基于80C52的角位移随动系统.doc

目 录摘 要 .....................................................................................................................................IAbstract ..................................................................................................................................II1.引言 ......................................................................................................................................12．角位移随动系统简介 .......................................................................................................22.1 位置随动系统概念 .................................................22.2 角位移随动系统 .....................................................................................................23.角位移随动系统的总体方案 ..............................................................................................33.1 概述 ............................................................33.2 设计目标 ........................................................33.3 各模块设计方案与电路图 ...........................................43.3.1 角位移测量模块 .............................................43.3.2 模数转换模块 ...............................................63.3.3 单片机控制模块 .............................................103.3.4 LED 显示模块 ...............................................113.3.5 步进电机模块 ..............................................124．角位移随动系统仿真 .....................................................................................................154.1 转角测量 .......................................................154.2 单片机控制及转角显示模块 .......................................164.3 电机驱动模块 ........................................................................................................175.软件设计 ............................................................................................................................185.1 程序流 程图 ......................................................185.2 转角测量模块程序设计 ............................................185.3 步进电机驱动程序设计 ...........................................195.5 主程 序设计 ............................................................................................................206 结论 ...................................................................................................................................23致 谢 .......................................................................................................................................24参考资料 ...............................................................................................................................24附录 .......................................................................................................................................251.角位移随动系统仿真 ...............................................252.程序清单 .........................................................263.系统原 理图 .......................................................32I摘 要角位移随动系统属于位置随动系统一类，其参考输入是变化规律未知的任意时间函数，它主要解决有一定精度要求的位置跟随问题。

这种系统在军事上应用最为普遍，例如导弹发射架控制系统、雷达天线控制系统等，其特点是输入未知伴随着工业自动化水平的提高，这种系统应用前景越来越广泛本次设计的角位移随动系统是开环控制系统，主要由三大部分构成，角位移测量模块、控制模块和电机驱动模块在控制器控制下，由角度测量模块测得手动臂输入角位移量，然后控制器根据输入量来控制电机的转动，从而实现自动臂跟随手动臂旋转的目的设计中，为了更加直观地显示输入角度值，特意加了 LED 显示模块，便于对比跟随状况关键词：角位移 位置随动系统 单片机IIAbstractAngular servo system is a kind of position servo system, its reference input is a time function, which change regulation is unknown. It is mainly used to solve the position foll- owed problems, which has a fixed accuracy requirement. These systems are widely applied to military affairs. Such as missile launcher control system, radar antenna control system and so on. Its characteristic is the unknown input. With the development of industrial automation, the application prospect of this system is wider and wider. In this design, the angular servo system is mainly made up of three parts, the angular displacement measurement part, the MCU controller part and the motor drive. After the angular displacement measurement part detects the manual arm’s angular displacement, the controller will control the motor’s rotation according to the detected angle, in order to achieve the purpose that the automatic arm to follow the manual arm. In my design, to display the input angle more intuitively, I add the LED Display part.Key Words：angle displacement, Position servo system, microcontroller角位移随动系统设计11.引言角位移随动系统是位置随动系统的一类，它主要解决有一定精度的位置跟随问题，如数控机床的刀具给进和工作台的定位控制，工业机器人的工作动作，工业自动导引的运动，国防上的雷达跟踪、导弹制导、火炮瞄准等。

在现代计算机集成制导系统（CIMC） 、柔性制造系统（FMS）等领域，位置随动系统得到越来越广泛的应用位置随动系统可以分为两类，开环控制系统和闭环控制系统相对于闭环控制系统而言，开环控制系统设计更加简单，但其在跟随精度上可能不如闭环控制系统但对与一般系统而言开环系统足矣本次设计的角位移随动系统采用开环设计，其输入是随时间变化着的角位移量，控制器在采集到该角位移量后一边送给 LED 显示角度，一边控制步进电机的转动，使得随动臂准确跟随手动臂的摆动而摆动角位移随动系统设计22．角位移随动系统简介2.1 位置随动系统概念位置随动系统又称为随动系统或私服系统它主要解决有一定精度的位置跟随问题，如数控机床的刀具给进和工作台的定位控制，工业机器人的工作动作，工业自动导引的运动，国防上的雷达跟踪、导弹制导、火炮瞄准等在现代计算机集成制导系统（CIMC） 、柔性制造系统（FMS）等领域，位置随动系统得到越来越广泛的应用位置随动系统有开环控制系统，如由单片机控制、步进电动机驱动的位置随动系统，以前开环控制精度较低，如今已有精度相当高（10000step/r 以上）的步进随动系统在跟随精度要求较高、而且驱动力矩又较大的场合，多采用闭环控制系统，它们多采用直流（或交流）伺服电动机驱动。

典型的位置随动系统的组成如图所示图 2-1 位置随动系统。