“0”～“9”：數字輸入，用于設定一個坐標點的X，Y值；而且鍵1、鍵2、鍵3、鍵4、鍵5、鍵6和鍵9具有第二功能。
“A”：啟動鍵，用于所選運行方式的開始運行控制鍵。
“B”：復位，用于各項初始化。
“C”：確定鍵，用于設置、方式輸入值的確定。
“D”：停止，用于停止步進電機轉動。
“E”：設置鍵，手動對位或任意設定坐標點參數鍵，按上、下、左、右鍵進行手動對位控制，再按確認鍵確認(圖4所示)。

“F”：方式鍵：首先按下方式鍵，然后按數字鍵選擇方式再確認(如圖5所示)，方式有以下幾種：
方式1：歸位，讓物體自行回到原點。
方式2：做自行設定的運動。
方式3：畫圓，首先利用數字鍵設置圓半徑進行確認后，再按啟動鍵運行。
方式4：定點運動，首先利用數字鍵設置一個坐標點的X，Y值進行確認后，再按啟動鍵運行。
方式5：尋跡，首先讓物體運行在軌跡起點，按下啟動鍵開始尋跡。
2．3 電機驅動模塊
采用功率驅動電路L298內含4通道邏輯驅動電路，分別控制步進電機四組線圈A，／A，B，／B通電與否。步進電機的激磁信號則由智能型可編程邏輯器件開發試驗系統KH-310試驗平臺上的JP4的信號輸入控制，分別驅動步進電機的A，／A，B，／B線圈，采用兩相激磁方式。
2．4 電機電路
電機是整個系統實現功能的主要載體之一，它的主要功能是通過對纏繞其上的繩子的伸縮來實現懸掛物體的運動。步進電機是一種將電脈沖轉化為角位移的執行機構。本系統使用42BYG型號步進電機，其原理是將電脈沖信號轉換成角位移，它的轉子的轉角與輸入的電脈沖數成正比，轉速與輸入的電脈沖的頻率成正比，旋轉方向由脈沖的分配順序決定，可以通過控制脈沖個數控制步進電機的角位移量，從而達到準確定位的目的。
2．5 顯示模塊
液晶顯示器是將液晶置于兩片導電玻璃之間，靠兩個電極間電場的驅動，引起液晶分子扭曲向列的電光效應，在電源的開關之間控制光源透射或遮蔽，產生明暗兩種效果。本系統采用16×2 LCD液晶顯示屏作為人機對話的友好界面。系統設計實現物體所在坐標和畫筆所畫線段的長度的動態顯示，并有輸入光標跟隨和開機等待提示等人性化功能。

3 系統軟件設計
設計系統的總流程相對比較簡單，采用VerilogHDL語言。為達到設計指標的控制精度和響應時間，針對各項功能設計相應的控制算法。系統流程圖如圖6所示。

3．1 兩點運動算法與實現
采用數學建模法，運用幾何知識把物體運動軌跡和兩個電機所在的位置聯系起來，通過坐標用數學表達式表示出來，并轉換成電機所要轉動的偏移量，最后把偏移量轉化為電機所要轉的速度。結合圖7說明，設L1為左繩在d點的線長，L2為右繩在d點的線長，L1'為左繩在e點的線長，L2'為右繩在e點的初始線長，被控對象物體的受限區域的頂點坐標分別為a(xa，ya)，b(xb，yb)， c(xc，yc)，o(0，0)，當懸掛物從d點運動到e點時，左繩和右繩的長短必然發生變化，電機M1的收放線長度為△L1，當△L10，電機正轉；△L1>0時，電機反轉。電機M2的收放線長度為△L2，當△L20，電機反轉；當△L2>0時，電機正轉。計算如下：

H=100 cm，x=15 cm，y=15 cm)