一种基于单片机的小型稳定平台的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及的是一种稳定平台装置，特别涉及的是一种基于单片机的小型稳定平台。
【背景技术】
[0002]稳定平台是指能使被稳定对象在指令作用下按照给定规律，相对于惯性空间作相应调整，或能使被稳定物体在干扰影响下相对于惯性空间保持姿态稳定的平台装置。一般来说，稳定平台是用来帮助被稳定对象减小甚至隔离外界的干扰，使被稳对象在相对惯性空间保持姿态不变的一种平台装置。判断稳定平台性能的主要指标有角度控制范围也称工作范围、控制精度、负载强度和体积大小等。
[0003]稳定平台是结合自动控制技术、机电一体化以及多种其他技术的有机产物。由于稳定平台能够隔离外界的扰动，保持平台姿态稳定，从而保证平台上的设备不随载体的运动而晃动，使其保持正常的工作状态，因此在航空航天、车船平台、导弹、现代武器、工业生产及许多其它民用领域中有着广泛的需求，具有很大的实用价值和发展前景。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是提供一种基于单片机的小型稳定平台，发明目的是这样实现的:
[0005]一种基于单片机的小型稳定平台，其组成包括:系统启动模块1、双轴倾角仪2、单片机3、PWM信号发生器4、标准舵机5、平台6，其中:系统启动模块I与双轴倾角仪2连接，单片机3与PWM信号发生器4连接。
[0006]所述的一种基于单片机的小型稳定平台，其特征在于系统通过双轴倾角仪2测量平台X轴、Y轴方向的角度信息，将角度信息通过数组形式发送给单片机3，计算出当前角度与水平基准角度之间的角度差。
[0007]所述的一种基于单片机的小型稳定平台，其特征在于PWM信号发生器4与标准舵机5连接，通过角度差值的增加或减少，调整PWM信号的占空比，控制与PWM信号发生器4连接的舵机转动角度，从而使平台保持水平。
[0008]用角度传感器不断检测平台与水平位置的角度差，传递给单片机后，单片机将角度差转换为一定占空比的PWM信号，控制舵机转动，从而使稳定平台保持水平。
[0009]系统通过双轴传感器来测量平台X、Y轴方向的角度信息，传感器将敏感到的角度信息通过数组形式发送单片机。单片机处理数据后，计算出当前角度与水平基准角度之间的角度差，得出变量，并且根据角度差值，增加或减少PWM信号的占空比，控制舵机转动角度，从而使平台保持水平。此过程中单片机通过其内部的定时/计数器来产生相应占空比时长的高电平，并产生20ms周期减去高电平时长的低电平信号，从而实现了 20ms的PWM信号的准确发生。同时在单片机内部进行PID控制已达到时时控制稳定平台的目的。
[0010]本发明具有的优势和特点:
[0011]1、采用模块化设计思想，使得整体的设计简洁、可靠，提高了系统的通用性，节约了开发时间。
[0012]2、利用STC12C5A60S2进行低成本舵机控制系统设计，能够简化系统结构、增强系统性能、满足更多应用场合的需要。
[0013]3、由于舵机有运行环境恶劣、干扰严重的特点，本设计从系统硬件、软件等多方面进行抗干扰的综合考虑，并利用软件和硬件技术来提高和改善系统的抗干扰能力，有效地提高了系统的可靠性和实用性。
【附图说明】
[0014]图1是稳定平台控制系统结构框图；
[0015]图2是系统主程序流程图。
【具体实施方式】
[0016]下面结合附图举例对本发明做更详细地描述:
[0017]一种基于单片机的小型稳定平台，其组成包括:系统启动模块1、双轴倾角仪2、单片机3、PWM信号发生器4、标准舵机5、平台6，其中:系统启动模块I与双轴倾角仪2连接，单片机3与PWM信号发生器4连接。
[0018]其特征在于系统通过双轴倾角仪2测量平台X轴、Y轴方向的角度信息，将角度信息通过数组形式发送给单片机3，计算出当前角度与水平基准角度之间的角度差。
[0019]其特征在于PWM信号发生器4与标准舵机5连接，通过角度差值的增加或减少，调整PWM信号的占空比，控制与PWM信号发生器4连接的舵机转动角度，从而使平台保持水平。
[0020]结合图1，图1是稳定平台控制系统结构框图；系统通过双轴传感器来测量平台X、Y轴方向的角度信息，传感器将敏感到的角度信息通过数组形式发送单片机。单片机处理数据后，计算出当前角度与水平基准角度之间的角度差，得出变量，并且根据角度差值，增加或减少PWM信号的占空比，控制舵机转动角度，从而使平台保持水平。此过程中单片机通过其内部的定时/计数器来产生相应占空比时长的高电平,并产生20ms周期减去高电平时长的低电平信号，从而实现了 20ms的PWM信号的准确发生。同时在单片机内部进行PID控制已达到时时控制稳定平台的目的。
[0021]结合图2，图2为系统主程序流程图。开机初始化后，倾角仪发送角度信息进入中断，主程序调用数据接收子程序，接收到传感器数据后，进行角度运算，之后调用PWM子程序，将角度信息对应的两路PWM信号用两个独立定时器产生。然后经由单片机P2~0 口和Ρ2? 口输出相应占空比的PWM波以达到控制舵机转动的目的。然后传感器再次发送角度信息，系统再次进行角度计算，确定当前平台后，确定是否达到系统要求的精度，如果满足精度要求，则系统跳出中断，平台保持当前状态。如果不满足，则重复进行上述操作。
【主权项】
1.一种基于单片机的小型稳定平台，其组成包括:系统启动模块(I)、双轴倾角仪(2)、单片机(3)、PWM信号发生器(4)、标准舵机(5)、平台(6)，其中:系统启动模块(I)与双轴倾角仪(2)连接，单片机(3)与PWM信号发生器(4)连接。
2.根据权利要求1所述的一种基于单片机的小型稳定平台，其特征在于系统通过双轴倾角仪(2)测量平台X轴、Y轴方向的角度信息，将角度信息通过数组形式发送给单片机(3)，计算出当前角度与水平基准角度之间的角度差。
3.根据权利要求1所述的一种基于单片机的小型稳定平台，其特征在于PWM信号发生器(4)与标准舵机(5)连接，通过角度差值的增加或减少，调整PWM信号的占空比，控制与PWM信号发生器(4)连接的舵机转动角度，从而使平台保持水平。
【专利摘要】一种基于单片机的小型稳定平台，其组成包括：系统启动模块（1）、双轴倾角仪（2）、单片机（3）、PWM信号发生器（4）、标准舵机（5）、平台（6），其中：系统启动模块（1）与双轴倾角仪（2）连接，单片机（3）与PWM信号发生器（4）连接，用角度传感器不断检测平台与水平位置的角度差，传递给单片机后，单片机将角度差转换为一定占空比的PWM信号，控制舵机转动，从而使稳定平台保持水平。采用模块化设计思想，使得整体的设计简洁、可靠，提高了系统的通用性，节约了开发时间。利用单片机进行低成本舵机控制系统设计，能够简化系统结构、增强系统性能、满足更多应用场合的需要。由于舵机有运行环境恶劣、干扰严重的特点，本设计从系统硬件、软件等多方面进行抗干扰的综合考虑，并利用软件和硬件技术来提高和改善系统的抗干扰能力，有效地提高了系统的可靠性和实用性。
【IPC分类】G01C21-18, G05D1-08
【公开号】CN104677357
【申请号】CN201310616831
【发明人】刘学敏, 金诗宇
【申请人】哈尔滨恒誉名翔科技有限公司
【公开日】2015年6月3日
【申请日】2013年11月27日