基于MEMS陀螺仪的旋转工作台设计.doc

摘要:微机械陀螺仪（即MEMS陀螺仪）是硅加工工艺与机械制造高度结合的产物，作为惯导系统组成部分，微机械陀螺仪在军事和民用中得到广泛应用。微机械陀螺仪的测量十分精确，但是新生产出来的MEMS陀螺仪需要对其的性能和参数进行标定，如果送到专业测量机构不仅花费时间周期长，而且价格昂贵。因此本设计的旋转工作台，通过转速控制可以初步的对MEMS陀螺仪性能参数进行标定。 

本设计是基于STC12C5A60S2单片机，以脉宽调节即PWM对电机转速进行控制，并运用PID调节使系统的稳定性增加，采用光电传感器对电机上安装的码盘感应进行转速计算。采用按键、上位机2种方式对电机的转速及转动方向进行实时的控制和监测。

本课题所设计的旋转工作台，通过精确控制旋转工作台的转速，该旋转工作台正常工作时存在1%的误差，该工作台可作为MEMS陀螺仪性能标定的初步工具。

关键词：STC12C5A60S2  PID控制算法  旋转工作台  上位机  MEMS陀螺仪

目录

摘要

ABSTRACT

1 绪论-1

1.1 本课题背景及意义-1

1.2 国内外基于MEMS陀螺仪的旋转工作台发展及应用状况-1

1.2.1 MEMS陀螺的发展概况-1

1.2.2电机调速的发展现状-2

1.3 本设计主要完成的工作-3

2 系统总体方案设计-4

2.1 系统设计要求-4

2.2 系统总体结构设计-4

2.3 本章小结-5

3 系统硬件及电路设计-6

3.1 主控单片机-6

3.1.1 概述-6

3.1.2主要特性-6

3.1.3 引脚功能-8

3.2 电机驱动模块-9

3.3 计数传感器模块-9

3.4 液晶显示-10

3.5 串口通信-11

3.5.1 串口通信的概念-12

3.5.2 串口通讯设计-12

3.6 本章小结-13

4 系统软件设计-14

4.1 编程软件介绍-14

4.2 软件设计流程图-14

4.3 电机控制模块-15

4.3.1 PWM控制-15

4.3.2 PID调节-16

4.4 按键控制程序设计-17

4.5 转速采集及计算-18

4.6 上位机软件设计-19

4.6.1上位机通信程序设计-19

4.6.2上位机监控程序设计-20

4.6.3 主界面-20

4.7 液晶显示程序设计-21

4.8 本章小结-21

5 系统调试及结果分析-22

5.1 转速控制测试-22

5.2 方向控制测试-23

5.3 液晶显示测试-23

5.4 本章小结-24

6 总结-25

参考文献-26

致  谢-27

附录1: 系统硬件电路图-28

附录2：部分程序清单-29