pdf
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20 11 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】
20 11 年 9 月 2 日
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2
摘 要
本题要求设计一个自由摆平板控制系统 , 其中倾角传感器 SCA60C 、 步进电机和单片
机 AT89C52 系统是核心部件。利用 SCA60C 倾角传感器进行数据采集;在控制平板转动
角度 、 速度方面 , 经过充分比较 、 论证 , 最终选用了控制精确的步近电机 42BYG250-40
,
其最小步进角 1.8 度,易于控制平板转动角度 ;将倾角传感器采集数据进行 AD 转换将
数字信号传给单片机并通过共阳数码管实现显示自由摆偏转角度 ; 采用单片机内部时钟
实现精确计时 。 最后的实验表明 , 系统完全达到了设计要求 , 并增加了角度显示创新功
能。
关键词:自由摆、倾角传感器 SCA60C 、单片机、步进电机、数码管显示。
![](https://csdnimg.cn/release/download_crawler_static/88964166/bg3.jpg)
3
目录
一: 系统方案 ………………………………………………………………………… P4
1.1 方案 论证 ………………………………………………………………………… P4
1.1.1 控制器模块 ……………………………………………………………… P4
1.1.2 角度检测模块 ……………………………………………………………… P4
1.1.3 电机模块 …………………………………………………………………… P4
1.1.4 驱动电机模块 ……………………………………………………………… P4
1.1.5 显示模块 …………………………………………………………………… P4
1.1.6 电源模块 …………………………………………………………………… P4
1.2 系统设计 ………………………………………………………………………… P5
1.3 结构框图 ………………………………………………………………………… P5
二、理论分析与计算 ………………………………………………………………… P5
2.2 自由摆偏离角与平板倾角关系 ………………………………………………… P5
2.1 时钟周期与平板转动角度关系 ………………………………………………… P5
三、电路与程序设计 ………………………………………………………………… P6
3.1 检测电路设计 …………………………………………………………………… P6
3.2 电源模块设计 …………………………………………………………………… P6
3.3 驱动步进电机模块 ……………………………………………………………… P6
3.4 软件设计与工作流程图 ………………………………………………………… P7
3.4.1 软件设计 ……………………………………………………………………… P7
3.4.2 工作流程图 …………………………………………………………………… P7
四、测试方案与测试结果 …………………………………………………………… P8
4.1 测试仪表 ………………………………………………………………………… P8
4.2 自由摆摆动一个周期时间测试 …………………………………………………… P8
4.3 平板转动固定角度需给脉冲数目的确定 ………………………………………… P8
4.4 测试功能实现 ……………………………………………………………………… P8
五、结语 ……………………………………………………………………………… P8
附录
附录一 总原理图 ……………………………………………………………………… P10
附录二 源程序 ………………………………………………………………………… P11
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