基于自由擺的平板控制系統(tǒng)〔B題〕【本科組】2015年8月15日摘要本系統(tǒng)以STM32F103ZET6單片機(jī)為控制核心，由獨(dú)立按鍵選擇控制OLED菜單，實(shí)現(xiàn)不同過程的切換，經(jīng)過角度傳感器得到自由擺由初始位置擺過的角度，并將數(shù)據(jù)傳遞給單片機(jī)，通過相應(yīng)數(shù)學(xué)及物理公式運(yùn)算，最終實(shí)現(xiàn)題目要求的任務(wù)。其中，平板控制局部使用減速步進(jìn)電機(jī)及相應(yīng)驅(qū)動(dòng)器，增加了扭矩與控制精度，并采用加速度傳感器讀取數(shù)據(jù)，運(yùn)用三角函數(shù)計(jì)算控制平板的角度，使激光在擺動(dòng)中保持打在靶上同一點(diǎn)。本系統(tǒng)具有工作精度高、反響快速準(zhǔn)確、制作材料簡易等優(yōu)點(diǎn)。目的、方法、結(jié)果、結(jié)論，突出方法和結(jié)果，關(guān)鍵詞：平板控制，自由擺，減速步進(jìn)電機(jī)，旋轉(zhuǎn)編碼器，姿態(tài)解算AbstractSTM32F103VET6singlechipmicroputerascontrolcore,thissystemiscontrolledbyaseparatebuttontochooseOLEDmenu,implementdifferentswitchingprocess,afterafreependulumAnglesensorbytheinitialpositionAngle,andpassthedatatothemicrocontroller,throughthecorrespondingmathematicalandphysicalformulacalculation,finallyrealizesthetopicrequesttask.Amongthem,theflatcontrolpartusedtoslowdownandsteppermotordrives,increasethetorqueandthecontrolprecision,andUSEStheaccelerationsensorreadingdata,trigonometricfunctioncalculationisusedtocontroltheAngleoftheplate,keepinlaseroscillationinthesamepointonthetarget.Thissystemhashighprecision,quickresponseandaccurate,simpleproductionmaterials,etc.Keywords：Tabletcontrol,freependulum,slowsteppermotor,rotaryencoder,theattitudealgorithm目錄1系統(tǒng)方案11.1****的論證與選擇11.2****的論證與選擇11.3控制系統(tǒng)的論證與選擇12系統(tǒng)理論分析與計(jì)算12.1****的分析12.1.1***12.1.2***12.1.3***12.2****的計(jì)算12.2.1***12.2.2***12.2.3***12.3****的計(jì)算22.3.1***22.3.2***22.3.3***23電路與程序設(shè)計(jì)23.1電路的設(shè)計(jì)23.1.1系統(tǒng)總體框圖23.1.2****子系統(tǒng)框圖與電路原理圖23.1.3****子系統(tǒng)框圖與電路原理圖23.1.4電源23.2程序的設(shè)計(jì)23.2.1程序功能描述與設(shè)計(jì)思路23.2.2程序流程圖34測(cè)試方案與測(cè)試結(jié)果34.1測(cè)試方案34.2測(cè)試條件與儀器34.3測(cè)試結(jié)果及分析34.3.1測(cè)試結(jié)果(數(shù)據(jù))34.3.2測(cè)試分析與結(jié)論4附錄1：電路原理圖5附錄2：源程序6*******〔B題〕【本科組】1系統(tǒng)方案本系統(tǒng)主要由***模塊、***模塊、***模塊、電源模塊組成，下面分別論證這幾個(gè)模塊的選擇。1.1****的論證與選擇方案一：***。****方案二：***。****方案三：***。****綜合以上三種方案，選擇方案三。1.2****的論證與選擇方案一：***。****方案二：***。****方案三：***。****綜合以上三種方案，選擇方案三。1.3控制系統(tǒng)的論證與選擇方案一：***。****方案二：***。****綜合考慮采用*****。1.3控制系統(tǒng)的論證與選擇方案一：***。****方案二：***。****綜合考慮采用*****。2系統(tǒng)理論分析與計(jì)算2.1****的分析*********************2.2****的計(jì)算*********************2.3****的計(jì)算*********************3電路與程序設(shè)計(jì)3.1電路的設(shè)計(jì)系統(tǒng)總體框圖系統(tǒng)總體框圖如圖*所示，******圖*系統(tǒng)總體框圖****子系統(tǒng)框圖與電路原理圖1、****子系統(tǒng)框圖圖*****子系統(tǒng)框圖2、*****子系統(tǒng)電路圖*****子系統(tǒng)電路****子系統(tǒng)框圖與電路原理圖1、****子系統(tǒng)框圖圖*****子系統(tǒng)框圖2、*****子系統(tǒng)電路圖*****子系統(tǒng)電路電源電源由變壓局部、濾波局部、穩(wěn)壓局部組成。為整個(gè)系統(tǒng)提供5V或者12V電壓，確保電路的正常穩(wěn)定工作。這局部電路比擬簡單，都采用三端穩(wěn)壓管實(shí)現(xiàn)，故不作詳述。3.2程序的設(shè)計(jì)程序功能描述與設(shè)計(jì)思路1、程序功能描述根據(jù)題目要求軟件局部主要實(shí)現(xiàn)鍵盤的設(shè)置和顯示。1〕鍵盤實(shí)現(xiàn)功能：設(shè)置頻率值、頻段、電壓值以及設(shè)置輸出信號(hào)類型。2〕顯示局部：顯示電壓值、頻段、步進(jìn)值、信號(hào)類型、頻率。2、程序設(shè)計(jì)思路程序流程圖1、主程序流程圖2、***子程序流程圖3、***子程序流程圖4、***子程序流程圖4測(cè)試方案與測(cè)試結(jié)果4.1測(cè)試方案1、硬件測(cè)試2、軟件仿真測(cè)試3、硬件軟件聯(lián)調(diào)4.2測(cè)試條件與儀器測(cè)試條件：檢查屢次，仿真電路和硬件電路必須與系統(tǒng)原理圖完全一樣，并且檢查無誤，硬件電路保證無虛焊。測(cè)試儀器：高精度的數(shù)字毫伏表，模擬示波器，數(shù)字示波器，數(shù)字萬用表，指針式萬用表。4.3測(cè)試結(jié)果及分析測(cè)試結(jié)果(數(shù)據(jù))2V檔信號(hào)測(cè)試結(jié)果好下表所示：〔單位/V〕信號(hào)值0.20500.21000.20450.40261.0071.5421.6691.99