微料随动添加机控制系统设计
摘 要
通过一种设计方案，包括硬件的介绍和实现，以及控制程序的编写等，介绍了一种基于单片机控制的微料随动添加机控制系统。该系统接收到驾驶员手中的方向盘旋转角度信号后，经ADC(Analog-to-Digital Converter， 模数转换器)转换成数字信号后送入单片机，由单片机处理接收到的旋转变压器的信号，发出步进脉冲及方向电平，送入步进电机驱动器，再由步进电机驱动器驱动步进电机旋转，从而使安装在旋转台上的CCD的方位角随方向盘的旋转而变化。为了获得较好的随动性，控制系统采用AD(Analog-to-Digital，模拟到数字)转换技术，利用单片机对信号处理速度快的特点，使系统拥有更好的实时性能。
关键词：步进电机；旋转变压器；单片机；AT89C51；CCD；随动系统
Abstract
The paper introduces a Single Chip Micyoco controlled CCD servo system of a design project, including introduction and implement of hardware, also with design of control program. After receiving the signal of the rotating angle from the steering wheel, The signal is transformed to the digital signal by ADC and send into the monolithic integrated circuit, the monolithic integrated circuit processing the signal received from the rotary transformer, then send the stepping pulses and direction power level to the driver of stepping motor, Again actuates the machine to revolve by the driver of the stepping motor, Thus causes to the azimuth of CCD installed in the rotating platform along with the steering wheel’s rotating. In order to obtain a better Servo character, the control system uses the AD transformation technology, and uses the character of quickly signal processing speed of monolithic integrated circuit, so as to get the better real time characteristic.
Keywords: stepping motor; rotate transformer; SCM; AT89C51; CCD; Servo system
目 录
第一章 绪论 1
1.1引言 1
1.2基于单片机控制的微料随动添加机控制系统研制的目的和意义 1
1.3本课题的研究内容 2
第二章 系统方案选择与论证 4
2.1系统需求 4
2.2系统总体方案 4
2.2.1基于单片机轴角数字转换电路的系统方案 4
2.2.2基于轴角数字转换模块轴角数字转换电路的系统方案 5
第三章 硬件电路设计与实现 8
3.1硬件电路的总体规划 8
3.2系统端口、引脚分配 8
3.3系统中央控制电路 9
3.4中央处理电路 9
3.4.1 AT89C51简介[3] 9
3.4.2单片机最小系统 12
3.5步进电机 13
3.5.1步进电机的结构 13
3.5.2步进电机的工作原理 14
3.5.3步进电机的分类[5] 15
3.5.4步进电机的运动 16
3.5.5步进电机的定位 17
3.6步进电机控制与驱动设计 18
3.6.1 L297简介[6] 18
3.6.2 L298简介[7] 20
3.6.3步进电机驱动电路连接[8] 21
3.7正余弦旋转变压器 22
3.7.1正余弦变压器原理 22
3.7.2正余弦变压器硬件连接电路图 23
3.8信号预处理电路连接[9] 24
3.9 A/D转换部分 25
3.9.1 ADC0804简介[10] 25
3.9.2 ADC时钟频率的产生 26
3.9.3辅助参考电压的产生 27
第四章 软件系统设计 29
4.1应用程序设计原则与方法 29
4.1.1程序功能模块化的优点 29
4.1.2程序模块的划分 29
4.2软件设计理论依据 30
4.3各模块的软件设计 32
4.3.1初始化模块 32
4.3.2主程序模块 33
4.3.3单片机控制A/D采样模块 33
4.3.4方向控制模块 34
4.3.5角度控制模块 35
第五章 结束语 36
致 谢 37
参考文献 38
附录1：系统电路图 39
附录2：源程序清单 41
