Ti杯电子竞赛论文Word文档下载推荐.docx
- 文档编号:21353539
- 上传时间:2023-01-29
- 格式:DOCX
- 页数:9
- 大小:128.15KB
Ti杯电子竞赛论文Word文档下载推荐.docx
《Ti杯电子竞赛论文Word文档下载推荐.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《Ti杯电子竞赛论文Word文档下载推荐.docx(9页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
STC12C5A60S2超声波传感器1602液晶显示红外对射传感器
1、系统方案的设计与论证
1.1系统总体框架
整个系统分为系统模块、位置测量模块、电机驱动模块、显示模块,如图1所示
图1系统总体框架图
1.2方案论证与比较
(1)控制模块
方案一:
传统的51单片机广为应用,具有使用简便、价格便宜等优点,但是其运算能力较低,速度较慢,功能相对单一,难以实现较复杂的任务要求。
方案二:
STC12C5A60S2是高速、低功耗、超强抗干扰的新一代单时钟的单片机,运行速度比一般单片机块8——12倍,内部集成MAX810专用复位电路,2路PWM,8路高速10位A/D转换(250K/s),用于对电机控制、强干扰场合。
基于以上理论分析,我们选择STC12C5A60S2单片机。
(2)电机驱动模块
L298N驱动
采用L298N驱动,L298是一个具有高电压、大电流的全桥驱动芯片,频率高,一片L298N可以控制2个直流电机,带有控制使能端,可以实现无极快速启动、制动和反转等优点。
但是本系统只是对小型风扇电机的驱动,不需要实现电机的正反转以及制动等功能,使用该模块有点浪费资源。
采用三级管和mos管搭建驱动电路。
该结构简单,驱动效果良好,并且能够实现对电机的控制,符合题目要求。
所以选用方案二。
(3)显示系统方案
采用LED数码管显示。
LED数码管亮度高,价格便宜,便于计时和计数,但是数码管占用资源较多,显示信息量较小。
LCD液晶显示。
LCD能够实时显示数据,微功耗,显示字迹清晰美观,使整个控制系统更加人性化。
综上分析,选用1602液晶显示。
根据以上分析结果,选用STC12C5A60S2为核心的微控制器,通过编程和驱动电路控制直流电机,实现模拟小球在风洞中的运动状态,以超声波传感器实时测量小球的具体位置,同时在LCD上显示。
2、系统的硬件设计与实现
2.1系统的整体设计
根据前面的分析,系统的总体构架
图2系统的整体运行框架
2.2单元电路设计及参数计算
(1)红外对射传感器
采用红外对射传感器,测量小球到管子边缘的位置,防止小球超出边界。
红外对射传感器采用+5V电源驱动,有效测量距离远,精确度高。
单片机通过检测红外对射传感器的电压值,做出相应的判断,合理控制小球的运动。
(2)直流电机驱动电路
我们采用三极管和MOS管CSD19533KCS构成简单的驱动电路,整个电路的驱动能力大,通过调节,能够很好地控制小球的运动。
电机驱动电路的原理图如下
图3直流电机驱动电路图
(3)液晶显示电路
本系统采用1602液晶显示小球的位置,低功耗,硬件连接方便,显示清晰、美观。
电路原理图如下
图41602液晶显示电路图
3、软件设计
本系统采用C语言编写程序代码,以不同的按键选择不同的功能模式,整个系统控制简单方便,便于操作。
3.1按键扫描程序
3.2小球5s内上升至BC段
N
Y
3.3小球进入风洞后,系统自启动
4、测试结果
通过对风洞控制系统的测试,对于题目的各项要求,我们能够达到的效果如下:
(1)小球能够在5秒内上升到BC段,并且稳定5秒以上。
(2)当小球在BC段时,用长形纸板遮挡风机进风口,小球稳定性较差,测量结果不理想。
(3)对小球位置的精确控制,本系统难以达到,设定时误差较大。
(4)通过1602液晶显示,能够实时显示小球的位置,数据清晰、准确,能够达到要求。
(5)小球从圆管底部到顶部不跳离,这一项完全可以达到。
(6)小球能够实现AB与CD段的对应变化,不过动态范围较大,易受环境影响。
(7)小球由圆管上方下落然后上升至BC段,既而稳定,这一步要求我们也可以实现。
(8)本系统增加了12864显示图片的模块,显示一些文字和图片,让整个系统更加协调。
5、总结
通过对小球在风洞中运动过程与受力分析,以及不断地测试,我们大致达到小球在风洞中的运动要求。
在整个测试中,本系统能够完成多数控制要求,测量值比较准确。
本系统运用PWM测量调整电机的转数,从而改变风速,使维持小球稳定与运动。
在整个控制系统中,主要运用超声波传感器,得到小球的实际位置,从而系统做出相应的变化,让小球保持原来的状态。
对于第7问,让小球在下落过程中不超过D点,然后在BC段维持5s的要求,我们采用红外对射传感器,当红外对射传感器检测到小球下落时,就启动电机,提升转数,从而让小球在下落过程中不超过D点,达到题目要求。
另外本系统中增加了12864液晶显示画面,让整个系统看起来更加协调。
由于时间原因,部分要求还不能够实现,今后我们将会更深入地学习。
附录:
系统详细电路图(VCC为+15V,VDD为+5V)
单片机最小系统电路图
电源转换电路
电机驱动电路
矩阵键盘
12864显示模块
1602显示模块
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- Ti 电子 竞赛 论文
![提示](https://static.bdocx.com/images/bang_tan.gif)