自動控制升降旗系統(tǒng)畢業(yè)論文（外文翻譯）

1、<p>　　自動控制升降旗系統(tǒng)的設(shè)計</p><p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　引言1</b></p><p>　　1.方案論證及選擇2</p><p>　　1.1 采用STC89C52單片機設(shè)計自動升降旗控制系統(tǒng)2</p><p>

2、;　　1.2采用數(shù)字電路設(shè)計自動控制升降旗系統(tǒng)2</p><p>　　1.3采用PIC16F877A單片機設(shè)計自動控制升降旗系統(tǒng)3</p><p>　　1.4 總方案的選擇3</p><p>　　2系統(tǒng)硬件的設(shè)計5</p><p>　　2.1 單片機最小系統(tǒng)的設(shè)計5</p><p>　　2.1.1 晶振電路的

3、設(shè)計5</p><p>　　2.1.2 復位電路設(shè)計5</p><p>　　2.2 電機驅(qū)動模塊的設(shè)計5</p><p>　　2.2.1 28BYJ-48步進電機5</p><p>　　2.2.2 ULN2003芯片7</p><p>　　2.3語音模塊的設(shè)計7</p><p>　

4、　2.4液晶顯示模塊的設(shè)計9</p><p>　　2.5無線遙控模塊的設(shè)計10</p><p>　　2.6 旗桿的設(shè)計11</p><p>　　2.7 電源電路的設(shè)計11</p><p>　　3系統(tǒng)軟件設(shè)計13</p><p>　　3.1 系統(tǒng)總程序流程圖13</p><p>　　3

5、.2 子程序流程圖13</p><p>　　3.2.1 升降小旗運動子程序13</p><p>　　3.2.2 LCD1602液晶實時顯示子程序的設(shè)計14</p><p>　　3.2.3語音播放子程序的設(shè)計15</p><p>　　3.3軟件的調(diào)試與編譯16</p><p>　　3.4程序的下載17<

6、;/p><p>　　4．電路的與調(diào)試與結(jié)果分析19</p><p>　　4.1電路的調(diào)試19</p><p>　　4.1.1單片機最小系統(tǒng)的調(diào)試19</p><p>　　4.1.2 聲音模塊調(diào)試19</p><p>　　4.1.3 電機繞線的調(diào)試處理19</p><p>　　4.2電路結(jié)果

7、分析20</p><p>　　4.2.1國旗升降高度的結(jié)果分析20</p><p>　　4.2.2 液晶顯示高度結(jié)果分析20</p><p><b>　　結(jié)論22</b></p><p><b>　　致謝23</b></p><p><b>　　參考文獻

8、24</b></p><p>　　附錄A 英文文獻原文25</p><p>　　附錄B 英文文獻譯文35</p><p>　　附錄C 硬件總設(shè)計圖44</p><p>　　附錄D 設(shè)計源程序45</p><p>　　附錄E 元器件清單表54</p><p><b&

9、gt;　　引言</b></p><p>　　隨著現(xiàn)代科技的不斷進步和發(fā)展，自動控制智能系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于各個領(lǐng)域，如機器人、工業(yè)電子自動化設(shè)備、醫(yī)療、廣告、舞臺燈光、印刷、計算機外部應(yīng)用等，因此對自動控制系統(tǒng)的研究具有重要的現(xiàn)實意義和實用意義。</p><p>　　同時，升旗代表一個組織或團體獨立和尊嚴的重要標志旗幟作為代表團體和國主權(quán)和獨立的象征，就有重大的意義。舉行升降旗儀式是

10、對每個公民進行愛國主義教育、國旗意識教育，團體意識教育的重要途徑；是衡量一個公民是否心存國家觀念，是否愛國的重要標志；同時在相當程度上也成為衡量國民素質(zhì)的重要標準。因此舉行升降旗儀式絕不是一種形式，而是一項十分莊重、嚴肅的活動。五星紅旗是中華人民共和國的標志和象征。尊敬國旗體現(xiàn)著維護國家的尊嚴。升降國旗是一件嚴肅的事情。嚴格按照《中華人民共和國國旗法》要求升降國旗。通過升降國旗儀式使學生受到直接的愛國主義教育，增強國家和民族觀念。<

11、;/p><p>　　然而，由于各種條件的限制，國旗的自動控制的應(yīng)用還不夠廣泛，有些升降儀式完全是手動的，有些只是單純的電動機轉(zhuǎn)動，而不能與國歌的播放同步和自動控制，更不能接近開關(guān)的檢測防止誤差，容易讓嚴肅的升旗儀場面變得難堪。</p><p>　　隨著科技的進步，自動系統(tǒng)的廣泛發(fā)展，以及升降旗存在的問題，自動系統(tǒng)也逐漸的應(yīng)用到升降旗上，且具有較強的應(yīng)用性。特別是單片機測控技術(shù)和自動控制技術(shù)的迅

12、速發(fā)展，已經(jīng)完全可以使用自動控制系統(tǒng)來完成國旗的升降控制，同時還可以達到國歌演奏何時能夠?qū)⒖炻耐昝琅浜?，從而可以避免由于人為操作帶來的不協(xié)調(diào)等諸多問題，保證了升旗儀式的嚴肅性和莊重性[1]。</p><p>　　用AT89C51單片機作為自動控制升降旗控制系統(tǒng)的控制芯片,采用光電傳感器檢測旗幟高度,選用H型驅(qū)動電路驅(qū)動直流電機,利用8255A和相關(guān)電路實現(xiàn)鍵盤、顯示功能,實現(xiàn)國旗的自動升降控制[2]。 或以單片

13、機AT89C52為核心,以鍵盤為輸入系統(tǒng),按鍵選定執(zhí)行要測試的旗桿高度參數(shù),按開始鍵執(zhí)行升旗程序,并將旗幟高度和升旗所用時間顯示在LCD液晶顯示屏上.測試的升降旗系統(tǒng)[9]。</p><p>　　采用單片機控制的步進電機帶動國旗升降，實現(xiàn)對國旗升降的自動控制。并在此基礎(chǔ)上實現(xiàn)多個國家國旗選擇、升降,同時奏相應(yīng)國家的國歌；紅外遙控升降旗所有動作,包括設(shè)置高度、時間；控制鍵盤采用優(yōu)先級掃描，從而有效地防止誤操作；可以

14、按照用戶的要求上升或下降到指定位置，并可在任意位置停止[9]。</p><p>　　自動控制升降系統(tǒng)在現(xiàn)實生活中應(yīng)用非常廣泛，有醫(yī)學領(lǐng)域中有自動升降醫(yī)床的設(shè)計，建筑領(lǐng)域的升降梯設(shè)計，公共涉及領(lǐng)域的其中車的設(shè)計等等，不僅應(yīng)用在普通的生產(chǎn)領(lǐng)域，還能應(yīng)用在高端軍事的設(shè)計，火箭發(fā)射系統(tǒng)，先進武器研制方面未來還會向更廣領(lǐng)域延伸。</p><p>　　隨著工業(yè)裝置的大型化，連續(xù)化，高參數(shù)化，對自動產(chǎn)品

15、的要求不斷提高。為了達到工業(yè)設(shè)備的安全升降，穩(wěn)定運行，優(yōu)化操作等要求，必須將設(shè)備整合，滿足人們正常高校生活的目的。升降系統(tǒng)設(shè)計不僅要想高精度，智能化的方向發(fā)展，向更加多的方面發(fā)展，領(lǐng)域會更加廣泛，電梯，工程提重，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，軍事科研等，更好地應(yīng)用與未來社會生產(chǎn)。</p><p><b>　　1.方案論證及選擇</b></p><p>　　1.1 采用STC89C52單片

16、機設(shè)計自動升降旗控制系統(tǒng)</p><p>　　采用STC89C52單片機作為控制器，主要包含四個部分：驅(qū)動電機電路部分、語音電路，液晶顯示電路，無線接收電路?？傮w采用開關(guān)控制總的中斷，實現(xiàn)語音顯示，國歌播放，無線控制國旗的自動升降及停止功能。STC89C52單片機設(shè)計方案原理圖如圖1.1所示。</p><p>　　圖1.1 STC89C52單片機設(shè)計方案原理圖</p>&l

17、t;p>　　單片機輸出控制脈沖，直接加載到ULN2003芯片控制的電機驅(qū)動模塊上，將信號進行處理后，轉(zhuǎn)化為依據(jù)步進電機的步序高低電平信號，直接加載到步進電機上，驅(qū)動步進電機轉(zhuǎn)動，電機轉(zhuǎn)動帶動旗幟的升降，同時還可以根據(jù)輸入脈沖的多少調(diào)節(jié)電機的轉(zhuǎn)速的快慢。無線接收模塊是通過紅外發(fā)射器發(fā)射一個控制信號，通過接收器到的高低電平控制開關(guān)的中斷，通過開關(guān)選擇電機正傳還是反轉(zhuǎn)。語音模塊采用放大器驅(qū)動蜂鳴器播放國歌語音程序代碼進行國歌播放。同時，

18、LCD顯示電路采用的是LCD1602液晶顯示國旗的實時高度，LCD1602液晶屏既可以顯示數(shù)字，也可以字母，連接比較簡單。</p><p>　　這種方案的優(yōu)點是系統(tǒng)設(shè)計簡單，且STC89C52有自帶的內(nèi)帶4K字節(jié)EEPROM存儲空間，電路的連接少，代價少，電機控制程序比較簡單，具有廣泛的實用性。缺點是語音模塊采用代碼控制，只能機械的播放國歌的音調(diào)，不能出現(xiàn)明晰的聲音，同時液晶顯示和語音模塊的程序復雜。 </

19、p><p>　　1.2采用數(shù)字電路設(shè)計自動控制升降旗系統(tǒng)</p><p>　　設(shè)計方案二：采用數(shù)字電路控制。主要包含六個部分：電氣控制部分，電源部分，驅(qū)動電機部分，無線接收部分，高度顯示部分，音樂控制部分。數(shù)字電路設(shè)計方案原理圖如圖1.2所示.。</p><p>　　圖1.2 數(shù)字電路設(shè)計方案原理圖</p><p>　　該系統(tǒng)運用現(xiàn)代電子技術(shù)，將

20、升旗儀式與演奏國歌混為一體，按下上升鍵后，國旗勻速上升，同時流暢的播放國歌：上升到最高點時自動停止，同時國歌演奏完畢：按向下鍵后，國旗勻速下降，降旗的時間不放國歌，下降到最低點時自動停止：可以任意指定高度，使旗幟上升后下降到位置后自動停止，旗幟所在高度可以通過數(shù)字顯示儀表進行實時顯示。</p><p>　　電源電路部分主要由變壓、整流、濾波、穩(wěn)壓等部分組成。220v交流電壓經(jīng)過變壓器變壓，全橋整流，電容濾波，TW

21、7809穩(wěn)壓之后，最終形成9V的直流電壓，作為控制電壓。穩(wěn)速部分采用PID積分電路進行控制使輸出產(chǎn)生與轉(zhuǎn)速成正比的脈沖，然后經(jīng)過微分-檢波-積分-放大，得到與轉(zhuǎn)速成正比的電壓，然后通過反饋控制步進電機的驅(qū)動電壓而得到穩(wěn)定的線速度。而電氣控制部分主要是利用電氣元件中的邏輯門、電阻，開關(guān)主城復雜的控制電路，通過開關(guān)控制各個模塊的電平變化達到控制各模塊的目的。高度顯示部分采用光電傳感器進行非接觸式檢測，然后根據(jù)結(jié)果輸出一個高低電平，形成脈沖，

22、然后去觸發(fā)單片機外部中斷，單片機根據(jù)脈沖數(shù)，計算出高度然后驅(qū)動數(shù)碼管顯示。音樂播放部分采用的是電氣控制部分的輸出信號的高低電平驅(qū)動語音是否播放。</p><p>　　這種設(shè)計系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)多種功能，且開關(guān)控制簡單，元器件簡單，無軟件設(shè)計，但是這種電路太過龐雜，且還有干擾大，代價高，不能實現(xiàn)無線控制等缺點。</p><p>　　1.3采用PIC16F877A單片機設(shè)計自動控制升降旗系統(tǒng)<

23、/p><p>　　采用單片機作為主控制器設(shè)計的自動控制升降旗系統(tǒng)主要由PIC16F877A單片機，二相步進電機、E2PROM、國歌語音電路、鍵盤電路、LCD顯示屏六部分組成。PIC16F877A單片機設(shè)計方案原理圖如圖所示</p><p>　　圖1.3 PIC16F877A單片機設(shè)計方案原理圖</p><p>　　系統(tǒng)加電后，首先讀取E2PROM中的數(shù)據(jù)，判斷是否在最

24、低點。如果不在最低點，強行將國旗降到最低點，這個過程，LCD液晶顯示屏先是國旗的高度，并將其寫入E2PROM，進行記憶。然后判斷國旗的升降模式，正常情況下，按下上升鍵，國旗上升，國歌播放，液晶顯示高度，并不斷將高度寫入E2PROM。至最高點，國旗、國歌都自動停止；按下降鍵，國旗下降，語音模塊不工作，LCD顯示實時高度，并不斷將高度送入E2PROM。至最低點，降旗停止。國旗處在半旗模式下時，國旗勻速上升，同時播放國歌，顯示實時高度，并將其

25、計入E2PROM，至最高點，國歌停止，國旗開始勻速下降，到達2/3處自動停止。</p><p>　　該電路因為PIC單片機具有E2PROM，結(jié)構(gòu)簡化，且單片機采用的是RISC指令集，速度快，步進電機因為采用雙橋結(jié)構(gòu)，完全通過程序控制，所以精度高，同時語音模塊采用的是語音芯片播放錄到的國歌，是聲音更清晰流暢。但是采用E2PROM記錄高度，會出現(xiàn)系統(tǒng)延時，造成顯示誤差太大，同時手動控制按鍵，不能實現(xiàn)遠程的控制。同時語

26、音芯片太貴，耗價高。</p><p>　　1.4 總方案的選擇</p><p>　　此次設(shè)計要求制作一個自動控制升降旗系統(tǒng)，要求設(shè)計速度和高度可調(diào)，LCD液晶顯示，能夠?qū)崿F(xiàn)無線升降及停止等。我們將上述幾個方案進行比較如下：</p><p>　　對于采用STC89C52單片機的方案，由于采用的是四相八拍的步進電機，所以步進電機不僅能夠?qū)崿F(xiàn)速度的調(diào)節(jié)，而且相比二相電機來

27、說更加的精確，速度的調(diào)節(jié)就能夠?qū)崿F(xiàn)高度的自主設(shè)定，同時語音模塊采用三極管驅(qū)動揚聲器發(fā)聲，不僅耗價更小，電路簡單，也易于制作，更方便調(diào)試。同時還設(shè)無線模塊設(shè)計的方案來說，能夠控制升降及停止，基本達到設(shè)計的要求，該方案可行。</p><p>　　對于采用數(shù)字電路設(shè)計的方案，雖然用按鍵控制能夠?qū)崿F(xiàn)電機的驅(qū)動，但是，線路比較復雜，控制過程中會產(chǎn)生延時，使電機產(chǎn)生抖動，造成升降過程中的不穩(wěn)定，同時，線路采用的是開關(guān)控制，沒

28、有無線模塊，不能實現(xiàn)無線升降，同時耗價較高，所以方案不可取。</p><p>　　對于采用PIC16F877A單片機設(shè)計方案，PIC單片機雖然具有E2PROM，可以實時的記錄瞬間的高度值，但是，這會造成顯示高度與實際高度的誤差，是現(xiàn)實不精準，而語音模塊采用語音芯片對錄制國歌的播放，能夠起到流暢的效果逼真的效果，但是語音芯片對聲音的錄制會根據(jù)型號的不同，他們的錄制的時間和效果就不同，同時錄制過程比較復雜，且環(huán)境和電

29、路也會產(chǎn)生影響使效果下降。同時語音芯片較昂貴，所以該方案不可取。</p><p>　　綜上考慮，我們選擇采用STC89C52單片機設(shè)計自動控制升降旗系統(tǒng)。</p><p><b>　　2系統(tǒng)硬件的設(shè)計</b></p><p>　　該系統(tǒng)的硬件主要由5V電源，單片機最小系統(tǒng)，電機驅(qū)動電路，步進電機，LCD1602液晶顯示電路，語音播放電路，被控的

30、旗幟，測試用的旗桿，掛鉤，細繩等組成。下面是主要單元的電路設(shè)計。</p><p>　　2.1 單片機最小系統(tǒng)的設(shè)計</p><p>　　單片機最小系統(tǒng)，或者稱為最小應(yīng)用系統(tǒng)，是指用最少的元件組成的單片機可以工作的系統(tǒng)。此設(shè)計采用的單片機是STC89C51RC芯片，最小系統(tǒng)治一般應(yīng)該包括：單片機、五伏電源、晶振電路，下面進行詳細的設(shè)計。</p><p>　　圖2.1

31、單片機最小系統(tǒng)設(shè)計圖</p><p>　　2.1.1 晶振電路的設(shè)計</p><p>　　單片機的定時控制功能是由片內(nèi)的時鐘電路和定時電路來完成的，而片內(nèi)的時鐘信號有兩種：內(nèi)部時鐘方式和外部時鐘方式。采用內(nèi)部時鐘時，片內(nèi)的高增益反相放大器通過XTAL1、XTAL2外接晶體振蕩器作為反饋元件，然后通過晶體振蕩器，兩邊各接一個瓷片電容，瓷片電容出來后接地。晶振與電容組成的是一個并聯(lián)諧振回路，由

32、此構(gòu)成的一個自己振蕩器向內(nèi)部時鐘電路提供震蕩時鐘。這個時鐘提供給單片機，使單片機工作。晶振一般采用的是石英晶體振蕩器，這種晶體振蕩器因頻率穩(wěn)定度高而廣泛被采用。頻率有好多，一般51單片機采用的晶振頻率為11.0952MHz或12.000MHz，而電容一般采用瓷片電容，他具有微調(diào)的作用，通常取值在30pF左右。單片機晶振電路在單片機最小系統(tǒng)設(shè)計圖如圖2.2所示。</p><p>　　2.1.2 復位電路設(shè)計<

33、/p><p>　　單片機在啟動運行時都需要復位，復位使CPU和系統(tǒng)中的其他部件都處于一個確定的工作狀態(tài)，并從這個狀態(tài)開始工作。在系統(tǒng)中，有時也會出現(xiàn)顯示不正常，也為了調(diào)試方便，需要設(shè)計一個復位電路，復位電路的基本功能是系統(tǒng)上電時提供復位信號，直至系統(tǒng)電源穩(wěn)定后，撤銷復位信號。圖1為基本RC復位電路，其電路為高電平復位有效， SW1為手動復位開關(guān)，可以實現(xiàn)上述基本功能。單片機復位電路在單片機最小系統(tǒng)設(shè)計圖如圖2.1所示

34、。</p><p>　　2.2 電機驅(qū)動模塊的設(shè)計</p><p>　　此電機驅(qū)動模塊采用的是電機專用驅(qū)動芯片ULN2003驅(qū)動四相步進電機28BYJ來實現(xiàn)。要完成此模塊的設(shè)計，首先，我們先來了解一下ULN2003驅(qū)動芯片和28BYJ-48步進電機. </p><p>　　2.2.1 28BYJ-48步進電機</p><p>　　熟悉了驅(qū)動芯

35、片ULN2003外，還必須要對所用的步進電機28BYJ－48熟悉。28BYJ-48步進電機的外觀圖如圖2.2所示。</p><p>　　圖2.2 28BYJ-48步進電機外觀圖</p><p>　　步進電機是一種將電脈沖轉(zhuǎn)化為角位移的執(zhí)行機構(gòu)，也就是說，當步進驅(qū)動器接收到一個脈沖信號，它就驅(qū)動步進電機按設(shè)定的方向轉(zhuǎn)動一個固定的角度（及步進角）。28BYJ步進電機通過控制脈沖個來控制角位移量

36、，從而達到準確定位的目的；同時還可以通過控制脈沖頻率來控制電機轉(zhuǎn)動的速度和加速度，從而達到調(diào)速的目的。</p><p>　　步進電機主要由以下特性：</p><p>　　(1)步進電機必須加驅(qū)動才可以運轉(zhuǎn)， 驅(qū)動信號必須為脈沖信號，沒有脈沖的時候，步進電機靜止， 如果加入適當?shù)拿}沖信號， 就會以一定的角度（稱為步角）轉(zhuǎn)動。轉(zhuǎn)動的速度和脈沖的頻率成正比。</p><p&g

37、t;　　(2)黑金剛配套的是 28BYJ48 5V 驅(qū)動的4 相5線的步進電機而且是減速步進電機，減速比為1：64，步進角為5.625/64 度。如果需要轉(zhuǎn)動1 圈，那么需要360/5.625*64=4096 個脈沖信號。</p><p>　　(3)步進電機具有瞬間啟動和急速停止的優(yōu)越特性。</p><p>　　(4)改變脈沖的順序， 可以方便的改變轉(zhuǎn)動的方向。</p>&l

38、t;p>　　步進電機28BYJ48型四相八拍電機，電壓為DC5V—DC12V，步距角度為5.565/64,減速比是1：64.當對步進電機施加一系列連續(xù)不斷的控制脈沖時，它可以連續(xù)不斷地轉(zhuǎn)動。每一個脈沖信號對應(yīng)步進電機的某一相或兩相繞組的通電狀態(tài)改變一次，也就對應(yīng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過一定的角度（一個步距角）。當通電狀態(tài)的改變完成一個循環(huán)時，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過一個齒距。四相步進電機可以在不同的通電方式下運行，常見的通電方式有單（單相繞組通電）四拍（A-B-

39、C-D-A。。。），雙（雙相繞組通電）四拍（AB-BC-CD-DA-AB-。。。），八拍（A-AB-B-BC-C-CD-D-DA-A。。。）</p><p>　　該步進電機有5色外接引線，分別是紅、橙、黃、粉、藍。紅線接+5V電源，橙、黃、粉、藍四線為輸入口。由于單片機接口的信號不夠大，需要通過ULN2003芯片放大后才能連接到電機的接口。電機四色線的電平輸出變化如表2.1所示。</p><p

40、>　　表2.1 電機四色線的電平變化圖</p><p>　　2.2.2 ULN2003芯片</p><p>　　ULN2003芯片美國Texas Instruments公司和Sprague公司開發(fā)的高壓大電流達林頓晶體管陣列產(chǎn)品。功率驅(qū)動電路是功率電子設(shè)備輸出電路的一個重要作組成部分，這種電路大多要求具有大電流輸出能力，以便于驅(qū)動各種類型的負載。ULN2003驅(qū)動芯片的輸入回路電

41、阻2.7k，適用電壓是5V的TTL電平，驅(qū)動灌輸電流是500mA。</p><p>　　圖2.3 ULN2003芯片內(nèi)部連接圖</p><p>　　ULN2003A由7組達林頓晶體管陣列和相應(yīng)的電阻網(wǎng)絡(luò)以及鉗位二極管網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成,具有同時驅(qū)動7組負載的能力,為單片雙極型大功率高速集成電路。該芯片的內(nèi)部電路連接圖如圖2.3示.芯片因為具有電流增益高，帶負載能力強，溫度范圍廣，工作電壓高等特點，

42、廣泛應(yīng)用于伺服電機，步進電機，電磁閥和可控照明燈等領(lǐng)域。</p><p>　　所以，根據(jù)ULN2003和步進電機28BYJ-48工作原理，采用單片機的P2.4、P2.5、P2.6、P2.7四個口作為電機的驅(qū)動控制口，分別連接ULN2003芯片的管腳1、2、3、4。經(jīng)過芯片的處理放大，經(jīng)管腳13、14、15、16輸出加到電機的橙、黃、粉、藍四色線上，得到的電機驅(qū)動模塊的設(shè)計如圖2.7所示。</p>&

43、lt;p>　　圖2.4步進電機驅(qū)動設(shè)計圖</p><p>　　驅(qū)動電機的具體的功能設(shè)計是與開關(guān)實現(xiàn)的，在P3口設(shè)置三個開關(guān)K1，k2,k3.k1控制電機與語音播放的開始，電機開始設(shè)置默認為電機的正傳，k1接通電機正轉(zhuǎn)，同時國歌開始播放，當上升到最大值時，電機停止轉(zhuǎn)動，國歌結(jié)束。當小旗下降時，打開k2,關(guān)閉k1,電機實現(xiàn)反轉(zhuǎn)，小旗下降，打開開關(guān)k3,電機迅速停止，實現(xiàn)小旗停止功能。</p>&l

44、t;p>　　2.3語音模塊的設(shè)計</p><p>　　語音模塊的設(shè)計思想是利用單片機的軟件編程控制揚聲器播放國歌語音代碼實現(xiàn)的，由于設(shè)計中采用的是三極管驅(qū)動8Ω/0.5W的揚聲器發(fā)聲，需要的功率過大，而普通的三極管不能承受很高的電流，容易在電路中燒壞；如果在電路中接入限流電阻，又不能滿足驅(qū)動揚聲器的條件，或者揚聲器聲音過小，都不能達到設(shè)計的要求。為了解決這個問題，在設(shè)計采用大功率的MOS管TIP122實現(xiàn)。

45、TIP122芯片的引腳如圖2.5所示。</p><p>　　圖2.5 TIP122芯片引腳圖</p><p>　　圖2.6 三極管TIP122的內(nèi)部圖</p><p>　　表2.2 三極管TIP122的電參數(shù)表</p><p>　　圖2.6所示的是三極管TIP1122的內(nèi)部連接圖，其中 R1=5千歐，R2=150歐。由圖可以看出，這是一個集

46、成的放大型NPN管，它是由兩個NPN型普通三極管經(jīng)過二級放大形成的，使得穩(wěn)定系數(shù)更高，且放到倍數(shù)也加倍，各方面參數(shù)都有所提高具體的電參數(shù)如表2.2所示。</p><p>　　為了達到同時的目的，起初設(shè)計的是在同一單片機上實現(xiàn)升降與國歌播放，但是在實際過程中，兩個模塊都要都要用到中斷，而單片機的中斷有優(yōu)先級，不能同時響應(yīng)兩個中斷，即不能在一片單片機上實現(xiàn)流暢的國歌播放和控制步進電機勻速升降的功能。為了解決這個問題，

47、本設(shè)計采用兩塊單片機，一塊單片機單獨設(shè)計語音模塊，為了實現(xiàn)同步的目的，該單片機的接地與另一單片機用開關(guān)控制達到通電后，開關(guān)控制同時啟動的目的。語音模塊的設(shè)計如圖2.10示。</p><p>　　圖2.9 語音模塊的設(shè)計圖</p><p>　　2.4液晶顯示模塊的設(shè)計</p><p>　　為了實現(xiàn)實時檢測國旗的升降情況，此設(shè)計采用LCD1602液晶顯示屏通過計數(shù)器對高

48、度的測量，實時地顯示出國旗升降的高度，達到清楚明了效果。LCD1602液晶屏的外觀圖如圖2.11所示.LCD1602 </p><p>　　是一種驅(qū)動電壓為5V，帶背光，可顯示兩行，每行16個字符的液晶屏，只能顯示顯示字母和數(shù)字，不能顯示漢字，內(nèi)置含128個字符ASCII字符集字庫，有并行接口。顯示器的主要原理是以電流刺激液晶分子產(chǎn)生點、線、面并配合背部燈管構(gòu)成畫面。</p><p>　　

49、圖2.10 顯示模塊設(shè)計原理圖</p><p>　　液晶顯示器模塊選用LCD1602 液晶模塊，2 行*16 列字符顯示：第一行顯示“national flagR&L”，表明顯示的是國旗的升降高度；第二行顯示“H：***cm”，表明國旗升降過程中的實時高度。而且并行8位數(shù)據(jù)通信，可以滿足本系統(tǒng)中顯示的要求。開發(fā)板中有液晶顯示模塊，利用C 語言模塊的可移植性，直接將模塊移植過來，根據(jù)實際情況更改數(shù)組內(nèi)容，

50、即可實現(xiàn)對本設(shè)計中需要顯示的參數(shù)進行顯示。1602液晶顯示設(shè)計圖如圖2.10所示。</p><p>　　2.5無線遙控模塊的設(shè)計</p><p>　　本設(shè)計要求采用無線遙控旗幟的升降及停止，所以要對無線模塊進行設(shè)計。無線遙控模塊設(shè)計包括無線發(fā)射模塊的設(shè)計與無線接收模塊的設(shè)計。采用PT2262 和PT2272的編碼解碼芯片。PT2262和PT2272最多支持6位數(shù)據(jù)編碼，一般支持4位數(shù)據(jù)編碼

51、。PT2262 和PT2272有三態(tài)地址編碼功能，只有地址匹配時才能傳輸數(shù)據(jù)。PT2262編碼芯片管腳圖如圖2.11所示,PT2272解碼芯片的管腳圖如圖2.12所示。</p><p>　　圖2.11 PT2262編碼芯片管腳圖 圖2.12 PT2272解碼芯片管腳圖</p><p>　　PT2262和PT2272是CMOS三態(tài)編碼集成芯片，這組器件廣泛用于各種遙控器件上，只需較低

52、的+3V電壓就能工作。PT2262 是發(fā)射編碼芯片，PT2272是接收解碼芯片，兩者的地址必須配對，而且振蕩電阻必須符合要求。PT2262的TE端是發(fā)射允許端，接受低電平時，17腳DOUT端輸出一串編碼。該串編碼在載波上發(fā)送出去，被接收端接受和解調(diào)，輸入PT2272的14腳，當?shù)刂放鋵r，VT解碼有效端輸出高電平，數(shù)據(jù)端口就會輸出與PT2262發(fā)射端口一致的數(shù)據(jù)，從而實現(xiàn)遙控功能。</p><p>　　用遙控器給

53、一個脈沖信號，經(jīng)過PT2262編碼芯片進行編碼，編碼后，經(jīng)過天線發(fā)射出去。發(fā)射電路如圖2.13所示。接收模塊利用天線接收信號，然后經(jīng)過放大、濾波、PT2272解碼芯片進行解碼，解碼后送入單片機控制開關(guān)的中斷，然后控制各模塊的工作。接收模塊如圖2.14所示.</p><p>　　圖2.13 發(fā)射模塊電路圖</p><p>　　圖2.14 接收模塊電路圖</p><p>

54、;<b>　　2.6 旗桿的設(shè)計</b></p><p>　　要實現(xiàn)旗幟的升降，就要設(shè)計一個旗桿。旗桿包括帶掛鉤的直桿，一面旗幟，尼龍細線。將尼龍細線的一短纏在電機上，通過掛鉤，另一端系上國旗。旗桿設(shè)計圖如圖2.11所示.</p><p>　　圖2.11 旗桿設(shè)計圖</p><p>　　2.7 電源電路的設(shè)計</p><p&

55、gt;　　單片機STC89c51的供電電壓與步進電機的供電電壓都是五伏，所以在此需要設(shè)計一個五伏的電源，五伏電源主要包括四個部分：降壓、整流、濾波、穩(wěn)壓、輸出。由于輸入的市用電壓為220V，遠大于我們所需電壓幅值，必須把電壓降低，直接用一個變壓器即可達到降壓的目的.降壓后，電壓為交流電壓，而最終得到的是直流五伏電源，所以必須利用整流橋進行整流形成直流。而此時的直流并非穩(wěn)定的直流，它是一個周期性的震蕩曲線。要減弱這種振蕩幅度，最簡單的濾波

56、方法就是用電容，利用電容的充放電特性。輸入的U1<U2，電容C放電，此時，放電未完又再次充電，輸入的U1>U2，電容C就開始充電，同時，充電未完又再次放電，由此類推，不斷放電充電，濾波后的電壓為U2在到的正電壓之間波動變化，且波動幅度變緩，使用大電容值的電容濾波此幅度波動更平緩，且多次濾波使直流的紋波更小。波后的電壓U2輸入三端穩(wěn)壓芯片LM7805便可將穩(wěn)定輸出電壓+5V，在上圖中的一個二極管D3是一個保護二極管，它的作用是

57、保護穩(wěn)壓芯片。5伏電源設(shè)計圖如圖2.12所示。</p><p>　　圖 2.12 5伏電源設(shè)計圖</p><p><b>　　3系統(tǒng)軟件設(shè)計</b></p><p>　　3.1 系統(tǒng)總程序流程圖</p><p>　　升降旗系統(tǒng)的主要包括三個模塊：語音模塊，電機轉(zhuǎn)動模塊，液晶顯示模塊。所以，程序的控制主要是控制三個模塊的

58、運轉(zhuǎn)。采用的主要思想由開關(guān)控制的各模塊的開啟與關(guān)閉：當K1開啟，電機正轉(zhuǎn)和音樂的播放，伴隨著國旗的上升，液晶屏的顯示的高度增加；當K2打開，單片機控制電機的反轉(zhuǎn)，小旗的降落，國歌停止播放，而液晶顯示屏的高度顯示隨著高度的下降而減少；K3打開，單片機控制的是小旗靜止，同時國歌停止播放，顯示高度保持不變。由此通過開關(guān)的控制來完成了小旗的升降與停止功能，系統(tǒng)工作總流程圖如圖3.1所示。</p><p>　　圖3.1

59、系統(tǒng)總流程圖</p><p>　　根據(jù)系統(tǒng)總流程圖，用C語言編程所設(shè)計的原程序見附錄D.</p><p>　　3.2 子程序流程圖</p><p>　　3.2.1 升降小旗運動子程序</p><p>　　步進電機是一種將電脈沖轉(zhuǎn)化為角位移的執(zhí)行機構(gòu)。當步進驅(qū)動器接收到一個脈沖信號，它就驅(qū)動步進電機按設(shè)定的方向轉(zhuǎn)動一個固定的角度（及步進角）。

60、可以通過控制脈沖個數(shù)來控制角位移量，也可以通過控制脈沖頻率來控制電機轉(zhuǎn)動的速度和加速度，都可達到調(diào)速的目的。也就是說，給步進電機發(fā)一個控制脈沖，它就轉(zhuǎn)一步，再發(fā)一個脈沖，它會再轉(zhuǎn)一步。兩個脈沖的間隔越短，步進電機就轉(zhuǎn)得越快。調(diào)整單片機發(fā)出的脈沖頻率，就可以對步進電機進行調(diào)速。 </p><p>　　首先，我們需要對步進電機的相關(guān)參數(shù)進行設(shè)定。要想使步進電機按一定的速度精確地到達指定位置（角度或位移），步進電機

61、的步數(shù)N和延時時間DALAYA是兩個重要的參數(shù)。前者用來控制步進電機的精度，后者用來控制其步進的速率。下</p><p><b>　　步進電機步數(shù)的確定</b></p><p>　　本設(shè)計采用的28BYJ是一個減速比為1:64的四相八拍步進電機，步距角φ為5.6250，電機轉(zhuǎn)動一周實際“走”步數(shù)設(shè)為N，則</p><p>　　N=360/5.6

62、25=64步 式4.1</p><p>　　步進電機繞線軸周長C為15.6 cm。旗桿的高度（電機轉(zhuǎn)動的總線長）S為167.0 cm，國歌播放時間為升旗的總時長，時間t為43S。</p><p>　　步進電機要走的實際步數(shù)為N1=（S/C）×64=167.0/15.6

63、15;64≈685步 式4.2</p><p>　　步進電機實際要“走”的步數(shù)，即為接收到的來自控制模塊的脈沖數(shù)?</p><p>　　升（降）旗一秒所走的距離：V=S/t=167÷43=3.88cm/s 式4.3</p><p>　　升（降）旗一秒所需的脈沖數(shù)

64、：N= 3414/34=3414/34=100 個 式4.4</p><p>　　此次設(shè)計中，采用的為四相八拍的步進電機控制方式。代碼中，先定義了要用到的步進電機正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)的時序數(shù)組，以使后面的程序能夠隨時更改電機接收到的脈沖時序，以達到實時地控制電機的正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)，從而實現(xiàn)旗幟的上升與下降。更改脈沖時序的條件由所按下的鍵盤按鍵決定，所以可以實時地更改脈沖的時序

65、，達到實時地控制電機轉(zhuǎn)動方式。</p><p>　　將國旗從基點上升到最高點或從最高點下降到最底端時，且跟蹤顯示物旗幟的上升高度，設(shè)定高度后.然后計算要到達該高度每個電機轉(zhuǎn)子需要運轉(zhuǎn)的距離,并把它轉(zhuǎn)化為電機應(yīng)轉(zhuǎn)的步數(shù),最后將程序步數(shù)轉(zhuǎn)化為應(yīng)送出脈沖的個數(shù)并輸出。升降旗子程序流程圖如圖3.2示。</p><p>　　3.2 升降旗子程序流程圖</p><p>　　根據(jù)

66、升降旗子程序流程圖，利用C語言編程所設(shè)計的子程序見附錄D。</p><p>　　3.2.2 LCD1602液晶實時顯示子程序的設(shè)計</p><p>　　一般初始化（復位）過程：</p><p>　　1.延時15mS，寫指令38H（不檢測忙信號）；</p><p>　　2.延時5mS，寫指令38H（不檢測忙信號）；</p><

67、;p>　　3.延時5mS，寫指令38H（不檢測忙信號，以后每次寫指令、讀/寫數(shù)據(jù)操作均需要檢測忙信號）；</p><p>　　4.寫指令38H：顯示模式設(shè)置；寫指令08H：顯示關(guān)閉；寫指令01H：顯示清屏；</p><p>　　5.寫指令06H：顯示光標移動設(shè)置；寫指令0CH：顯示開及光標設(shè)置。LCD1602流程圖如圖3.3所示。</p><p>　　圖3.3

68、 LCD1602子程序流程圖</p><p>　　根據(jù)LCD1602子程序流程圖，利用C語言編程所設(shè)計的子程序見附錄D。</p><p>　　3.2.3語音播放子程序的設(shè)計</p><p>　　音樂功能主要是由定時器0的中斷完成，程序開始先對定時器0進行初始化，然后定時器0中斷完成音長的控制，在完成特定音符的音長后讀取下一個音符,并且更新定時器0的初始設(shè)置值。演奏時

69、，要根據(jù)音符的不同把對應(yīng)半周期的定時時間初始值送入定時器T0，再由定時器T1按時輸出高低電平，用零作為結(jié)束的標志，每讀一個音符后，判斷其是否為零，不為零，則繼續(xù)下一個讀取，否則，結(jié)束讀取，關(guān)閉定時器T0。定時器控制音樂程序流程圖如圖3.4所示。 </p><p>　　圖3.4 音樂子程序流程圖</p><p>　　根據(jù)升降旗子程序流程圖，利用C語言編程所設(shè)計的子程序見附錄D

70、。</p><p>　　3.3軟件的調(diào)試與編譯</p><p>　　此設(shè)計的軟件調(diào)試是在Windows XP的運行環(huán)境下則采用的keil uvision3調(diào)試軟件，采用C 語言編程完成的。keil uvision3軟件調(diào)試過程簡單，功能強大，有跟蹤程序的執(zhí)行、設(shè)置斷點和實時觀察內(nèi)存等基本功能，另有配合仿真器使用的部分特殊功能，使編程與調(diào)試更為簡便。</p><p>

71、　　首先，先在電腦上打開keil uvision3軟件，新建一個工程。在“Project”中選擇“New Project”，會出現(xiàn)一個“Create New Project”的對話框，keil uvision3新建工程界面圖如圖3.5所示選擇保存的路徑，輸入你要新建工程名，單擊“確定”。這時出現(xiàn)一個各主要芯片的清單，由于此次設(shè)計采用</p><p>　　圖3.5 keil uvision3新建工程界面圖<

72、/p><p>　　的是89C52的單片機，所以選擇“Atmel”的“AT89C52”，單擊“確定”。因為采用的是C語言編程，所以在對話框中選擇“是”。新工程就建好了。</p><p>　　其次，在新建的工程中新建一個文件。在“File”中選擇“New File”，會出現(xiàn)一個“TEXT 1”，在“File”中選擇“save”，保存到剛才所建的新工程文件夾中,后綴名“.c”。接著在左欄中點開“Ta

73、rget 1”，在“Source Group 1”加載剛才所建的文件，右擊“Source Group 1”選擇“Add File to Group ‘Source Group 1’”,找到剛才的文件,單擊“確定”.</p><p>　　然后，加載程序進行編譯，將程序復制到文件中，程序編譯界面圖如圖3.6所示.然后用按鈕進行編譯調(diào)試，調(diào)試結(jié)果在下顯示如有錯誤，點擊錯誤，就會在程序中提示出來，徐改完后繼續(xù)編譯，直到出

74、現(xiàn)“0 Error(s),0 warning(s)”，表明程序編譯完畢。</p><p>　　圖3.6 keil uvision3程序編譯界面圖</p><p><b>　　3.4程序的下載</b></p><p>　　程序編譯完成后，要是單片機實現(xiàn)功能，就必須把軟件下載到單片機中才能達到控制的目的。在界面的工具欄中選擇按鈕并點擊，會出現(xiàn)一個對

75、話框，在對話框中“output”，選中“Create HEX FI”,單擊“確定”。HEX文件生成界面圖如圖3.7所示。再編譯一次，HEX文件就生成了。 </p><p>　　圖3.7 HEX文件生成界面圖</p><p>　　生成hex文件后，打開STC_ISP_V479.exe文件，首先在運行程序中設(shè)置參數(shù)，在”MCU Type”中選擇STC89C52RC,最高波特率設(shè)為115200

76、，最低波特率設(shè)定為1200，在COM端口選擇開發(fā)板與PC機連接的COM口，如果不知道的話，可以右擊選擇”管理”,就會出現(xiàn)計算機管理界面圖如圖3.8所示。在設(shè)備管理器中查到你的COM口，選擇該COM口。其他參數(shù)基本保持不變。這樣參數(shù)就設(shè)置好了。參數(shù)設(shè)定界面如圖3.9所示。</p><p>　　圖3.8計算機管理界面圖</p><p>　　圖3.9 參數(shù)設(shè)定界面</p><

77、p>　　參數(shù)設(shè)定好后，采用優(yōu)轉(zhuǎn)串口先將郭天祥開發(fā)板與PC機連接起來，在開發(fā)板上放置單片機芯片，點擊OpenFile/打開文件找到生成的Hex文件，然后點擊下載，待提示上電后，給開發(fā)板上電，隨著指示燈的閃爍，程序被下載到單片機中，結(jié)束后，關(guān)閉電源。程序就下載好了。</p><p>　　4．電路的與調(diào)試與結(jié)果分析</p><p><b>　　4.1電路的調(diào)試</b>

78、</p><p>　　在制作電路開始之前，先做好準備工作。將領(lǐng)到的元器件整理到一塊，查看元器件是否齊全，不齊全的要補充完整。待元器件完整后，準備好要用的輔助儀器及工具，方便取用。具體的儀器工具見表4.1所示。</p><p>　　表4.1 輔助儀器工具表</p><p>　　4.1.1單片機最小系統(tǒng)的調(diào)試</p><p>　　取出一塊萬用板

79、和烙鐵，現(xiàn)在萬用板上進行電路的布局設(shè)計，由于單片機是控制芯片，所以將單片機布在正中位置，其他各模塊分別布在周圍。布局設(shè)好之后，就是電路的焊接。最簡單也是最重要的是最小系統(tǒng)焊接。將單片機最小系統(tǒng)的晶振電路和復位電路焊接在萬用板上，焊接時，注意單片機的管腳，以防接錯。焊接完成后，取出萬用表。先測各個連線是否導通，謹防產(chǎn)生虛焊。然后將單片機接到5V電源上，將萬用表打到20v的電壓檔，測試晶振管腳18、19的電壓值，將其與正常值1.7V-1.9

80、V的范圍進行對比，在范圍內(nèi)或范圍附近則正常最終測試結(jié)果為1.89V，表明正常。</p><p>　　4.1.2 聲音模塊調(diào)試</p><p>　　接通電源，打開開關(guān)K1，控制語音模塊的單片機的20管腳接地端導通，單片機開始工作，開始三極管用的是9014，他是一個普通的NPN型管，集電極直接連接五伏電源，發(fā)射極經(jīng)過一個1K限流電阻連接一個有源的蜂鳴器，蜂鳴器開始工作，發(fā)聲。但是由于有限流電阻

81、的作用，變小電阻為500歐，還是不行，減小到200歐時，聲音大小合適，但是在播放完之后由于結(jié)尾是高電平，且蜂鳴器有源，會出現(xiàn)“嘟”的持續(xù)響聲，為了消除這種響聲，更換為揚聲器，但是揚聲器的功率較大，加了限流電阻，功率又太小，不加限流電阻，電流又過大，三極管發(fā)熱太快，容易損壞三極管。為了解決這個問題，三極管換用了大功率的TIP122達林頓管，最終解決了這個難題。</p><p>　　4.1.3 電機繞線的調(diào)試處理&l

82、t;/p><p>　　由于步進電機28BYJ的轉(zhuǎn)軸的半徑只有0.09cm，電機轉(zhuǎn)速又太小，不能滿足實驗要求，所以只有通過增加半徑的方案來增加電機的線速度，先在電機上加一個半徑為0.37cm的木棒套在電機的轉(zhuǎn)軸上，進行速度測試還是不行，電機的力矩有限，如果再換粗一點的木棒，電機又帶動不起來，最后先用輕質(zhì)的薄膜材料，與木棒有較大的摩擦力且電極容易帶動，方案可行。不斷地增加薄膜的半徑來控制線速度，最終控制半徑在2.48cm

83、，最終滿足了設(shè)計的要求。</p><p>　　由于電機驅(qū)動模塊是制作好的，所以焊接部分就完成了。焊接實物圖如圖4.1所示。</p><p>　　圖5.1 焊接實物圖</p><p>　　焊接完成后，電機與旗桿的固定，用安裝線將電機與旗桿固定在一塊，注意固定的高度，要能用杜邦線與其連接。將國旗尼龍線上，通過旗桿上的掛鉤掛在旗桿上，制作就完成了。</p>

84、<p><b>　　4.2電路結(jié)果分析</b></p><p>　　4.2.1國旗升降高度的結(jié)果分析</p><p>　　在只接驅(qū)動模塊的情況下，接通五伏電源，設(shè)置要停止的高度，將細線直接纏在電機的轉(zhuǎn)軸上，設(shè)置一個脈沖頻率，打開開關(guān)K1使電機工作在正轉(zhuǎn)（即國旗上升）的模式下，用秒表控制在43秒時間，國旗從參考零點上升，測試國旗在指定時間停止時的實際高度與設(shè)

85、置的高度相差多大。測量三次，上升高度測試結(jié)果如表4.2所示。</p><p>　　表4.2 上升高度測試結(jié)果表</p><p>　　關(guān)閉開關(guān)K1，打開開關(guān)K2，使電機工作在反轉(zhuǎn)（即國旗下降）的模式，同樣用秒表控制在43秒的時間，國旗從最高點（167cm處）下降，測試國旗在指定時間停止時的實際停止點與參考零點的相差度，測量三次，下降高度測試結(jié)果如表4.3所示。</p><

86、p>　　表4.3 下降高度測試結(jié)果表</p><p>　　注：實際停止點的+，-相對于參考零點而言，在參考零點以上為‘+’,在參考零點以下為‘-’。</p><p>　　分析與結(jié)果：上升的最大誤差是第二次測試，誤差值為2.5cm，下降的最大誤差是第一次測試，誤差值為2.4cm，在誤差范圍內(nèi)，符合設(shè)計要求。</p><p>　　4.2.2 液晶顯示高度結(jié)果分析

87、</p><p>　　在單片機P0口接入液晶屏LCD1602，在P2口接入電機，接通電源，打開開關(guān)K1，使電機在單片機的控制下勻速上升，液晶顯示隨著國旗的上升顯示高度增加，LCD液晶顯示圖如圖4.2示。達到最高點自動停止，將國旗上升時的高度與顯示的高度對比，多次測量，記錄數(shù)據(jù)如下表4.4所示。</p><p>　　圖4.2 LCD1602液晶顯示圖</p><p>

88、　　表4.4 顯示高度測試表</p><p>　　分析與結(jié)論：最大的誤差是1.4cm，由于這是由于電機在轉(zhuǎn)動過程中線圈纏擾時周長大小不定引起的，在誤差范圍內(nèi)，顯示結(jié)果滿足設(shè)計要求。</p><p><b>　　結(jié)論</b></p><p>　　此次采用單片機STC89C52設(shè)計了一個自動控制升降旗系統(tǒng)，該系統(tǒng)實現(xiàn)了這幾項功能：(1)撥動上升鍵

89、，國旗勻速上升，同時演奏國歌，上升到最高點時，自動停止，國歌停止播放;撥動下鍵后，國旗勻速下降，下降到最低端時自動停止；(2)在升降旗過程中，實時的檢測升降高度，且與實際高度最大不超過3cm；(3)升降旗過程的時間都統(tǒng)一為43秒，與國歌時間一致；(4)能夠?qū)崿F(xiàn)降半旗的功能；(5)能夠?qū)Σ竭M電機速度進行調(diào)節(jié)。</p><p>　　但是，還存在需要改進的地方：一方面，開關(guān)太小，不易撥動，且沒能形成遠程無線控制；另一方

90、面，電路也不太穩(wěn)定，干擾太大。</p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　[1] 于永.51單片機C語言常用模塊于綜合系統(tǒng)設(shè)計實例精講[M].北京：電子工業(yè)出版社,2008：88-94.</p><p>　　[2] 盧洪武，劉偉，孫梅梅.國旗自動控制升降系統(tǒng)的研制[J] .電子技術(shù).2007:(1):17-21.<

91、/p><p>　　[3] 張超，譚靜芳，高秀美等.自動控制升降旗系統(tǒng)[J]. 現(xiàn)代電子技術(shù), 2007,(11):115-119</p><p>　　[4] 趙芝齡，劉濤，陸軍等.自動控制升降旗系統(tǒng)[J].硅谷，2009,（14）:17-18</p><p>　　[5] 唐俊杰,高秦生. 微型計算機原理及應(yīng)用[M].北京：高等教育出版社，1993:60-150</

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93、：21-23.</p><p>　　[9] 盧洪武，郇玉龍，趙寧. 國旗升降控制系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)[J].電子制作，2007，157（4）：30-32.</p><p>　　[10] 張立科.單片機典型模塊設(shè)計實例導航[M].北京：人民郵電出版社,2004:20-90 </p><p>　　[11]吳興波，劉長升，榮志強.基于MSP430F449升降器系統(tǒng)的設(shè)計[J

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95、eerakoon and L. Samaranayake. Development of a Novel Drive Topology for a Five phase Stepper Motor[M],Proceedings of 11th International Conference on Eletrical Machines and Systems ,2008.</p><p>　　[15]R。Jaco

96、bson,B.Jost, Z.Guzik,Readout supervisor design specifications[M], LHCb Note.2008</p><p>　　[16]M.Ashton,etal.Status report on the RD12 project:timeing,trigger and control system for LHC detectors[J] Time and

97、technology,2009，(3):152-155</p><p>　　附錄A 英文文獻原文</p><p>　　Development of a Novel Drive Topology for a Five Phase Stepper Motor</p><p>　　T.S. Weerakoon and L. Samaranayake</p>

98、<p>　　（Dept. of Electrical and Electronic Engineering, Faculty of Engineering, University of Peradeniya, Sri Lanka）</p><p>　　[Abstract] In this paper, a novel drive topology for a five phase stepper mot

99、or is described in detail. Commercially off the shelf, low cost, standard stepper motor drive ICs are used to derive a novel drive topology for five phase stepper motors which enables closed loop speed and position contr

100、ol powered by inner current control loop. It is proved that the derived topology can be generalized to any stepper motor with higher odd number of phases. </p><p>　　The designed driver consists of full step,

101、 half step, clockwise and counter clockwise drive modes with the speed control and current control. </p><p>　　[key words] Five-phase stepper motor, the return drive, speed control, multi-mode</p><

102、p>　　I. INTRODUCTION</p><p>　　In most of the robotics and automation engineering designs various types of stepper motors are used to obtain the required motion profiles. Stepper motors are preferred, as th

103、ey do not require frequent maintenance and due to their ability to operate in many harsh environments. Selection of the motors and their drive circuits depend on the required performance characteristics of the applicatio

104、ns. The two phase and four phase stepper motors are the most common types available in the market.</p><p>　　However, for applications requiring high precision, low noise and lower vibration, Five Phase Stepp

105、er Motors are used. Due to smaller step angle, five phase stepper motors offer higher resolution, lower vibration and higher accelerations and decelerations. Therefore it is essential to make sure that these motor charac

106、teristics can be obtained from the designed drive topology.</p><p>　　Because the five phase stepper motors are a rarely used type in the robotic applications and the construction is typically complicated, it

107、 is very difficult to find driver ICs, which are manufactured exclusive for them. As a result, the available Driver circuits for five phase stepper motors are very expensive.</p><p>　　Using the available dri