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1.4控制系统的论证与选择1
2系统理论分析与计算2
2.1XXXX的分析2
2.1.1XXX2
2.1.2XXX2
2.1.3XXX2
2.2XXXX的计算2
2.2.1XXX2
2.2.2XXX2
2.2.3XXX2
2.3XXXX的计算2
2.3.1XXX2
2.3.2XXX2
2.3.3XXX2
3电路与程序设计3
3.1电路的设计3
3.1.1系统总体框图3
3.1.2XXXX子系统框图与电路原理图3
3.1.3XXXX子系统框图与电路原理图3
3.1.4电源3
3.2程序的设计3
3.2.1程序功能描述与设计思路3
3.2.2程序流程图3
4测试方案与测试结果4
4.1测试方案4
4.2测试条件与仪器4
4.3测试结果及分析4
4.3.1测试结果(数据)4
4.3.2测试分析与结论5
5部分设计亮点及调试难点解决方案............................................................................................5
附录1:
电路原理图6
附录2:
源程序7
1系统方案选择与论证
本系统主要由激光枪瞄准模块、按键模块、摄像头模块、步进电机控制模块、液晶显示模块、无线模块组成,下面分别论证这几个模块的选择。
1.1步进电机、直流电机的对比与选择
方案一:
直流电机带动激光枪
选用直流电机带动激光枪,给电机送入高低电平驱动H桥型电路,桥型电路输出高低控制电机正转反转,它控制速度比较简单,能适用于大幅度调节速度的场合,但该方案也有许多不足之处,直流电机不易受单片机控制,旋转角度无法程序有效控制,对于固定角度旋转比较困难。
方案二:
步进电机带动激光枪
步进电机是将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制元件。
在非超载的情况下,电机的转速、停止的位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲数,而不受负载变化的影响,即给电机加一个脉冲信号,电机则转过一个步距角。
这一线性关系的存在,加上步进电机只有周期性的误差而无累积误差等特点。
使得在速度、位置等控制领域用步进电机来控制变的非常的简单。
将电路处理后的信号送入单片机,经过单片机逻辑时序控制步进电机准确旋转一定角度,使得激光枪转方位准确可控,更方便软件复位,反馈控制电机角度偏差,形成闭环控制,通过实验可知,当利用摄像头采集处理将靶心确定后,通过无线模块将数据传送给单片机控制步进电机,实现自动寻靶心功能。
综合以上两种方案,选择方案二。
1.2摄像头选择的论证与选择
CCD摄像头
CCD的成像质量比较好,但为提供优异的影像品质,需要较高的电源消耗量,为使电荷传输顺畅,噪声降低,需由高压差改善传输效果而且成本高。
COMS摄像头
电源消耗量也CCD低,CMOS影像传感器将每一画素的电荷转换成电压,读取前便将其放大,利用3.3V的电源即可驱动,CMOS另一个有点事与周边电路的整合性高,价格相对来说也比较低廉,但CMOS器件产生的图像质量差不多追上CCD
1.3胸环靶的确定的论证与选择
使用摄像头捕捉环数图像
使用摄像头捕捉胸环靶图像,直接通过图像进行环数的读取,不能很准确的的读出环数。
使用胸环靶做标记法
采用在胸环靶做标记的方法确定靶心的位置,此方法能较准确的算出靶的环数
综合考虑采用方案二。
1.4控制系统的论证与选择
51单片机控制
学起来,简单,易上手,是学习其它单片机或高档单片机的基础。
但是它的RAM太小,不能进行大量数据的处理,并且无法保证摄像头采集到的信号准确。
方案三:
MC9SXS128芯片控制
飞思卡尔MCS
综合考虑采用方案二
2系统理论分析与计算
2.1XXXX的分析
2.1.1XXX
XXXX
2.1.2XXX
2.1.3XXX
2.2XXXX的计算
2.2.1XXX
2.2.2XXX
2.2.3XXX
2.3XXXX的计算
2.3.1XXX
2.3.2XXX
2.3.3XXX
3电路与程序设计
3.1电路的设计
3.1.1系统总体框图
系统总体框图如图1所示
图1系统总体框图
3.1.2XXXX子系统框图与电路原理图
1、XXXX子系统框图
图XXXXX子系统框图
2、XXXXX子系统电路
图XXXXX子系统电路
3.1.3XXXX子系统框图与电路原理图
2.显示部分:
显示电压值、频段、步进值、信号类型、频率
3.2.2程序流程图
1、主程序流程图
主MCU:
N
Y
Y
副MCU:
4测试方案与测试结果
4.1测试方案
1、硬件测试
2、软件仿真测试
3、硬件软件联调
4.2测试条件与仪器
测试条件:
检查多次,仿真电路和硬件电路必须与系统原理图完全相同,并且检查无误,硬件电路保证无虚焊。
测试仪器:
高精度的数字毫伏表,模拟示波器,数字示波器,数字万用表,指针式万用表。
4.3测试结果及分析
4.3.1测试结果(数据)
2V档信号测试结果好下表所示:
(单位/V)
信号值
0.2050
0.2100
0.2045
0.4026
1.007
1.542
1.669
1.999
显示
0.2051
0.2044
1.006
4.3.2测试分析与结论
根据上述测试数据,XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX,由此可以得出以下结论:
1、
2、
3、
综上所述,本设计达到设计要求。
5部分设计亮点及调试难点解决方案
在中心点以及三环中间做标记,记下这两标记的距离d,当激光打在胸环靶上时测量出弹着点到靶心的距离的d1,由两个距离间的关系可得:
靶子环数=int{(d1/d)*3.5},
,为了使它更好的采集胸环靶图像,由软件进行了两次滤波与一次峰值的比较,来排除噪点的干扰。
电路原理图
源程序
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