伺服自动跟踪系统的电控子系统设计大学论文.doc

36摘要随着科技向着智能化的进一步发展，越来越多的领域对目标自动跟踪系统的依赖程度越来越大，不管在民用方面还是在军用方面，它的应用越来越多，自动跟踪系统能够自动跟踪特定目标，跟踪过程不受外界干扰。本文所要研究的系统是基于单片机的自动跟踪系统，控制系统由PC机，主控芯片MEGA16，舵机，摄像设备等组成。工作在两种状态，对目标能进行自动检测与跟踪，还可以进行手动控制。舵机转角为180度，由数字信号控制，数字信号是由电位器输入的模拟信号经过单片机AD转换得到，数字信号的大小可以控制PWM信号的占空比，从而控制舵机的转动位置。这样，通过改变输入模拟量可以调节舵机的转角，进而实现手动跟踪的目的。PC机通过串口向ATmega16传输数据，输出占空比不同的PWM波，控制舵机的转动位置和角度，进而实现对跟踪系统的自动控制。本设计重点探讨了ATmega16单片机输出PWM波对舵机的运动控制、对LCD1602液晶显示器的控制和单片机和PC机UART通信方面的内容。是单片机应用的一个尝试。关键词：ATmega16单片机PWMLCD1602UARTABSTRACTAlongwiththeintellectualizationofsecurity-monitoringsystem,dependenceonautomatictrackingsystemshowsitsimportanceinmoreandmorefields.Auto-trackingcameracanautomaticallytracespecifictargetwithoutoutsideinterference.ThissystemiscomposedofPC,MEGA16,steeringgearandvideodevice.Itcanaccomplishautomaticdetectionandmanualcontrolwhenitisnecessary.Thesteeringgearmakesrotationof180degrees,controlledbydigitalsignalwhichisconvertedfromanaloguesignalbyMCUADafteritwasinputfrompotentiometer.Thesizeofthedigitalsignalregulatesthelocationofthesteeringgearbydecidingtheduty-cycleofPWMsignal.Thus,digitalsignalregulatestherotationangleofthesteeringgearandtherotationofthevideodeviceatlast.WhatismainlydiscussedinthispaperisthecontrolofsteeringgearbyPWMsignalsentbyATMEAGA16MCU,controlofLCD1602andtheUARTcommunicationofMCUandPC.ItisanewattemptonMCU.Keywords:ATmega16MCUPWMLCD1602UART目录第一章绪论11.1选题背景、目的及意义11.2本设计所做工作2第二章方案论证及设计要求42.1方案论证42.2设计要求及其参数5第三章硬件电路的设计63.1AVR单片机简介63.2硬件电路框图93.3硬件原理图93.4舵机驱动电路103.5液晶显示电路153.6AD转换电路183.7串口通信电路20第四章软件设计224.1模块分析224.2主程序流程图224.3舵机控制功能的实现224.4液晶显示功能的实现244.5AD转换功能的实现254.6串口功能的实现25第五章系统仿真和性能分析275.1仿真软件ProteusISIS的简介275.2系统仿真输出结果295.3实际系统试验结果分析30结论34参考文献35致谢36第一章绪论1.1选题背景、目的及意义对移动载体的自动跟踪技术是自动控制领域的一个核心问题。随着自动控制技术的迅猛发展,使得对移动载体的定位更加快速化、高精度化,这为实现自动跟踪提供了一个强有力的基础平台。来准确地对随机或移动目标进行定位跟踪,进而完成监控和跟踪等一系列动作；在通信领域，移动载体之间的相互通信和移动载体与静止载体之间的通信都依赖于自动跟踪技术，如卫星天线自动跟踪系统，就是使地面运动载体上安装的天线能时刻对准某一颗卫星，来实现运动载体与固定卫星之间的高质量通讯；天文领域，要研究某一天体的运行规律，就必须要对它时刻追踪,将原有的机械式的手动跟踪望远镜，设置成可以自动跟踪的控制系统，无疑会大大节省出人力，而且观测不受环境条件的影响。目前发达国家已有实用的用于移动式卫星