1. 系统方案设计与论证
1.1 设计要求
1.1.1 基本要求
（1）控制系统能够通过键盘或其他方式任意设定坐标点参数；
（2）控制物体在80cm×100cm的范围内作自行设定的运动，运动轨迹长度不小于100cm，物体在运动时能够在板上画出运动轨迹，限300秒内完成；
（3）控制物体作圆心可任意设定、直径为50cm的圆周运动，限300秒内完成；
（4）物体从左下角坐标原点出发，在150秒内到达设定的一个坐标点(两点间直线距离不小于40cm)。
1.1.2、发挥部分
（1）能够显示物体中画笔所在位置的坐标；
（2）控制物体沿板上标出的任意曲线运动(见示意图)，曲线在测试时现场标出，线宽1.5cm～1.8cm，总长度约50cm，颜色为黑色；曲线的前一部分是连续的，长约30cm；后一部分是两段总长约20cm的间断线段，间断距离不大于1cm；沿连续曲线运动限定在200秒内完成，沿间断曲线运动限定在300秒内完成。
1．2 总体设计方案
1.2.1 电机选择问题
方案一：使用直流电机。
直流电机具有通过改变电压实现速度改变的特性，而且应用广泛，我们在设计之出有用直流电动机的设想，但是考虑到用单片机进行控速及精确定位，直流电机的精度控制就不如步进电机精确。
方案二：使用步进电机。
步进电机具有可控性强、精确度高等特点，用单片机控制起来较为简单方便。
由于本设计是用步进电机控制悬挂物体做较为复杂的运动，小功率电机不能满足要求，所以我们采用功率稍大一点的步进电机，采用的是2相3安培细分步步进电机驱动器PD-0233M驱动的步进电机。
1.2.2 悬线长度测量
方案一：使用89C52定时器/计数器记录电机转过的圈数，根据圈数和电机转一圈绳子运动的长度算出重物的位置，由此确定重物的坐标。
方案二：使用编码器记录滑轮转过的圈数，然后根据滑轮转一圈绳子运动的长度算出重物的位置，由此确定重物的坐标。
比较两个方案，由于本设计需要精确定位，方案一当绳子运动起来后，电机带动定滑轮转动，随着绳子的缠绕，其直径变大，误差随之增大！而方案二由于采用了编码器，对此不会产生任何影响。因此我们采用了方案二。
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1.系统方案设计与论证
2.单元电路设计
3.软件设计部分

全国大学生电子设计竞赛训练教程………..电子工业出版社
单片机应用系统的功率接口技术…………….北航出版社
单片微型计算机控制系统设计……………人民邮电出版社
单片机控制工程实践技术…………………化学工业出版社

本设计是为了利用单片机控制步进电机，使悬挂物体能够准确定位，并能完成一些较为复杂的动作。我们采用了编码器来控制走线的长度，实现了定位精确度较高的指标，同时由于需要在短时间内控制悬挂物体完成圆周运动、以及其它自行设定的难度较高的动作等，采用了功率稍大一点的步进电机。悬挂物体的运动轨迹是通过运用相关数学、物理等公式精确计算出来的，因此也比较接近设计要求。控制系统及显示部分采用89C52单片机最小系统来控制实现。为了减小误差，我们运用编码器减小因固定在步进电机上的定滑轮的外径随绕线的减小或增加，而造成的悬挂物体实际走线出现的偏差。为了增大电机驱动器的驱动能力，我们使用了三极管集成芯片。为了减小滑轮脱线问题，使用了费旧光盘作为挡板。本系统基本完成了该项设计任务的各项技术指标。