【正文】 我擺脫了單純的理論知識學(xué)習(xí)狀態(tài)，和實際設(shè)計的結(jié)合鍛煉了我的綜合運用所學(xué)的專業(yè)基礎(chǔ)知識，解決實際 工程項目 問題的能力，同時也提高我查閱文獻資料、設(shè)計手冊、設(shè)計規(guī)范以及電腦制圖 仿真 等其他專業(yè)能力水平，而且通過對整體的掌控，對局部的取舍，以及對細節(jié)的斟酌處理，都使我的能力得到了 極大的 鍛煉，經(jīng)驗得到了豐富，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 7 仿真 仿真是一項非常有效的檢測設(shè)計工作是否達到預(yù)期的結(jié)果方法，而且非常具有實際意義。下面是采用普通延時的程序源代碼： void delay(uint z)//延時 { uint x,y。和定時 /計數(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 第 6 章 系統(tǒng)軟件設(shè)計 系統(tǒng)流程 整個云臺控制系統(tǒng)分為初始化，鍵盤掃描，串口中斷，延時程序和步進電機運轉(zhuǎn)五部分。設(shè)置完成后，單擊 ，進入調(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).”說明現(xiàn)在的工程編譯通過，0 個錯誤和 0 個警告。因為還沒有將程 序代碼添加到工程里面去。 第 23 頁 圖 54 “選擇目標器件”對話框 設(shè)置完成后，軟件會提示“是否將 8051 上電初始化程序添加入工程？”如下圖 55 所示，這個一般選擇“否”。然后分別由 C51及 A51編譯器編譯生成目標文件 (.OBJ)。 Keil 8051 C 編譯器簡介 Keil C51 是美國 Keil Software 公司出品的 51 系列兼容單片機 C 語言軟件開發(fā)系統(tǒng)，與匯編相比， C語言在功能上、結(jié)構(gòu)性、可讀性、可維護性上有明顯的優(yōu)勢，因而易學(xué)易用。提供的庫包含許多標準子程序，具有較強的數(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)動的 16 為鍵盤，如圖 49 所示： 第 19 頁 圖 49鍵盤 第 20 頁 第 5 章 軟件基礎(chǔ) C 語言簡介 用于單片機設(shè)計開發(fā)的常用編程語言是匯編語言和 C語言，在本設(shè)計中使用C 語言編程。在本設(shè)計中，由于按鍵的數(shù)目少，單片機 I/O口資源充裕，所以采用編碼鍵盤。 RS232 終端單片機接口電路 由于單片機的邏輯電平一般規(guī)定為 TTL電平，所以單片機與 SN75LBC184的連接電路就較簡單一些，如圖 48所示。接收使能 RE為高電平 , 第 17 頁 SN75LBC184作為接收器 ,信號從 6腳或 7腳輸入 , 1腳輸出 。它與傳統(tǒng)的 RS232接口標準相比，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)計考慮到遠距離控制，所以采用 RS485總線。 時鐘電路 單片機的時鐘信號用來提供單片機內(nèi)各種操作的時間基準。 單片機系統(tǒng) 本設(shè)計的所用的單片機系統(tǒng)其實就是單片機最小系統(tǒng)，所謂最小系統(tǒng)就是能是單片機正常工作的最少配置。 IE 和 IP 51 單片機有兩種中斷優(yōu)先級，其中每一個中斷源的優(yōu)先級都可以有程序設(shè)定。 AT89C52 中斷系統(tǒng) 程序在執(zhí)行過程中，允許外部或內(nèi)部事件通過硬件中斷程序的執(zhí)行，使其轉(zhuǎn)向出來外部或內(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)與原來被中斷的程序，這樣的過程稱為中斷過程。 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。 串口通信時通過串口來進行的，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 是計數(shù)器 /定時器方式選擇位。可以驅(qū)動 4 個 LS TTL 負載。欲使 CPU 僅訪問外部程序存儲器（地址為 0000H— FFFFH）， EA 端必須保持低電平（接地）。 GND（ 20 腳）：接信號地。圖 41 所示為 DIP 封裝引腳圖。 ATMEL 公司的 89C52 單片機，是增強型 RISC 內(nèi)載 Flash 的單片機，在芯片上的 Flash 存儲器附在用戶的產(chǎn)品中，可隨時編程，在線編程，使用戶的產(chǎn)品設(shè)計容易，更新?lián)Q代方便。 （ 1）手動工作方式。 1 相激勵方式是指每一時刻 4 相中只有一相導(dǎo)通，步進電機以此工作方式工作時，溫升較高，電源功率功耗小，但是當(dāng)速度較高時容易產(chǎn)生失步； 2 相激勵方式是指每一時刻 4相中都有兩相導(dǎo)通，然后按 4相的順序循環(huán)； 12相激勵方式是指驅(qū)動時一相導(dǎo)通和兩相導(dǎo)通交替出現(xiàn)的。由于步進電機的走步實際上是轉(zhuǎn)子的機械運動，不可能很快。 （ 4）步進角：步進電機每走一步實際上就是轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)一個角度。不同的步進電機，其額定繞組電流也不一樣。 ◆控制步進電機的轉(zhuǎn)向 如果按給定方向的正序換相通電 ，步進電機正轉(zhuǎn)；如果按反序通電換相，步進電機反轉(zhuǎn)。當(dāng)開關(guān) SC 接通電源， SB、 SA、 SD 斷開時，由于 C 相繞組的磁力線和 4 號齒之間磁力線的作用，使轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動， 4 號齒和 C相繞組的磁極對齊。永磁式步進一般為兩相，轉(zhuǎn)矩和體積較小，步進角一般為 度 或 15度；反應(yīng)式步進一般為三相，可實現(xiàn)大轉(zhuǎn)矩輸出，步進角一般為 度，但噪聲和振動都很大；混合式步進是混合了永磁式和反應(yīng)式的優(yōu)點。如何運用步進電機無疑是單片機云臺控制系統(tǒng)中的重點。另外，選用微型變速箱的齒輪傳動，也可以減小體積、提高效率、減小噪聲。另外在實際使用中應(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。 云臺的載重量是選用云臺的關(guān)鍵，如果云臺載重量小于實際負載重量不僅會使操作功能下降，而且云臺電機、齒輪也會因為長時間超負荷而損壞。 180176。角度，即使轉(zhuǎn)動到后面的 180176。因為限位拴會占用一定的角度，但是出現(xiàn)少許的監(jiān)控死角。 云臺的性能指標 （一） 云臺的轉(zhuǎn)動速度 云臺的轉(zhuǎn)動速度衡量云臺檔次高低的重要指標。當(dāng)轉(zhuǎn)動角度達到預(yù)先設(shè)定的限位時，微動開關(guān)動作切斷電源，云臺停止轉(zhuǎn)動。 連續(xù)工作方式：云臺在原位時，按下“自動”按鈕，云臺自動連續(xù)地執(zhí)行用戶設(shè)定的周期動作進行掃描；按下“停止”按鈕時，云臺保持當(dāng)前狀態(tài)，重新恢復(fù)后云臺按照停止前的運動繼續(xù)工作。無限位連續(xù)旋轉(zhuǎn)，垂直角度+30176。導(dǎo)彈的導(dǎo)航裝置，飛機上各種儀表的控制，計算機的網(wǎng)絡(luò)通訊與數(shù)據(jù)傳輸，工業(yè)自動化過程的實時控制和數(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、攝像機、全自動洗衣機的控制，以及程控 玩具、電子寵物等等，這些都離不開單片機。 單片機 單片機是指一個集成在一塊芯片上的完整計算機系統(tǒng)。電動云臺適用于對大范圍進行掃描監(jiān)視，它可以擴大攝像機的監(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。目前這兩類云臺廣泛應(yīng)用于各種場所，固定云臺適用于小范圍的監(jiān)視；電動云臺適用于對大范圍進行掃描監(jiān)視，它可以擴大攝像機的監(jiān)視范圍。盡管它的大部分功能集成在一塊小芯片上，但是它具有一個完整計算機所需要的大部分部件： CPU、 內(nèi)部和外部總線系統(tǒng)。更不用說自動控制領(lǐng)域的機器人、智能儀表、醫(yī)療器械了?！?90176。 第 2 章 云臺 云臺概述 攝像機云臺是一種安裝在攝像機支撐物上的工作平臺，用于攝像機與支撐物之間的連接，同時它具有水平和垂直運動的功能，在云臺水平、垂直運動的同時，它也帶動攝像機做相同的運動，這樣就能通過控制云臺的運動來控制攝像 機的運動，它與攝像機配套使用能達到擴大監(jiān)視范圍的目的，提高了攝像機的使用價值。限位裝置可以位于云臺外部，調(diào)整過程簡單，也可以位于云臺內(nèi)部，通過外設(shè)的調(diào)整機構(gòu)進行調(diào)整，調(diào)整過程相對復(fù)雜。云臺水平和垂直方向是由兩個步進電機驅(qū)動的，因此云臺的轉(zhuǎn)動速度也分為水平轉(zhuǎn)速和垂直轉(zhuǎn)速。當(dāng)前的云臺都改進了限位裝置使其可以達到 360176。也只能看到墻壁，沒有實際監(jiān)控意義，因此壁裝式只需要監(jiān)視水平的180176。不過正常使用垂直轉(zhuǎn)動角度再 +20176。云臺的實際載重量可以從 3Kg 到 50Kg 不等，同一系列的云臺產(chǎn)品，側(cè)裝時的承載能力要 第 5 頁 大于 頂撞，高速型的承載能力要小于普通型。 云臺電機 電機是電動云臺中非常重要的元器件之一，選用是否正確將直接影響電動云臺的性能與價格。 確定電動云臺的最大負載，然后選用合適的電機。因此需要詳細的了解步進電機。它又分為兩相和五相：兩相步進角一般為 度而五相步進角一般為 度。而 0、 3號齒和 A、 B相繞組產(chǎn)生錯齒， 5號齒就和 A、 D相繞組磁極產(chǎn)生錯齒。 ◆控制步進電機的速度 如果給步進電機發(fā)送一個控制脈沖，它就轉(zhuǎn)一步，再發(fā)送一個脈沖，它會再轉(zhuǎn)一步。功率小的有幾百毫安，功率大的以安培計。不同的電機，每步轉(zhuǎn)動的角度不一樣。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：步進電機溫度過高會使電機的磁性材料退磁，從而導(dǎo)致力矩下降乃至失步，因此電機外表允許的最高溫度應(yīng)取決于不同電機磁性材料的退磁點。利 用按鈕對云臺的每一步進行單獨控制，例如，按“向下”按鈕，云臺使攝像頭向下；按“向右”按鈕，云臺使攝像頭向右。 89C52 單片機采用增強的 RISC 結(jié)構(gòu)，使其具有高速處理能力，在一個時鐘周期內(nèi)可執(zhí)行復(fù)雜的指令，每 MHz 可實現(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)標準的 C51內(nèi)核，在內(nèi)部功能及管腳排布上與通用的 8xc52 相同，其主要用于會聚調(diào)整時的功能控制。 RST(9 腳 ): 復(fù)位輸入。 XTAL1（ 19 腳）：接外部晶振的一個引腳，且為輸入端。 P3口（ 10～ 17 腳）：具有內(nèi)部上拉電阻的 8位準雙向 I/O 口， P3口的 8個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更長，因此常用于需要常距離通信而對速度又要求不高的場合。對 89C52 串 口的訪問和設(shè)置是通過訪問其相關(guān)的特殊寄存器進行的，與 89C52 串口相關(guān)的特殊寄存器共有 3 個： SCON、 PCON 和 SBUF。 TI： 串口中斷發(fā)送標志。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)計的單片機系統(tǒng)由 AT89C52 單片機、復(fù)位電路、時鐘電路和電源電路組成，如圖 42 所示。單片機的時鐘信號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)計有兩部分： PC機RS232/RS485電平轉(zhuǎn)換電路和 RS485通信接口電路。 利用 SN75LBC184設(shè)計的 RS232C轉(zhuǎn)換電路如圖 47所示。 AT89C52的 、 SN75LBC184的 R、 D引腳相連