发布时间 : 星期四 文章基于单片机的遥控直升飞机系统设计（论文） - 图文更新完毕开始阅读7384d9c38bd63186bcebbc4d
东北石油大学本科生毕业设计（论文）
后0000H处安排一段出错处理程序，使系统运行进入正轨。在单片机系统运行时，有可能发生电源掉电的意外情况，一些重要的数据可能丢失。这时要求系统应首先检测到电源的变化，然后通过切换电路把备用电池接入系统，以保护RAM中的数据不丢失。目前看门狗电路已经集成到一些处理器监控芯片中，集成化程度较高，功能齐全，具有广阔的应用前景。在单片机系统中使用微处理器监控芯片，可以大大提高单片机应用系统的抗干扰能力和可靠性。
1 2 3 4 5 6 + C 7 8 64 10 11 12 13 14 15 16 17 GND C2 33PF 18 19 20 P1.0 Vcc P1.1 p0.0 P1.2 p0.1 P1.3 p0.2 P1.4 P1.5 P1.6 P1.7 p0.3 p0.4 p0.5 p0.6 40 39 38 37 36 35 34 33 32 31 30 29 28 27 26 25 24 23 22 21
S3 VccSW-PB Rs 0.2K R1 10K RST/Vpb p 0.7 P3.0 EA/Vpp P3.1 ALE/PROG P3.2 PSEN P3.3 P2.7 P3.4 P2.6 P3.5 P2.5 P3.6 P2.4 P3.7 P2.3 XTAL2 P2.2 XTAL1 P2.1 Vss p2.0 Y1 C3 33PF GND GND 图 2-2 STC89C51基本操作电路 2.4 本章小结
本章通过对单片机的简介，使我们对其有了更深的认识，本设计是以单片机STC89C51为核心的控制系统，本节着重对微处理器、数据存储器、串行口、中断系统、定时器和基本操作等做了较为详细的介绍，为后续编辑程序、电路连接等工作奠定了理论基础。
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第3章 遥控直升飞机组件与安装
3.1 直升机的基本理论
旋翼头是直升机中最神奇，也是最关键的部件。直升机的绝大多数性质，比如稳定性、灵活性，包括所谓操纵感觉，都是由旋翼头决定的。遥控直升机的旋翼头采用贝尔-希拉操纵方式，也就是一对主旋翼，产生升力，同时靠一对小翼控制升力的方向，从而达到控制直升机的目的。
3.1.1 陀螺效应
所谓陀螺效应，就是旋转着的物体具有像陀螺一样的效应。陀螺有两个特点：进动性和定轴性。当高速旋转的陀螺遇到外力时，它的轴的方向是不会随着外力的方向发生改变的，而是轴围绕着一个定点进动。陀螺在地上旋转时轴会不断地扭动，这就是进动(不考虑章动)。图3-1是陀螺效应的示意图：
dL L L Y R M F X 图3-1 陀螺效应示意图
在上图中，圆盘是陀螺。L是圆盘的角动量，其大小是R×Mv或者Iω。由于在力学中，有M=dL/dt，所以M和dL方向相同。这直接导致了高速转动的陀螺在受到F后，整个陀螺以X轴为转轴转动而不是以Y轴为转轴。这就是神奇的陀螺效应。这种效应一直伴随着直升机的飞行。例如：要使直升机仰俯，就必须要使直升机左右的升力不平衡而不是使其前后不平衡。基于这种原理我们下面就来解释遥控直升机的所谓贝尔-希拉操纵方式。
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3.1.2 贝尔-希拉操纵方式的初步分析
在遥控直升机中，主旋翼就是一个大陀螺，它本身具有陀螺效应。当我们改变主旋翼倾角时，直升机的运动状态就会发生改变。但同时，如果用舵机直接改变主旋翼的倾角来控制飞机，问题是很多的。首先，主旋翼倾角的改变需要较大的力矩。如果用十字盘直接控制的话，强大的、交变的力矩将会直接作用到舵机上。这样舵机将会受到很大负荷，操纵精度会严重下降。第二，当直升机受到轻微扰动后，由于陀螺的进动性，直升机将不会恢复原来状态，而是绕着垂线方向进动。由于重力不通过旋翼头中心，所以造成力矩的产生，从而导致主旋翼发生进动。这个问题是严重的，会直接导致遥控直升机悬停及飞行时无法稳定。基于以上问题，贝尔-希拉操纵方式产生了。 操纵过程是这样的：
（1）初始状态：
主旋翼平面 希腊小翼平面 十字盘 图3-2 初始平衡状态
希拉小翼由于空气和离心力作用，和主旋翼平面平行。此时两片主旋翼升力相等，飞行状态不发生变化。
（2）操纵时：
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主旋翼平面 希腊小翼平面 十字盘
图3-3 0度、180度状态
80 10 0主旋翼平面 希腊小翼平面 十字盘
图3-4 90度、270度状态
上图为同一个视角，主旋翼转动到不同角度时的状态。在图3-3中，操纵者将十字盘倾斜。希拉小翼就与空气呈10°倾角。由于空气的作用，希拉小翼在图3-3位置受力。由于陀螺效应，希拉小翼不会在图3-3位置立即上抬，而是在转过90°后在上图3-4位置上抬。
于是希拉小翼旋转平面与主旋翼平面呈10°夹角并稳定于此。
在图3-4中，我们清晰地看见，由于希拉小翼通过连杆控制着主旋翼的倾角，所以希拉小翼旋转平面的改变导致了主旋翼与空气产生夹角。从而使主旋翼在图3-4位置受力。由于陀螺效应，主旋翼不会在图3-4位置立即上抬，而是在转过90°后在图3-3位置上抬。从而使得主旋翼平面趋于平行于希拉小翼。
至此，遥控直升机主旋翼平面的倾转过程已经分析完毕。我们看到，遥控直升机的倾转总是希拉小翼旋转平面先倾转，主旋翼平面跟上趋于平行的过程。有
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