發(fā)布時間：2017-09-14 16:12

  本文關鍵詞：數(shù)字機械矩陣的設計與研究

  更多相關文章： 數(shù)字機械矩陣 微控制器 控制電路 細分驅動 步進電機

【摘要】：隨著科學技術發(fā)展與文化建設的需要國內展覽展示行業(yè)近年來發(fā)展迅猛。作為新型現(xiàn)代展示技術的數(shù)字機械矩陣逐漸得到更多的重視，一些從事展覽展示行業(yè)的公司、企業(yè)和研究機構開始對其展開深入的研究和開發(fā)。數(shù)字機械矩陣一改往常固態(tài)單調“合字�！被蛘呖ㄍó嫷谋憩F(xiàn)形式，開始配以視頻或投影使其成為具有動態(tài)過程的情節(jié)展示系統(tǒng)。 本文研究數(shù)字機械矩陣的機械、控制硬件及軟件，主要包括各矩陣單元升降機構的設計，基于微控制器（MCU）對各矩陣單元升降運動精確控制的下位機系統(tǒng)，對各矩陣單元運動進行協(xié)調控制的上位機系統(tǒng)及上位機與下位機之間的通訊。在具體設計過程中，對比升降機構的不同的傳動方式，包括帶輪同步帶機傳動、絲杠螺母副傳動和齒輪齒條傳動，選擇最合適的方式。在下位機控制的電路設計方面，對以往習慣使用的AT89S52驅動系統(tǒng)作了分析和改進，使用dsPIC33F作為電機的驅動芯片，其優(yōu)秀的性能使程序的處理更加安全可靠，配合細分驅動技術，使電機的運行更加平穩(wěn)。 各個像素單元運動和控制的主要過程為：上位機讀取需要展示的圖片，通過內部運算獲得每個矩陣單元的運動距離發(fā)送到下位機；CPU產生脈沖信號，經過細分驅動電路的脈沖分配和功率放大，驅動步進電機按照控制數(shù)據帶動矩陣單元運動；步進電機帶動同步帶輪，通過帶輪同步帶機構帶動像素單元實現(xiàn)升降運動。本次項目計劃為2400個像素單元，現(xiàn)前期制作432個用于系統(tǒng)調試，每塊控制電路板控制6個電機。上位機控制系統(tǒng)基于MFC開發(fā)，負責讀取設定的展示圖案，將各像素單元灰度值轉換為一定的升降高度。上位機通過執(zhí)行PC機與多個單片機組成多機通訊，實時下發(fā)控制信息，最終控制著各種圖案的形成。 在項目組的共同努力下，數(shù)字機械矩陣最終研制成功，不僅為以后迅速占領市場奠定了基礎，，也為以后的工作指明了方向，尤其是在數(shù)字機械矩陣的周邊配套設備的研制方面。
【關鍵詞】：數(shù)字機械矩陣 微控制器 控制電路 細分驅動 步進電機
【學位授予單位】：華中科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2013
【分類號】：TH122
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 緒論9-13
• 1.1 本課題研究的目的和意義9
• 1.2 國內外數(shù)字機械矩陣的研究現(xiàn)狀9-11
• 1.3 主要研究內容11-13
• 2 機械設計方案13-24
• 2.1 帶輪-同步帶機構13-17
• 2.2 滑動絲杠螺母機構17-19
• 2.3 齒輪-齒條機構19-21
• 2.4 綜合分析及方案改進21-22
• 2.5 噪聲抑制措施22-23
• 2.6 本章小結23-24
• 3 數(shù)字機械矩陣控制系統(tǒng)硬件設計24-36
• 3.1 步進電機驅動矩陣單元運動的原理24-25
• 3.2 矩陣單元運動控制電路設計25-35
• 3.3 本章小結35-36
• 4 數(shù)字機械矩陣控制系統(tǒng)軟件設計36-48
• 4.1 dsPIC33F 多機通信系統(tǒng)37-40
• 4.2 下位機程序及調試40-43
• 4.3 上位機軟件43-47
• 4.4 本章小結47-48
• 5 總結與展望48-50
• 5.1 全文總結48
• 5.2 后續(xù)工作及展望48-50
• 致謝50-51
• 參考文獻51-54
• 附錄 1 下位機程序片段54-56
• 附錄 2 上位機程序片段56-57

【參考文獻】

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本文編號：850986