方案论证与比较样本

1、目录目录错误!未定义书签。一、控制模块： 错误!未定义书签。二、电机模块： 错误!未定义书签。三、步进电机的驱动选择：错误!未定义书签。四、显示模块： 错误!未定义书签。五、图像采集模块：错误!未定义书签。六、通信模块：错误!未定义书签。七、黑线探测（寻迹）模块错误!未定义书签。八、位置传感模块错误!未定义书签。九、温度传感器模块错误!未定义书签。信号类模块总结：错误!未定义书签。十、微信号检测电路错误!未定义书签。十一、移相网络设计错误!未定义书签。十二、运放型号的选择错误!未定义书签。十三、声响模块错误!未定义书签。十四、角度传感器的选择错误!未定义书签。十五、角度传感器的固定错误!未定义

2、书签。一、控制模块：FPGA为系统的控制器一一FPGA能够实现各种复杂的逻辑功能，模块大，密 度高，她将所有器件集成在一块芯片上，减少了体积，提高了稳定性，而且可 适用EDA软件仿真、调试，易于进行功能控制FPGA采用并行的输入输出方式, 提高了系统的处理速度，适合作为大规模实时系统的控制核心。经过输入模块将 参数输入给FPGA, FPGA经过程序设计控制步进电机运动，可是由于本设计对数 据处理的时间要求不高，FPGA的高速处理优势得不到充分体现，而且由于集成 度高，使其成本偏高，同时由于芯片的引脚较多，实物硬件电路板布线复杂， 加重了电路设计和实际焊接的工作。51单片机一一传统的51单片机广

3、为应用，具有使用简便、价格便宜等优点, 器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术生产，兼容标准MCS-51指令 系统，片内置用8位中央处理器和Flash存储单元，功能强大AT89C51单片机 可灵活应用于各种控制领域。可是其运算速度较慢，功能相对单一，难以实现较 为复杂的任务要求。MSP430F149MSP430系列单片机是一个16位的单片机，采用了精简指令 集结构，具有丰富的寻址方式、简洁的27条内核指令以及大量的模拟指令；大 量的寄存器以及片内数据存储器都可参加多种运算，还有高效的查表处理指令。 而且MSP430单片机还具有处理能力强、运算速度快和超低功耗等优点。MC9S12XS1

4、28是一款功能强大的16位微控制器，具有丰富的片上资源, 包括10位精度的ADC、强大的定时器、串行口等，支持浮点型运算，而且还 有精密的比较器，大容量的RAM和ROM,在工业环境有较广泛的应用。凌阳公司的SPCE061A单片机该单片机I/O 口资源丰富，并集成了语音 功能。芯片内置J TAG电路，可在线仿真调试，大大简化了系统开发调试的复杂 度。二、电机模块：直流电机一一直流电机力量大，能获得较大的启动转矩，转动速度快，调 速范围广且方便，易于平滑调节和控制，可靠性高，调速时的能量损耗较小和 过载、起动、制动转矩大、低速性能好，运行平稳、噪音低和效率高等优点。 但由于其控制精度较低，不能精确

5、的转动固定角度。直流电机转轴不能”令行禁资料内容仅供您学习参考，如有不当或者侵权，请联系改正或者删除。止，可是能够经过检测角度然后采取断电使电机停止转动，而且能够调整程序 使电机能够根据摆杆的角度调整转速与方向。步进电机一一步进电机不需要使用传感器就能够经过给的的脉冲数转过固 定的角度，而且能够控制转动速度，定距运动较精确。步进电机只有周期性的误 差，而无累积误差，使得它在速度、位置等控制领域的控制操作非常简单。另 外步进电机还有动态响应快易于起停，易于正反速及变速等优点。但步进电机 的功率相对较少，转速不高，而且是一令一转，在运行时噪音大、高速扭矩小, 启动频率低，价格较高。（机翼电机模块：

6、直流电机又分为直流无刷电机和直流有刷电机。有刷电机一一有刷电机具有启动快、制动及时、可在大范围内平滑地 调速、控制电机相对简单等特点。但有刷电机使用时功耗大、转速低、寿命 短、噪声大且极易磨损。无刷电机一一无刷电机的控制电路相对复杂，但无刷电机的功耗只有有 刷电机的1/3,寿命是有刷电机的4倍，但转速也远高于有刷电机，且低噪音、 低干扰且绝对无磨损。）三、步进电机的驱动选择：单电压驱动一一单电压驱动是指电动机绕组在工作时，只用一个电压电 源对绕组供电，她的特点是电路简单，一般只用于小功率步进电机的驱动。双电压驱动一一双电压驱动是用来提高电阻的方法使绕组中的电流上升 波形变陡。她的基本思路是在低

7、频段使用较低的电压驱动，在高频段使用较高的 电压驱动，这种驱动方法在低频段具有单电压驱动特点，在高频段具有良好的 高频性能。图4双电压驱动原理图图3单电压驱动原理图四、显示模块:LCD液晶显示屏一一微功耗、尺寸小，超薄轻巧、显示信息量大、字迹清晰、 美观、视觉舒适。显示容量大、占用单片机口线少、节省单片机时间。（包 括1602和12864液晶显示屏）1602液晶显示屏一一1602液晶显示屏体积小、超薄轻巧，它是一种专门用 来显示字母、数字、符号等的点阵型液晶模块，可是它具有显示内容较少，没 有汉字字库，不能显示曲线等缺点。12864液晶显示屏一一16824液晶显示屏具有微功耗、显示信息量大、字

8、 迹清晰、美观等优点，而且拥有汉字字库，能够显示曲线。LED数码管一一LED数码管亮度高，醒目，可是其电路复杂，显示信息量较 小，且动态扫描需要占用大量单片机时间和大量单片机I/O 口，无法做到实时 显示。五、图像采集模块：模拟摄像头一一模拟摄像头具有，可是需要多路AD采集，处理起来较为复 杂。数字摄像头一一数字摄像头能够直接返回图像的亮度、色度等信息的数字 值，且能够选择GBR、YUV等多种形式输出，具有操作方便的优点。（OV6260）六、通信模块：串行通信一一串行总线主要包括IIC总线和SPI总线，两者有较高的时序性,资料内容仅供您学习参考，如有不当或者侵权，请联系改正或者删除。 而且操作

9、简单。但常见的串行总线传输距离短。无线模块一一经过串口结合无线模块的形式能够将3米距离的主机和从机联 系，没有了线的约束，大大改进了系统的灵活性。可是无线模块需要加入串口结 合无线收发模块的方式，硬件架构较为复杂。现场总线CAN总线一一CAN总线有严密的校验功能，而且在信号强度稳定的 情况下，最长的传输距离长达10kmCAN总线传输距离短而且只需要加入两个独 立的CAN控制器小模块，实施较为方便，而且能保证传输严密性。（独立的CAN 控制器MCP2515）SPCANSPMC9S12XS128MC9S12XS128MCP2515MCP2515七、黑线探测（寻迹）模块多路阵列式光敏电阻组成的光电探测器一一光敏电阻探测到黑线时，黑线 上方的电阻值发生变化，经过电压比较器比较将信号送给单片机处理，从而控 制物体做相应的动作。但由于光敏电阻对环境光的识别，容易受到外界环境光的 影响。红外反射式探测一一用己调的红外线垂直射到板面，经反