基于STM32F103系列單片機的模擬電磁曲射炮設計與實現

李婭

（湖南工業職業技術學院，湖南長沙，410000）

1 系統方案

根據賽題要求，分析功能需求和實現技術路徑，確定系統分為控制部分、檢測部分、電磁炮充能擊發部分、平臺運動控制部分。

1.1 控制部分方案論證

方案一：選用STM32F103

STM32系列微機采用ARM Cortex- M3內核，可通過時鐘倍頻實現72MHz主頻，片內即成了多通道ADC，具有較強的數字處理性能。系統性能卓越，成本低，應用十分廣泛，有著大量成熟案例可供借鑒。

方案二：選用MSP430F149

MSP430F149IPM是TI公司設計生產的一款超低功耗的16位單片機。具有低功耗休眠模式，蘇醒速度快。內置12位ADC，具有內部參考電壓源，并有采樣、保持、自動掃描等功能。支持在線編程調試，開發調試十分方便。

本方案需要快速采集距離測量信息并進行公式換算，對計算能力要求較高，對功耗不敏感，因此選用方案一的STM32F103作為主控部分。

1.2 平臺運動控制部分

方案一：采用步進電機構建運動平臺

步進電機采用開環控制，控制性能優良，動作執行穩定，步距值不受各種因素干擾。中低輸出力矩大，控制誤差不會累積，性價比高。但是電機本體較重，高速性能差。

方案二：采用舵機構建運動平臺

舵機采用比例控制方式調整角度，穩定性好，控制簡單。控制過程采用閉環控制，具有反饋信號。本體體積小，重量輕，外圍電路較為簡單，易于集成。

1.3 充能擊發部分

電磁炮工作原理類似于圓筒形直線異步感應電動機，在線圈中通過脈沖或交變電流產生磁性波驅動金屬彈丸前進，實現彈丸擊發。常見的電磁炮驅動方式有單級線圈加速和多級線圈接力加速兩種模式。……