文档介绍：不能有任何标志性图片或文字题目(与给定题目完全一致(x题))摘要:目的,使用的方法(具体的型号),结果与结论(具体测试结果数据,要全文统一)关键词:(题目);(控制器);(方法);(其他)5个左右Abstract:与中文摘要一致Keywords:;;;+(1)控制器方案的论证与选择方案一:采用51系列单片机。8位的51系列单片机应用比较广泛,各种技术都比较成熟,使用简单,共40个管脚,其中32个I/O口,芯片工作电压为5V。方案二:采用ARM7TDMI-S微控制器LPC2148。,具有45个可承受5V电压的I/O口,内置宽范围的串行通信接口,采用3级流水线工作模式,提供的掉电和空闲两种低功耗工作模式更能起到减小功耗的作用。方案选择:对比方案一和方案二可知,LPC2148处理速度比51系列单片机快,且功耗比51系列单片机低。故系统控制器选择方案二。(2)电机类型方案论证与选择方案一:使用普通直流伺服电机。其控制简单,利用双极性PWM即可实现调速和正、反转。但该类电机的制动能力较差,需要闭环控制速度,安装调试复杂。方案二:选择步进电机。步进电机是一种将电脉冲信号转换成相应的角位移或线位移的机电组件,它的转角及转速分别取决于脉冲信号的数量和频率,且只有周期性的误差,因此可达到很高的控制精度,同时,步进电机还具有快速启动和停止的能力,输出力矩大、控制难度较小等优点。方案选择:步进电机调试比伺服电机容易,故本系统采用第二种方案。基于永磁式步进电机步进角过大,而反应式步进电机噪声和振动又很大,°的二相混合式步进电机,型号为??(3)电机驱动模块的方案论证与选择方案一:使用L297+L298N驱动芯片。L298N最大输出功率25W,L297的译码器将控制信号译成所需的相序输入到L298N进行功率放大调整,最后输出给步进电机。方案二:选用单片正弦细分二相步进电机驱动专用芯片TA8465H。电路简单,工作可靠,工作电压为10V~40V,,,具有整步、半步、1/4细分、1/8细分运行方式可供选择,采用脉宽调制式斩波驱动方式,具有正/反转控制功能,带有复位和使能引脚,可选择使用单时钟输入或双时钟输入。:方案二最小可实现1/8细分,比方案二更精确,故系统采用方案三。(4)无线收发模块方案选择与论证方案一:使用nRF24L01无线收发模块。,最高工作速率为2Mbps,最远传输距离为100m,~,待机模式下为22μA,可通过SPI接口方便地与控制器相连。方案二:使用nRF905无线收发模块。其工作频段为433MHz,最高数据速率为50kbps,最远传输距离可达1000m,稳定性非常好,抗干扰能力强。具有低功耗模式,~,电流消耗很低,,且在掉电模式下易实现节电,通过SPI接口可方便地编程配置其工作模式。方案选择:两者都是完全集成的单片无线收发器芯片,但后者功耗更低,且传输数据时抗干扰能力更强,通信更加稳定,且传输距离更远,故本系统选择方案二。(5)人机界面模块的方案论证与选择方案一:使用数码管进行显示,按键用于信息输入。可采用周立功公司生产的ZLG7290芯片来配合控制器对数码管和按键进行控制,该芯片具有I2C串行接口,只需占用控制器3个管脚,便可方便地控制数码管显示和检测按键。方案二:使用迪文触摸屏人机交互模组(HMI)。型号为DMT32240S035_01WT,分辨率为320×240,工作电压范围为DC5V~28V,功耗为1W,使用异步、全双工串口与控制器通信,只需占用控制器2个管脚,与控制器之间的通信示意图如图??所示。:数码管不能显示汉字,而迪文人机交互模组(HMI)带触摸功能,可省去按键部分电路,且可使画面更加生动有趣。故此人机交互界面模块选择方案二。,决定了系统最终方案如下。①②③④⑤⑥⑦⑧⑨⑩(直流)电机系统采用增量式PID控制算法,通过PWM脉冲对步进电机(直流电机)进行调速,简化示意图如图PID算法步进电机受控对象Δuur+(直流)电机简化示意图根据香农采样定理Ts≤π/ωmax选取采样周期Ts,其中ωmax为被采样信号的上限角频率,由增量式