基于STC单片机的云台控制系统设计

根据此次论文的设计所研究的是单片机的云台控制系使云台按期望的方式运行。使用微控制器云台控制器构成不仅具有控制精度高，控制灵活，编程简单，功耗低，可靠性高，和一些新的微控制器更可在线编程，无需从工作环境的更新可以被剥离出来的微控制器，以方便软件维护以及如果需要，通Inviewofthisthesisdesignisthestudycontrolsystemdesign,andcooperatewithsteppermotorcompletehormovementoftheobject,makeyuntairunthecontrollernotonlyhashighcpowerconsumption,highreliability,etc,andsomenewtypesingle-hasmoreonlineprogramminupdatescanbespunofffromtheworkenvironment,convenientforsoftwaremaintenance,ofthetwodirectionsofcoordinatedcontrol.Keywords:onSTCmicrocontroller;Yuntaicontrol;Steppingmotor;Liquidcrdisplay;Parallelportcommunication; 11.1云台 11.2单片机 错误!未定义书签。1.3本设计完成的任务 1第2章总体方案 错误!未定义书签。2.1云台控制系统简析 52.2云台控制系统实现 32.3云台系统设计结构及系统结构框图 4第3章云台系统硬件设计 错误!未定义书签。3.1STC89C52单片机简介 错误!未定义书签。 63.1.2串口通信 63.1.3中断系统 73.2步进电机 73.2.1工作原理 73.2.2云台步进电机的驱动功能 83.3驱动电路 83.4矩阵键盘 93.5液晶显示器 第4章云台系统软件设计 4.1系统流程 4.2初始化模块 4.3键盘模块 4.4延时模块 4.5串口中断模块 4.6步进电机驱动模块 第5章系统的调试与运行 5.1硬件调试 5.2Keil软件调试 5.3整体调试 总结 参考文献 附录一单片机程序源代码 附录二电路原理 错误!未定义书签。311.3本设计完成的任务与铁块搭载衔接安装在控制机上，工作所需的21)采用4*4键盘输入云台控制步进电机；4)单片机的外围电路设计和用于驱动该头的步进电机线步进电机的驱动32)连续工作方式：云台在初始位置时，按下控制，如针对PC串口中断。键盘模块完成的控制输入信号。在本系统中采用的是4#4矩阵键盘式键盘。电机驱动模块是用于控4同时产生所需的脉冲信号步进电机的工作，这样就可以实现对电机的控制。远程控制模块是能够实现的手术室中的机器将能够控制现场微控制器来控制步进电机。它通过RS485总线实现，PC将通过RS485总线发送的信息从串口将信息传输到单片机的部位，通过指令处理的协调控制微控制器命令来获取PC,发送控制信息来控制步进电机的运行，鉴于设计最终目的是现场搭载云台控制系统，本次设计还没有考虑到远程控制云台。系统由以下几部分构成：1)单片机：设计的重要任务是在软件中实现，以对键盘输入的识别信息的参与下，发出指令，根据输入的脉冲信号，步进电机的头部来实现前进/后退，过程控制，速度控制功能，然后将步进电机的转速通过数码管显示；2)步进电机及驱动器：云台系统的作用是接通在垂直和水平方向，它是系统的3)键盘：输入设备的外部信息，云台指挥和控制人事工作系统的重要组成部分；4)显示：实时同步速度步进电机展到运营商来决定的基础上，云台的速度控制12单片机图2.3系统结构框图上图2.3所示为本次云台设计系统的结构系统框图。5第3章云台系统硬件设计STC89C52单片机是新一代高速/低功耗/超强 (数据存储器)、ROM(程序存储器)、定时器/计数器和多种功能的I/O(输入/输出)接口等一台计算机所需要的基本功能部件，从而可以完成复杂的运算、逻辑控制、通信等功能。STC89C52RC有很宽的工作电源电压，可为2.7~动态电流为5.5mA,空闲态为1mA,掉电状态仅为20nA2)片内有8k字节在线可重复编程快擦写程序存储器；4)三级程序存储器加密；5)128×8位内部RAM;6)32位双向输入输出线；9)一个全双工的异步串行口；10)间歇和掉电两种工作方式11)超强抗干扰：高抗静电(ESD保护),轻松过2KV/4KV快速脉冲干扰；13)宽温度范围，40℃~85℃;14)禁止ALE输出；15)超低功耗。6①主电源引脚(2根)VCC(Pin40):电源输入，接+5V电源GND(Pin20):接地线②外接晶振引脚(2根)XTAL1(Pin19):片内振荡电路的输XTAL2(Pin20):片内振荡电路的输出端③控制引脚(4根)ALE/PROG(Pin30):地址锁存允许信号④可编程输入/输出引脚(32根)引脚),共32根。STC89C52串口有关的寄存器有3个：串口控制寄存器SCON、特殊功能寄存器7STC89C52的中断系统有2个优先级，6个中断源，可完成二级中断嵌套。的外部中断源代码),ETO(0号的定时器中断源),EX1(1号的外部中断源),ET1(1号的定时器中断),ES(串口中断);这就是就是IE中的特殊寄存位。存器，将ITO置0表示是电平触发，置1就是脉冲触发，此操作就STC89C528(1)换相顺序(2)控制电机的速度(3)控制电机的转向辑电路的。如图所示为他的驱动电路和方框图：9123456789矩阵键盘模块的电路原理图如图3-5A所示了，外部4*4矩阵键盘的选择。在选择P1.0方面一P1.7引脚作为数字矩阵键盘第4章云台系统软件设计整个系统分为控制初始化，键盘扫描，串口中断，延时程序和运行五个部分步进电机。其主要功能是通过调用子程序键盘扫描实现，串口中断例程被调用来实现对步进电机的控制。在图4-1a,图4-1b中所示的中断子程序的流程图所示的主系统流程图的设计。开始开始到断自动运行标志位否是否等于EQ\*jc3\*hps23\o\al(\s\up0(2),否)?是否等于4?否否是否等于162是是是是是4-1A系统主流程图是是是是否是否否是否等于B?单片机的1/O资源的设计都比较丰富，采用4*4j矩阵的键盘。每个按钮单{云台电机转动A,B,C,D四相，四宗为高则是控制电机A的云台水平旋转，在用不同模块的阵列可以实现电动机的控制前进，后退，它们为moveUp[],第5章系统的调试与运行控制机制的设计是STC89C52单片机最小系统。通过检查，复位电路，晶USB接口，微控制器，按钮和其他正极和负极元件均过Keil软件调试。同样前面已经介绍了ProteusISIS软件的使用方法，这里不再多说。现在要做的是将系统电路图绘制在ProteusISIS编辑窗口中，添加完成相应的设置Frequency”栏中设置单片机的晶振频率为11.0592MHz,在“ProgramFile”栏中1)调试步骤③步进电机驱动板，单片机最小系统，以正确的方式来使用电缆连接进行连接2)调试结果通过按键模式，模式1正反转、模式2调速(5键加减速)、模式3定位。具正转/正常反转/正常正转/正常反转/正常正向/加速正向/减速正向/加速正向/减速意志力力压缩强度和耐力也受到了不同程度的改善。我们构建基于能可贵的是在前期的茫然和中期的不顺里，我们可敬的老师不厌我们的的抓狂[1]徐爱钧.智能化测量控制仪表原理与设计[M].北京：北京航空航天大学出版社，2004.[2]全国单片机及嵌入式系统学术年会论文集[C].北京：北京航空航天大学出版社，2003.[3]李光飞，单片机课程设计实例指导[M].北京：北京航空航天大学出版社，2004,1-12.[4]余永权.ATMEL系列单片机应用技术[M].北京：北京航空航天大学出版社，2002,103-110.[5]杨文龙.单片机原理及应用[M].西安：西安电子科技大学出版社，1998,[6]黄继昌.电子元器件应用手册[M].北京：人民邮电出版社，2004,[7]阎石.数字电子技术基础[M].北京：高等教育出版社，1998,475-490.[8]李响初.数字电路基础与应用.北京：机械工业出版社，2008.[9]吴丙申.模拟电路基础.北京：北京理工大学出版社，2007[10]胡汉才.单片机原理及接口技术[M].北京：机械工业出版社，2001.[11]YaoYA,ZhangC.MotionControlofCMachineTheory,2000附录一单片机程序源代码codetableft[]={0x10,0×30,0×20,0×60,0×40,0xcO,O×80,0×90);//水平电机正转1~2相励磁TR1=1;//开定时器EA=1;//开总中断ES=1;//开串口中断}{}{{}}{