【正文】 器件廣泛用于各種遙控器件上，只需較低的+3V電壓就能工作。采用PT2262 和PT2272的編碼解碼芯片。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。 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。由圖可以看出，這是一個集成的放大型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。當小旗下降時，打開k2,關閉k1,電機實現(xiàn)反轉(zhuǎn)，小旗下降，打開開關k3,電機迅速停止，實現(xiàn)小旗停止功能。帶負載能力強，溫度范圍廣，工作電壓高等特點，廣泛應用于伺服電機，步進電機，電磁閥和可控照明燈等領域。 電機四色線的電平變化圖步序橙黃粉藍十六進制（P2口）110000x08211000x0c301000x04401100x06500100x02600110x03700010x01810010x09 ULN2003芯片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。），八拍（AABBBCCCDDDAA。每一個脈沖信號對應步進電機的某一相或兩相繞組的通電狀態(tài)改變一次，也就對應轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過一定的角度（一個步距角）。如果需要轉(zhuǎn)動1 圈，那么需要360/*64=4096 個脈沖信號。28BYJ步進電機通過控制脈沖個來控制角位移量，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。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，可以實現(xiàn)上述基本功能。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。 單片機最小系統(tǒng)設計圖 晶振電路的設計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。2系統(tǒng)硬件的設計 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，被控的旗幟，測試用的旗桿，掛鉤，細繩等組成。對于采用數(shù)字電路設計的方案，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，線路采用的是開關控制，沒有無線模塊，不能實現(xiàn)無線升降，同時耗價較高，所以方案不可取。同時語音芯片太貴，耗價高。至最低點，降旗停止。PIC16F877A單片機設計方案原理圖如圖所示 PIC16F877A單片機設計方案原理圖系統(tǒng)加電后，首先讀取E2PROM中的數(shù)據(jù)，判斷是否在最低點。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)結果輸出一個高低電平，形成脈沖，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。電源電路部分主要由變壓、整流、濾波、穩(wěn)壓等部分組成。 設計方案二：采用數(shù)字電路控制。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。 采用STC89C52單片機設計自動升降旗控制系統(tǒng)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。自動控制升降系統(tǒng)在現(xiàn)實生活中應用非常廣泛，有醫(yī)學領域中有自動升降醫(yī)床的設計，建筑領域的升降梯設計，公共涉及領域的其中車的設計等等，不僅應用在普通的生產(chǎn)領域，還能應用在高端軍事的設計，火箭發(fā)射系統(tǒng)，先進武器研制方面未來還會向更廣領域延伸。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和相關電路實現(xiàn)鍵盤、顯示功能,實現(xiàn)國旗的自動升降控制[2]。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。五星紅旗是中華人民共和國的標志和象征。自動控制升降旗系統(tǒng)的設計目錄引言 1 2 采用STC89C52單片機設計自動升降旗控制系統(tǒng) 2 2 3 總方案的選擇 32系統(tǒng)硬件的設計 5 單片機最小系統(tǒng)的設計 5 晶振電路的設計 5 復位電路設計 5 電機驅(qū)動模塊的設計 5 28BYJ48步進電機 5 ULN2003芯片 7 7 9 10 旗桿的設計 11 電源電路的設計 113系統(tǒng)軟件設計 13 系統(tǒng)總程序流程圖 13 子程序流程圖 13 升降小旗運動子程序 13 LCD1602液晶實時顯示子程序的設計 14 15 16 174．電路的與調(diào)試與結果分析 19 19 19 聲音模塊調(diào)試 19 電機繞線的調(diào)試處理 19 20 20 液晶顯示高度結果分析 20結論 22致謝 23參考文獻 24附錄A 英文文獻原文 25附錄B 英文文獻譯文 35附錄C 硬件總設計圖 44附錄D 設計源程序 45附錄E 元器件清單表 54引言隨著現(xiàn)代科技的不斷進步和發(fā)展，自動控制智能系統(tǒng)廣泛應用于各個領域，如機器人、工業(yè)電子自動化設備、醫(yī)療、廣告、舞臺燈光、印刷、計算機外部應用等，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。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。嚴格按照《中華人民共和國國旗法》要求升降國旗。特別是單片機測控技術和自動控制技術的迅速發(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耐昝琅浜希瑥亩梢员苊庥捎谌藶椴僮鲙淼牟粎f(xié)調(diào)等諸多問題，保證了升旗儀式的嚴肅性和莊重性[1]。并在此基礎上實現(xiàn)多個國家國旗選擇、升降,同時奏相應國家的國歌；紅外遙控升降旗所有動作,包括設置高度、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]。升降系統(tǒng)設計不僅要想高精度，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，更好地應用與未來社會生產(chǎn)。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的中斷，通過開關選擇電機正傳還是反轉(zhuǎn)。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。 數(shù)字電路設計方案原理圖該系統(tǒng)運用現(xiàn)代電子技術，將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。而電氣控制部分主要是利用電氣元件中的邏輯門、電阻，開關主城復雜的控制電路，通過開關控制各個模塊的電平變化達到控制各模塊的目的。 采用單片機作為主控制器設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。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。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。同時還設無線模塊設計的方案來說，能夠控制升降及停止，基本達到設計的要求，該方案可行。綜上考慮，我們選擇采用STC89C52單片機設計自動控制升降旗系統(tǒng)。此設計采用的單片機是STC89C51RC芯片，最小系統(tǒng)治一般應該包括：單片機、五伏電源、晶振電路，下面進行詳細的設計。這個時鐘提供給單片機，使單片機工作。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。 28BYJ48步進電機外觀圖步進電機是一種將電脈沖轉(zhuǎn)化為角位移的執(zhí)行機構，也就是說，當步進驅(qū)動器接收到一個脈沖信號，它就驅(qū)動步進電機按設定的方向轉(zhuǎn)動一個固定的角度（及步進角）。(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。步進電機28BYJ48型四相八拍電機，電壓為DC5V—DC12V，,減速比是1：，它可以連續(xù)不斷地轉(zhuǎn)動。），雙（雙相繞組通電）四拍（ABBCCDDAAB。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。 ULN2003芯片內(nèi)部連接圖ULN2003A由7組達林頓晶體管陣列和相應的電阻網(wǎng)絡以及鉗位二極管網(wǎng)絡構成,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。驅(qū)動電機的具體的功能設計是與開關實現(xiàn)的，在P3口設置三個開關K1，k2,，電機開始設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，國歌結束。 TIP122芯片引腳圖 三極管TIP122的內(nèi)部圖 三極管TIP122的電參數(shù)表符號參數(shù)極性數(shù)值單位NPNTIP120TIP121TIP122PNPTIP125TIP124TIP125VCBO集電極基極電壓（IE=0）6080100VVCEO集電極發(fā)射極電壓（IB=0）6080100VVEBO發(fā)射極基極電壓（IC=0）5VIC集電極電流5AICM集電極峰值電流8AIB基極電流APtot耗散功率Tcase≤25℃65WTamb≤25℃2WTstg 貯藏溫度60～150℃Tj最高工作結溫150℃hFE放大倍數(shù)100，其中 R1=5千歐，R2=150歐。 語音模塊的設計圖為了實現(xiàn)實時檢測國旗的升降情況，此設計采用LCD1602液晶顯示屏通過計數(shù)器對高度的測量，實時地顯示出國旗升降的高度，達到清楚明了效果。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。無線遙控模塊設計包括無線發(fā)射模塊的設計與無線接收模塊的設計。,。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。旗桿包括帶掛鉤的直桿，一面旗幟，尼龍細線。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。圖 5伏電源設計圖3系統(tǒng)軟件設計 系統(tǒng)總程序流程圖升降旗系統(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。 系統(tǒng)總流程圖根據(jù)系統(tǒng)總流程圖，用C語言編程所設計的原程序見附錄D. 子程序流程圖 升降小旗運動子程序步進電機是一種將電脈沖轉(zhuǎn)化為角位移的執(zhí)行機構。兩個脈沖的間隔越短，步進電機就轉(zhuǎn)得越快。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。43=升（降）旗一秒所需的脈沖數(shù)：N= 3414/34=3414/34=100 個 此次設計中，采用的為四相八拍的步進電機控制方式。 升降旗子程序流程圖根據(jù)升降旗子程序流程圖，利用C語言編程所設計的子程序見附錄D。演奏時，要根據(jù)音符的不同把對應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，結束讀取，關閉定時器T0。首先，先在電腦上打開keil uvision3軟件，新建一個工程。新工程就建好了。 keil uvision3程序編譯界面圖 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。在設備管理器中查到你的COM口，選擇該COM口。程序就下載好了。 輔助儀器工具表儀器工具數(shù)量穩(wěn)壓五伏電源1臺萬用表1臺示波器1臺直尺1把鑷子1把剪刀1把電烙鐵1個焊錫1m（1mm）面包板1塊取出一塊萬用板和烙鐵，現(xiàn)在萬用板上進行電路的布局設計，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。焊接完成后，取出萬用表。但是由于有限流電阻的作用，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。由于電機驅(qū)動模塊是制作好的，所以焊接部分就完成了。測量三次。 液晶顯示高度結果分析 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。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