航天飞行器操作与控制实验

1、北京箍攵航氏大亨B E I H A N G UNIVERSITY航天飞行器操作与控制实验课程设计基于开源硬件Arduino的电机丝杠语音控制的实现教师：董云峰学生：王慧疆2016.5.16.目录 TOC o 1-5 h z 第一章 Arduino 简介3 HYPERLINK l bookmark7 o Current Document 1.1 Arduino 简介3 HYPERLINK l bookmark10 o Current Document 1.2项目制作预期目标4 HYPERLINK l bookmark13 o Current Document 第二章方案选择与论证52.1蓝牙通信

2、协议5 HYPERLINK l bookmark16 o Current Document 2.2控制代码编写6 HYPERLINK l bookmark19 o Current Document 2.3语音控制的实现7 HYPERLINK l bookmark22 o Current Document 第三章总结与思考8第一章Arduino简介1.1 Arduino 简介Arduino是一款便捷灵活、方便上手的开源电子原型平台。包含硬件(各种 型号的Arduino板，本课程设计实验使用了 arduino uno R3的开发板)和软件 (Arduino IDE)。是一款非常受欢迎的开源硬件平台

3、，在国内广受青睐。其开发团队原为欧洲开发团队于2005年冬季开发。它构建于开放原始码介 面版，并且具有使用类似Java、C语言的Processing/Wiring开发环境。主要包含两个主要的部分：硬件部分是可以用来做电路连接的Arduino电路板；另外一个 则是Arduino IDE，只要在IDE中编写程序代码，将程序上传到Arduino电路板后，程序便会告诉Arduino电路板要做些什么，使用非常方便。图1 Arduino uno R3开发电路板图2 Arduino IDE电脑编程界面同时，Arduino能通过各种各样的传感器来感知环境，通过控制灯光、马达 和其他的装置来反馈、影响环境。板子

4、上的微控制器可以通过Arduino的编程语 言来编写程序，编译成二进制文件，烧录进微控制器。1.2项目制作预期目标根据Arduino的开源特点，我们可以使用Arduino来进行多种多样的实验， 本课程中使用Arduino来控制一个可以前后移动的微型电机丝杠，由于该电路板 不能直接驱动微型电机丝杠的四个引脚，我们需要通过Arduino来给电机丝杠驱 动器发送命令，然后通过电机丝杠驱动器来控制微型电机丝杠的前后移动，这里 我使用的微型电机丝杠驱动器为A4988，其内部连线图如下。VREG0.22 pFVDDSLEEPSTEPMS1MS2MS3DIRENABLERESETVREFM crocontr

5、oller or Controller LogicROSC CP1 CP20.22 pF 壬 w5 kaOd pFdhA4988GNDTGNDTOd pFT卜VBB2OUT1AOUT1B0UT2A0UT2BVCP VBB1100 pF SENSE1SENSE2图3 A4988步进电机驱动器原理图图4步进电机丝杠和A4988实物接线第二章方案选择与论证2.1蓝牙通信协议蓝牙无线技术是使用范围最广泛的全球短距离无线标准之一，这里我使用了 蓝牙通信模块HC-05来实现Arduino和外界的通信，并且和后面的语音控制相结 合，实现对电机丝杠的控制，其中HC-05蓝牙模块如下图所示。图5 HC-05蓝牙

6、通信模块2.2控制代码编写根据Arduino编程语言的设定，进行对程序代码的设定，其编写规则和C语言非常类似， 便于初学者上手，附上程序代码。#include Servo myservol;Servo myservo2;int pos = 0;void setup()Serial.begin(9600);myservo1.attach(9);myservo2.attach(6);pinMode(8, OUTPUT);pinMode(7, OUTPUT);pinMode(11, OUTPUT);digitalWrite(11,LOW);void loop()while(Serial.availa

7、ble()char c=Serial.read();if(c=4) /Go Left programm codeSerial.println(Go Left!向左！”)；digitalWrite(8,HIGH);for(int i=0;i1000;i+) digitalWrite(7, HIGH);delayMicroseconds(800);digitalWrite(7, LOW);delayMicroseconds(800);delay(1000);else if(c=6) /Go Right programm codeSerial.println(Go Right!向右！”)；digit

8、alWrite(8,LOW);for(int i=0;i 0)if(data.length()=2)if(data.contains(左)send(4);displayToast(4);if(data.contains(右)send(6);displayToast(6);第三章总结与思考通过对本航天飞行器操作与控制实验课程的学习，我觉得自己最大的收 获在于提高了动手的能力和检索资料的能力，从刚刚开学时候的对开源软件的什 么都不懂，到现在学会了使用开源来做自己喜欢的小东西，并且乐在其中，我感 到非常的充实。同时，让我收获最大的另一点就是，我学会了如何在网上去搜索 我自己需要的信息，上知网，看万方，论文检索，逛航模论坛，看贴吧，可以说 我开始慢慢变得知道怎么去获得自己想要的知识，这也在另一个方面提高了我自 己的学习能力。在以后的生活中，不论读研也好，生活工作学习也好，我觉得在这门