基于51单片机的三轴机械臂控制系统（PWM）-Toy模板网

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2021年参加校内电子竞赛所做的课题，发出来留作纪念，也希望能对大家有所帮助。

此项目获得了校电赛三等奖: )

1系统方案

1.1 控制系统的论证与选择

方案一：使用纯模拟电路控制，利用三极管的通断，一些模拟集成电路（电压比较器、RC延时电路、NE555芯片等）来实现对电机的延时控制，从而达到机械手的各方向移动，并且通过改变延时时间来决定机械手的移动幅度。

分析：纯模拟电路控制理论上可行，但在实际设计方面存在较大困难且在调试及改进方面存在不便，以及电路较不稳定，可能导致延时出现较大误差，可靠性欠佳。除此之外，一般电机达不到机械手控制的精确性要求。虽然换用舵机能达到所需效果，但用模拟电子技术设计PWM驱动电路复杂程度更高，稳定性更难以把握。最终舍弃使用纯模拟电路控制机械手的方案。

方案二：利用以单片机为核心的电路控制，通过单片机检测外部操作（按键开闭），利用单片机内部程序完成延时与高低电平信号的输出，从而控制各个舵机转动，进而达到机械手的各方向移动效果。

分析：单片机体积小、性能强大，功能引脚个数多，足以达到单个单片机控制多个电机的效果；延时功能可靠，足以满足机械手的精确控制。且单片机通过C语言编程形式达到控制，编写基本程序过程较为简单，后续调试与改进工作也相对方便。

综合上述两种方案，选择方案二。

1.2 单片机的论证与选择

当今单片机运用较广泛的是51、PIC、AVR三个系列。其中51系列是最基础且运用最广泛的一种，它从内部的硬件到软件有着一整套完成的位处理系统，处理对象不是字节而是位，能对一些特殊功能寄存器的特定位处理，且能进行位的逻辑运算，满足本次设计需求。且51系列单片机的指令系统、内部结构相对简单，易于上手，虽有运行速度相对较慢的缺点，但足以满足本次设计的指标。

因此，本次设计选择51系列单片机，其具体型号为STC89C516RD+。