【正文】 我擺脫了單純的理論知識(shí)學(xué)習(xí)狀態(tài)，和實(shí)際設(shè)計(jì)的結(jié)合鍛煉了我的綜合運(yùn)用所學(xué)的專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)，解決實(shí)際 工程項(xiàng)目 問(wèn)題的能力，同時(shí)也提高我查閱文獻(xiàn)資料、設(shè)計(jì)手冊(cè)、設(shè)計(jì)規(guī)范以及電腦制圖 仿真 等其他專業(yè)能力水平，而且通過(guò)對(duì)整體的掌控，對(duì)局部的取舍，以及對(duì)細(xì)節(jié)的斟酌處理，都使我的能力得到了 極大的 鍛煉，經(jīng)驗(yàn)得到了豐富，并且意志品質(zhì)力，抗壓能力及耐力也都得到了不同程度的提升?，F(xiàn)在要做的是將系統(tǒng)電路圖繪制在 Proteus ISIS 編輯窗口中，添加完成相應(yīng)的設(shè)置并添加由 Keil 軟件生成的 .HEX 文件?，F(xiàn)在我們要做的是源程序代碼的編譯，最終目的是生成 HEX 文件。 第 31 頁(yè) 7 仿真 仿真是一項(xiàng)非常有效的檢測(cè)設(shè)計(jì)工作是否達(dá)到預(yù)期的結(jié)果方法，而且非常具有實(shí)際意義。下面是采用普通延時(shí)的程序源代碼： void delay(uint z)//延時(shí) { uint x,y。和定時(shí) /計(jì)數(shù)器有關(guān)的特殊功能寄存器有 TOMD、 TCON，和串口相關(guān)的特殊功能寄存器有 SCON、PCON。 第 28 頁(yè) 第 6 章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 系統(tǒng)流程 整個(gè)云臺(tái)控制系統(tǒng)分為初始化，鍵盤掃描，串口中斷，延時(shí)程序和步進(jìn)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)五部分。設(shè)置完成后，單擊 ，進(jìn)入調(diào)試界面如下圖 59 所示。 assembling ... linking... Program Size: data= xdata=0 code=100 first 0 Error(s), 0 Warning(s). 其中“ first 0 Error(s), 0 Warning(s).”說(shuō)明現(xiàn)在的工程編譯通過(guò)，0 個(gè)錯(cuò)誤和 0 個(gè)警告。因?yàn)檫€沒(méi)有將程 序代碼添加到工程里面去。 第 23 頁(yè) 圖 54 “選擇目標(biāo)器件”對(duì)話框 設(shè)置完成后，軟件會(huì)提示“是否將 8051 上電初始化程序添加入工程？”如下圖 55 所示，這個(gè)一般選擇“否”。然后分別由 C51及 A51編譯器編譯生成目標(biāo)文件 (.OBJ)。 Keil 8051 C 編譯器簡(jiǎn)介 Keil C51 是美國(guó) Keil Software 公司出品的 51 系列兼容單片機(jī) C 語(yǔ)言軟件開(kāi)發(fā)系統(tǒng)，與匯編相比， C語(yǔ)言在功能上、結(jié)構(gòu)性、可讀性、可維護(hù)性上有明顯的優(yōu)勢(shì)，因而易學(xué)易用。提供的庫(kù)包含許多標(biāo)準(zhǔn)子程序，具有較強(qiáng)的數(shù)據(jù)處理能力； 178。 考慮該系統(tǒng)的復(fù)雜程度，決定選用 CH451 驅(qū)動(dòng)的 16 為鍵盤，如圖 49 所示： 第 19 頁(yè) 圖 49鍵盤 第 20 頁(yè) 第 5 章 軟件基礎(chǔ) C 語(yǔ)言簡(jiǎn)介 用于單片機(jī)設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)的常用編程語(yǔ)言是匯編語(yǔ)言和 C語(yǔ)言，在本設(shè)計(jì)中使用C 語(yǔ)言編程。在本設(shè)計(jì)中，由于按鍵的數(shù)目少，單片機(jī) I/O口資源充裕，所以采用編碼鍵盤。 RS232 終端單片機(jī)接口電路 由于單片機(jī)的邏輯電平一般規(guī)定為 TTL電平，所以單片機(jī)與 SN75LBC184的連接電路就較簡(jiǎn)單一些，如圖 48所示。接收使能 RE為高電平 , 第 17 頁(yè) SN75LBC184作為接收器 ,信號(hào)從 6腳或 7腳輸入 , 1腳輸出 。它與傳統(tǒng)的 RS232接口標(biāo)準(zhǔn)相比，其在通信速率、傳輸距離、抗干擾能力有了很大的提高，本設(shè)計(jì)考慮到遠(yuǎn)距離控制，所以采用 RS485總線。 時(shí)鐘電路 單片機(jī)的時(shí)鐘信號(hào)用來(lái)提供單片機(jī)內(nèi)各種操作的時(shí)間基準(zhǔn)。 單片機(jī)系統(tǒng) 本設(shè)計(jì)的所用的單片機(jī)系統(tǒng)其實(shí)就是單片機(jī)最小系統(tǒng)，所謂最小系統(tǒng)就是能是單片機(jī)正常工作的最少配置。 IE 和 IP 51 單片機(jī)有兩種中斷優(yōu)先級(jí)，其中每一個(gè)中斷源的優(yōu)先級(jí)都可以有程序設(shè)定。 AT89C52 中斷系統(tǒng) 程序在執(zhí)行過(guò)程中，允許外部或內(nèi)部事件通過(guò)硬件中斷程序的執(zhí)行，使其轉(zhuǎn)向出來(lái)外部或內(nèi)部事件的中斷服務(wù)中去，完成中斷服務(wù)程序后， CPU 繼續(xù)與原來(lái)被中斷的程序，這樣的過(guò)程稱為中斷過(guò)程。 RB8： 用于保存串口工作方式 2和方式 3情況下要接收到的第 9位數(shù)據(jù)。波特率是可變的，可由軟件設(shè)置。 串口通信時(shí)通過(guò)串口來(lái)進(jìn)行的，串口不同于并口，它的數(shù)據(jù)和控制信息是一位接一位串行地傳送下去。 C/T 是計(jì)數(shù)器 /定時(shí)器方式選擇位。可以驅(qū)動(dòng) 4 個(gè) LS TTL 負(fù)載。欲使 CPU 僅訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器（地址為 0000H— FFFFH）， EA 端必須保持低電平（接地）。 GND（ 20 腳）：接信號(hào)地。圖 41 所示為 DIP 封裝引腳圖。 ATMEL 公司的 89C52 單片機(jī)，是增強(qiáng)型 RISC 內(nèi)載 Flash 的單片機(jī)，在芯片上的 Flash 存儲(chǔ)器附在用戶的產(chǎn)品中，可隨時(shí)編程，在線編程，使用戶的產(chǎn)品設(shè)計(jì)容易，更新?lián)Q代方便。 （ 1）手動(dòng)工作方式。 1 相激勵(lì)方式是指每一時(shí)刻 4 相中只有一相導(dǎo)通，步進(jìn)電機(jī)以此工作方式工作時(shí)，溫升較高，電源功率功耗小，但是當(dāng)速度較高時(shí)容易產(chǎn)生失步； 2 相激勵(lì)方式是指每一時(shí)刻 4相中都有兩相導(dǎo)通，然后按 4相的順序循環(huán)； 12相激勵(lì)方式是指驅(qū)動(dòng)時(shí)一相導(dǎo)通和兩相導(dǎo)通交替出現(xiàn)的。由于步進(jìn)電機(jī)的走步實(shí)際上是轉(zhuǎn)子的機(jī)械運(yùn)動(dòng)，不可能很快。 （ 4）步進(jìn)角：步進(jìn)電機(jī)每走一步實(shí)際上就是轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)一個(gè)角度。不同的步進(jìn)電機(jī)，其額定繞組電流也不一樣。 ◆控制步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)向 如果按給定方向的正序換相通電 ，步進(jìn)電機(jī)正轉(zhuǎn)；如果按反序通電換相，步進(jìn)電機(jī)反轉(zhuǎn)。當(dāng)開(kāi)關(guān) SC 接通電源， SB、 SA、 SD 斷開(kāi)時(shí)，由于 C 相繞組的磁力線和 4 號(hào)齒之間磁力線的作用，使轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)， 4 號(hào)齒和 C相繞組的磁極對(duì)齊。永磁式步進(jìn)一般為兩相，轉(zhuǎn)矩和體積較小，步進(jìn)角一般為 度 或 15度；反應(yīng)式步進(jìn)一般為三相，可實(shí)現(xiàn)大轉(zhuǎn)矩輸出，步進(jìn)角一般為 度，但噪聲和振動(dòng)都很大；混合式步進(jìn)是混合了永磁式和反應(yīng)式的優(yōu)點(diǎn)。如何運(yùn)用步進(jìn)電機(jī)無(wú)疑是單片機(jī)云臺(tái)控制系統(tǒng)中的重點(diǎn)。另外，選用微型變速箱的齒輪傳動(dòng)，也可以減小體積、提高效率、減小噪聲。另外在實(shí)際使用中應(yīng)根據(jù)環(huán)境選擇使用相適合的材料和防護(hù)層，如鐵質(zhì)外殼不適合使用在潮 濕和具有腐蝕性的環(huán)境中。 云臺(tái)的載重量是選用云臺(tái)的關(guān)鍵，如果云臺(tái)載重量小于實(shí)際負(fù)載重量不僅會(huì)使操作功能下降，而且云臺(tái)電機(jī)、齒輪也會(huì)因?yàn)殚L(zhǎng)時(shí)間超負(fù)荷而損壞。 180176。角度，即使轉(zhuǎn)動(dòng)到后面的 180176。因?yàn)橄尬凰?huì)占用一定的角度，但是出現(xiàn)少許的監(jiān)控死角。 云臺(tái)的性能指標(biāo) （一） 云臺(tái)的轉(zhuǎn)動(dòng)速度 云臺(tái)的轉(zhuǎn)動(dòng)速度衡量云臺(tái)檔次高低的重要指標(biāo)。當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)角度達(dá)到預(yù)先設(shè)定的限位時(shí)，微動(dòng)開(kāi)關(guān)動(dòng)作切斷電源，云臺(tái)停止轉(zhuǎn)動(dòng)。 連續(xù)工作方式：云臺(tái)在原位時(shí)，按下“自動(dòng)”按鈕，云臺(tái)自動(dòng)連續(xù)地執(zhí)行用戶設(shè)定的周期動(dòng)作進(jìn)行掃描；按下“停止”按鈕時(shí)，云臺(tái)保持當(dāng)前狀態(tài)，重新恢復(fù)后云臺(tái)按照停止前的運(yùn)動(dòng)繼續(xù)工作。無(wú)限位連續(xù)旋轉(zhuǎn)，垂直角度+30176。導(dǎo)彈的導(dǎo)航裝置，飛機(jī)上各種儀表的控制，計(jì)算機(jī)的網(wǎng)絡(luò)通訊與數(shù)據(jù)傳輸，工業(yè)自動(dòng)化過(guò)程的實(shí)時(shí)控制和數(shù)據(jù)處理，廣泛使用的各種智能 IC 卡，民用豪華轎車的安全保障系統(tǒng)，錄像機(jī)、攝像機(jī)、全自動(dòng)洗衣機(jī)的控制，以及程控 玩具、電子寵物等等，這些都離不開(kāi)單片機(jī)。 單片機(jī) 單片機(jī)是指一個(gè)集成在一塊芯片上的完整計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。電動(dòng)云臺(tái)適用于對(duì)大范圍進(jìn)行掃描監(jiān)視，它可以擴(kuò)大攝像機(jī)的監(jiān)視范圍。s control the same time realize munication of puter through serial munication of RS485 control module,keyboard module,motor driver module and remote control module prise the control plete the corresponding software design,testing and simulation. Key word: AT89C52。Yuntai control。目前這兩類云臺(tái)廣泛應(yīng)用于各種場(chǎng)所，固定云臺(tái)適用于小范圍的監(jiān)視；電動(dòng)云臺(tái)適用于對(duì)大范圍進(jìn)行掃描監(jiān)視，它可以擴(kuò)大攝像機(jī)的監(jiān)視范圍。盡管它的大部分功能集成在一塊小芯片上，但是它具有一個(gè)完整計(jì)算機(jī)所需要的大部分部件： CPU、 內(nèi)部和外部總線系統(tǒng)。更不用說(shuō)自動(dòng)控制領(lǐng)域的機(jī)器人、智能儀表、醫(yī)療器械了?！?90176。 第 2 章 云臺(tái) 云臺(tái)概述 攝像機(jī)云臺(tái)是一種安裝在攝像機(jī)支撐物上的工作平臺(tái)，用于攝像機(jī)與支撐物之間的連接，同時(shí)它具有水平和垂直運(yùn)動(dòng)的功能，在云臺(tái)水平、垂直運(yùn)動(dòng)的同時(shí)，它也帶動(dòng)攝像機(jī)做相同的運(yùn)動(dòng)，這樣就能通過(guò)控制云臺(tái)的運(yùn)動(dòng)來(lái)控制攝像 機(jī)的運(yùn)動(dòng)，它與攝像機(jī)配套使用能達(dá)到擴(kuò)大監(jiān)視范圍的目的，提高了攝像機(jī)的使用價(jià)值。限位裝置可以位于云臺(tái)外部，調(diào)整過(guò)程簡(jiǎn)單，也可以位于云臺(tái)內(nèi)部，通過(guò)外設(shè)的調(diào)整機(jī)構(gòu)進(jìn)行調(diào)整，調(diào)整過(guò)程相對(duì)復(fù)雜。云臺(tái)水平和垂直方向是由兩個(gè)步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)的，因此云臺(tái)的轉(zhuǎn)動(dòng)速度也分為水平轉(zhuǎn)速和垂直轉(zhuǎn)速。當(dāng)前的云臺(tái)都改進(jìn)了限位裝置使其可以達(dá)到 360176。也只能看到墻壁，沒(méi)有實(shí)際監(jiān)控意義，因此壁裝式只需要監(jiān)視水平的180176。不過(guò)正常使用垂直轉(zhuǎn)動(dòng)角度再 +20176。云臺(tái)的實(shí)際載重量可以從 3Kg 到 50Kg 不等，同一系列的云臺(tái)產(chǎn)品，側(cè)裝時(shí)的承載能力要 第 5 頁(yè) 大于 頂撞，高速型的承載能力要小于普通型。 云臺(tái)電機(jī) 電機(jī)是電動(dòng)云臺(tái)中非常重要的元器件之一，選用是否正確將直接影響電動(dòng)云臺(tái)的性能與價(jià)格。 確定電動(dòng)云臺(tái)的最大負(fù)載，然后選用合適的電機(jī)。因此需要詳細(xì)的了解步進(jìn)電機(jī)。它又分為兩相和五相：兩相步進(jìn)角一般為 度而五相步進(jìn)角一般為 度。而 0、 3號(hào)齒和 A、 B相繞組產(chǎn)生錯(cuò)齒， 5號(hào)齒就和 A、 D相繞組磁極產(chǎn)生錯(cuò)齒。 ◆控制步進(jìn)電機(jī)的速度 如果給步進(jìn)電機(jī)發(fā)送一個(gè)控制脈沖，它就轉(zhuǎn)一步，再發(fā)送一個(gè)脈沖，它會(huì)再轉(zhuǎn)一步。功率小的有幾百毫安，功率大的以安培計(jì)。不同的電機(jī)，每步轉(zhuǎn)動(dòng)的角度不一樣。例如，有的工作頻率為 500Hz，就意味著每走一步需要 2ms。 （ 9）外表溫度：步進(jìn)電機(jī)溫度過(guò)高會(huì)使電機(jī)的磁性材料退磁，從而導(dǎo)致力矩下降乃至失步，因此電機(jī)外表允許的最高溫度應(yīng)取決于不同電機(jī)磁性材料的退磁點(diǎn)。利 用按鈕對(duì)云臺(tái)的每一步進(jìn)行單獨(dú)控制，例如，按“向下”按鈕，云臺(tái)使攝像頭向下；按“向右”按鈕，云臺(tái)使攝像頭向右。 89C52 單片機(jī)采用增強(qiáng)的 RISC 結(jié)構(gòu)，使其具有高速處理能力，在一個(gè)時(shí)鐘周期內(nèi)可執(zhí)行復(fù)雜的指令，每 MHz 可實(shí)現(xiàn) 1MIPS 的處理能力。 A T 8 9 C 5 2P 1 .0P 1 .1P 1 .2P 1 .3P 1 .4P 1 .5P 1 .6P 1 .7R S TR X D / P 3 .0T X D / P 3 .1T 0 / P 3 .4T 1 / P 3 .5X T A L 2X T A L 1G N DV C CP 0 .0P 0 .1P 0 .2P 0 .3P 0 .4P 0 .5P 0 .6P 0 .7P 2 .7P 2 .6P 2 .5V P P/EAP R O GA L E /PESNP 2 .3P 2 .2P 2 .1P 2 .0P 2 .4 圖 41 AT89C52 DIP 封裝引腳圖 AT89C52 各引腳功能 AT89C52 為 40 腳雙列直插封裝的 8 位通用微處理器，采用工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的 C51內(nèi)核，在內(nèi)部功能及管腳排布上與通用的 8xc52 相同，其主要用于會(huì)聚調(diào)整時(shí)的功能控制。 RST(9 腳 ): 復(fù)位輸入。 XTAL1（ 19 腳）：接外部晶振的一個(gè)引腳，且為輸入端。 P3口（ 10～ 17 腳）：具有內(nèi)部上拉電阻的 8位準(zhǔn)雙向 I/O 口， P3口的 8個(gè)引腳還用于專門的功能 —— 復(fù)用雙功能口。MO 和 M1 是操作模式選擇位。與并口相比，雖然速度慢，但是傳送距離較并口會(huì)更長(zhǎng)，因此常用于需要常距離通信而對(duì)速度又要求不高的場(chǎng)合。對(duì) 89C52 串 口的訪問(wèn)和設(shè)置是通過(guò)訪問(wèn)其相關(guān)的特殊寄存器進(jìn)行的，與 89C52 串口相關(guān)的特殊寄存器共有 3 個(gè)： SCON、 PCON 和 SBUF。 TI： 串口中斷發(fā)送標(biāo)志。能產(chǎn)生中斷的外部或內(nèi)部事件叫中斷源。中斷源的中斷 要求能否得到響應(yīng)，受允許中斷寄存器 IE中各位的控制。本此設(shè)計(jì)的單片機(jī)系統(tǒng)由 AT89C52 單片機(jī)、復(fù)位電路、時(shí)鐘電路和電源電路組成，如圖 42 所示。單片機(jī)的時(shí)鐘信號(hào)通常用兩種電路形式得到：內(nèi)部振蕩方式和外部振蕩方式。該部分的設(shè)計(jì)有兩部分： PC機(jī)RS232/RS485電平轉(zhuǎn)換電路和 RS485通信接口電路。 利用 SN75LBC184設(shè)計(jì)的 RS232C轉(zhuǎn)換電路如圖 47所示。 AT89C52的 、 SN75LBC184的 R、 D引腳相連