摘要：本论文基于二维运动平台，完成以Arduino mega 2560微处理器为控制核心的二维运动控制系统的硬件和软件的设计。通过PC端向单片机发送运动指令，经过单片机信号处理后向两台步进电机驱动器发送使能、方向、脉冲等信号。两台步进电机驱动器分别驱动X、Y轴步进电机运转，完成绘图等功能。在二维运动控制平台的两轴末端安装限位装置，可以防止执行机构的损坏。

本设计可以实现画直线和圆弧线条，软件主要有电机驱动程序设计，单片机和各模块的初始化设置，Arduino的串口接收上位机PC端的数据并做数据处理，根据分析线条的类型采用不同的插补算法，插补算法主要是为了实现点与点之间的数据密化，从而形成要求的运动轨迹。利用Labview编写上位机的控制界面，实现在上位机界面上输入指令可以控制平台运动的功能。

本次设计通过多次实验最终实现了在电脑上输入指令，经过单片机接收并处理数据，二维运动平台能够画任意角度的直线和任意象限的曲线。

关键词：二维运动平台  步进电机  Arduino  插补算法  Labview

目录

摘要

Abstract

1.绪论-1

1.1目的和意义-1

1.2 现状与趋势-1

1.3 研究内容-2

2.硬件设计-3

2.1硬件系统的组成-3

2.1.1控制芯片的选型-3

2.1.2 电机接口电路-4

2.1.3步进电机的选型-5

2.1.4限位电路-6

3.插补算法-8

3.1直线插补算法-8

3.2直线插补编程-9

3.3圆弧插补算法-10

3.4圆弧插补编程-12

4.软件设计-14

4.1系统初始化程序-15

4.2串口接收程序和数据处理-16

4.3电机驱动程序-17

4.4插补算法程序-18

5.上位机软件设计-20

5.1上位机编程-20

5.1.1控制界面编写-20

5.1.2程序框图的编写-20

5.2调试-21

5.2.1下位机调试-21

5.2.2系统总体调试-22

总结与展望-23

参考文献-24

致谢-25

附录-26

附录一 下位机程序-26