【正文】 ，這樣，當(dāng)單片機(jī)有關(guān)串行數(shù)據(jù)的操作包括數(shù)據(jù)輸入和輸出都能可以由 這三個(gè)引腳完成。 鍵盤是由按鍵構(gòu)成的，鍵的閉合與否通常用高、低電平來(lái)進(jìn)行檢測(cè)。 C語(yǔ)言是一種源于編寫 UNIX 操作系統(tǒng)的語(yǔ)言，它是一種結(jié)構(gòu)化語(yǔ)言，能產(chǎn)生高效率的緊湊代碼。程序易于做到模塊化，便于移植。用過(guò)匯編語(yǔ)言后再使用 C 來(lái)開發(fā)，體會(huì)更加深刻。目標(biāo)文件可 由 LIB51 創(chuàng)建生成庫(kù)文件，也可以與庫(kù)文件一起經(jīng) L51 連接定位生成絕對(duì)目標(biāo)文件 (.ABS)。 圖 55 “是否將 8051 上電初始化程序添加入工程”對(duì)話框 這樣，就建立了一個(gè)空的 51 工程。 下一步就是將寫完的程序添加到工程里面，如下圖 56 所示，在左邊“ Project Workspace”工程窗口里的“ Source Group1”上右擊，選擇“ Add Files 第 24 頁(yè) to Group”‘ Source Group1’。建立工程的時(shí)候，默認(rèn)是不生成 HEX 文件的，得在編譯做如下設(shè)置：?jiǎn)螕?，出現(xiàn)如下圖 47所示對(duì)話框，選擇“ Output”所指的多選框勾上，點(diǎn)“確定”。 圖 59 調(diào)試界面 點(diǎn)擊 中對(duì)應(yīng)的工具按鈕則可以開始調(diào)試。主函數(shù)通過(guò)調(diào)用各子程序來(lái)實(shí)現(xiàn)鍵盤掃描，串口中斷程序的調(diào)用來(lái)實(shí)現(xiàn)步進(jìn)電機(jī)的控制。前面已經(jīng)介紹了特殊功能寄存器，這里不再贅述。 for(x=z。一項(xiàng)新的系統(tǒng)不經(jīng)過(guò)調(diào)試仿真就直接進(jìn)入實(shí)用，這樣是非常不科學(xué)的，既費(fèi)時(shí)又費(fèi)里，所以一項(xiàng)新的設(shè)計(jì)只有在經(jīng)過(guò)了仿真的考驗(yàn)才能真正的得到實(shí)際應(yīng)用。操 作步驟如下： （ 1） 啟動(dòng) uVision2，創(chuàng)建一個(gè)項(xiàng)目文件，文件名為 lijian，并從器件庫(kù)中選擇 1款合適的 CPU，我選擇的是 AT89C52。主要介紹 Proteus 仿真軟件的設(shè)置。 本文構(gòu)建了一個(gè)完 整的基于單片機(jī)的云臺(tái)步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)。 第 33 頁(yè) 第 8 章 結(jié)束語(yǔ) 畢業(yè)設(shè)計(jì) 是本科學(xué)習(xí)階段一次非常難得的理論與實(shí)際相結(jié)合的機(jī)會(huì)，通過(guò)這次比較完整的 單片機(jī) 系統(tǒng)設(shè) 計(jì)，各種 元器件 的 選 用，各種設(shè)備的 適 用標(biāo)準(zhǔn)，各種軟件的使用 方式， 信息 遠(yuǎn)距離傳輸，抗干擾能力強(qiáng)等問(wèn)題， 隨著設(shè)計(jì)的不斷深入而不斷熟悉并學(xué)會(huì)應(yīng)用的。 Proteus 仿真 同樣前面已經(jīng)介紹了 Proteus ISIS 軟件的使用方法，這里不再多 說(shuō)。 Keil 軟件程序編譯 前面已經(jīng)介紹了 Keil 軟件的使用方法，這里不再陳述。由于串口中斷具有優(yōu)先級(jí)別高的特點(diǎn)，所以 不需要擔(dān)心鍵盤和串口信息發(fā)生沖突。在該系統(tǒng)中，延時(shí)程序有至關(guān)重要的作用，一是作為普通的延時(shí)程序，而是產(chǎn)生步進(jìn)電機(jī)的工作所需脈沖頻率，延時(shí)的多少?zèng)Q定步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速，在本系統(tǒng)中，對(duì)步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速?zèng)]有做過(guò)多要求，所以采用了 for 循環(huán)語(yǔ) 句構(gòu)成的比較簡(jiǎn)單的延時(shí)程序，如果對(duì)延時(shí)時(shí)間、步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)速有要求的系統(tǒng)中，則可以使用定時(shí)器定時(shí)，定時(shí)器的精度相當(dāng)高。本設(shè)計(jì)中 定時(shí)器初始化包括定時(shí) /計(jì)數(shù)器選擇、定時(shí) /技術(shù)器工作方式、計(jì)數(shù)器裝初值、打開定時(shí)器；串口初始化包括串口工作方式設(shè)置、打開串口、開總中斷。 第 27 頁(yè) Proteus 電路原理圖設(shè)計(jì)是在 ISIS 軟件環(huán)境中進(jìn)行繪制，該軟件編輯環(huán)境具有友好的交互式人機(jī)界面，其設(shè)計(jì)功能強(qiáng)大，使用方便。其他不作修改。目標(biāo) 139。但現(xiàn)在還不能開始編譯。在此界面上選擇系統(tǒng)所用的單片機(jī)型號(hào)，例如： Atmel AT89C52，單擊“確定”。開發(fā)人員可用 IDE 本身或其它編輯器編輯 C 或匯編源文件。下面將介紹目前十分流行的 Keil 8051 C 編譯器。高的編程及程序調(diào)試效 率； 178。如仍閉合，則確認(rèn)為此鍵按下，消除了抖動(dòng)影響。非編碼鍵盤是通過(guò)軟件的方法產(chǎn)生鍵碼，它不需專用的硬件電路，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低廉，但響應(yīng)速度不如編碼鍵盤。當(dāng)其輸出為邏輯電平 0時(shí) ,光電耦合器發(fā)光二極管發(fā)光 ,光敏三極管導(dǎo)通 ,這時(shí) ,其輸出為 + 5 V,也在 RS232邏輯電平 0的范圍之內(nèi) ,即為邏輯電平 0。發(fā)送使能端 DE為高電平 ,SN75LBC184作為發(fā)送器 ,數(shù)據(jù)從第 4腳輸入 ,第 7腳輸出 ,其中 7腳輸出信號(hào)的非 。 第 16 頁(yè) + 5 V+ 5 VR 11 K132+C 21 0 4 p FC 11 6 V 4 7 0 u FP O W E RG N DV I NV O U T7 8 0 5C 41 0 4 p FC 31 6 V 4 7 0 u FF R 1D C I NP O W E R 圖 43 電源原理圖 RS232 總線設(shè)計(jì) PC機(jī)使用 RS485總線控制單片機(jī)串口通信。當(dāng)單片機(jī)已在運(yùn)行中時(shí)，按下復(fù)位鍵也能使 RET 持續(xù)一段時(shí)間的高電平，從而實(shí)現(xiàn)上電且開關(guān)復(fù)位的操作。 中斷優(yōu)先級(jí)寄存器 IP的各位定義如下： MSB LSB — — PT2 PS PT1 PX1 PT0 PX0 PT2： 是定時(shí)器 2 中斷優(yōu)先級(jí)設(shè)定位； PS：是串行口中斷優(yōu)先級(jí)設(shè)定位； PT1：是定時(shí)器 1中斷優(yōu)先級(jí)設(shè)定位； PX1：是外部中斷 1優(yōu)先級(jí)設(shè)定位； PT0：是定時(shí)器 0中斷優(yōu)先級(jí)設(shè)定位； PX0：是外部中斷 0優(yōu)先級(jí)設(shè)定位。 第 14 頁(yè) RX,TX:串行中斷。兩個(gè)緩沖器公用一個(gè)內(nèi)存地址 99H。 TB8： 用于設(shè)置 串口工作方式 2 和方式 3情況下要發(fā)送的第 9 位數(shù)據(jù)，有軟件置位或復(fù)位。 AT89C52 內(nèi)部的串口是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的全雙工串口，支持四種工作方式。 AT89C52 串口通信 單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，經(jīng)常需要使用串口與外部進(jìn)行通信，因此，串口通信部分是單片機(jī)功能模塊中極為重要的一部分。其各位的定義如下： GATE C/T M1 M0 GATE C/T M1 MO GATE 是選通門，當(dāng) GATE=1 時(shí)，只有 INT0 或 INT1 引腳為高電平且 TR0 或 TR1置 1 時(shí)，相應(yīng)的定時(shí) /計(jì)數(shù)器才被選通工作。 P2口（ 21～ 28腳）：具有內(nèi)部上拉電阻的 8 位準(zhǔn)雙向 I/O 口，在訪問(wèn)外部存儲(chǔ)器時(shí)，作為高 8位地址總線。 EA/VPP（ 31 腳）：外部訪問(wèn)允許。 VCC(40 腳 ):接 +5V 電壓。 AT89C52 有 PDIP、 PQFP/TQFP 及 PLCC等三種封裝形式，以適應(yīng)不同產(chǎn)品的需求。 Rs232 Rs232 Rs232 圖 1 系統(tǒng)組成框圖 第 4 章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) AT89C52 單片機(jī)簡(jiǎn)介 單片機(jī)是將中央處理器，隨機(jī)存儲(chǔ)器，只讀存儲(chǔ)器，定時(shí)器芯片和 I/O 接口電路集成于一個(gè)芯片上的微控制器。 為滿足控制要求，云臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)置手動(dòng)方式和自動(dòng)工作方式兩種。 （ 8）激勵(lì)方式：以四相電機(jī)為例，驅(qū)動(dòng)它的激勵(lì)方式有 1 相、 2相、 12相三種。 （ 6）工作頻率：即步進(jìn)電機(jī)每秒鐘走的額定步數(shù)。由于步進(jìn)電機(jī)的輸出力矩歲轉(zhuǎn)速增大而不斷衰減，輸出功率也隨速度增大而變化，所以保持轉(zhuǎn)矩就成為了衡量步進(jìn)電機(jī)的重要參數(shù)。 繞組電流：只有繞組有電流時(shí)，才能建立磁場(chǎng)，且不同相上電流的有 無(wú)決定步進(jìn)電機(jī)的步進(jìn)。對(duì)于四相步進(jìn)電機(jī)而言，其各相通電順序如圖 所示，通電控制脈沖必須嚴(yán)格按照這一順序分別控制 A、 B、 C、 D、 A 、B C 、 D 相的通斷。 開始時(shí)，開關(guān) SB 接通電源， SA、 SC、 SD 斷開， B相磁極和轉(zhuǎn)子 0、 3號(hào)齒對(duì)齊，同時(shí)，轉(zhuǎn)子的 4 號(hào)齒就和 C、 D 相繞組磁極產(chǎn)生錯(cuò)齒， 5號(hào)齒就和 D、A 相繞組磁極產(chǎn)生錯(cuò)齒。 步進(jìn)電機(jī)分三種：永磁式（ PM） ，反應(yīng)式（ VR）和混合式（ HB）。本設(shè)計(jì)中單片機(jī)作為數(shù)字控制器件，因此在本系統(tǒng)中毫無(wú)疑問(wèn)的選擇了步進(jìn)電機(jī)。使傳動(dòng)零件的圓周速度降低。 IP 防護(hù)等級(jí)的高低反映了設(shè)備的密封程度，主要指防塵和液體的侵入。因此云臺(tái)垂直轉(zhuǎn)動(dòng)角度越大，重心偏離也越大，相應(yīng)的承載重量就越小。側(cè)裝的垂直轉(zhuǎn)動(dòng)角度可以達(dá)到177。的轉(zhuǎn)動(dòng)角度，實(shí)際上只需要監(jiān)視云臺(tái)正面的 180176。云臺(tái)的水平轉(zhuǎn)動(dòng)角度一般都能達(dá)到 355176。在低溫的惡劣條件下還可以在云 第 4 頁(yè) 臺(tái)內(nèi)部加裝溫控型加熱器。 需 要說(shuō)明的是云臺(tái)都有水平、垂直的限位拴，云臺(tái)分別由兩個(gè)微動(dòng)開關(guān)實(shí)現(xiàn)限位功能。 手動(dòng)方式：利用按鈕對(duì)云臺(tái)的每一步運(yùn)動(dòng)進(jìn)行單獨(dú)控制。 設(shè)計(jì)指標(biāo)與動(dòng)能設(shè)計(jì) 云臺(tái)的載重： 5kg～ 50kg 云臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)角度：可以實(shí)現(xiàn)水平轉(zhuǎn)動(dòng)角度 360176。單片機(jī)所具有的特點(diǎn)： （ 1） 高集成度，體積小，高可靠性 （ 2） 控制功能強(qiáng) （ 3） 低電壓，低功耗，便于生產(chǎn)便攜式產(chǎn)品 （ 4） 易于擴(kuò)展 （ 5） 優(yōu)異的性價(jià)比 目前單片機(jī)滲透到人們生活的各個(gè)領(lǐng)域，幾乎很難找到哪個(gè)領(lǐng)域沒(méi)有單片機(jī)的蹤跡。目前市面上所生產(chǎn)的云臺(tái)控制器，大都采用一 體化設(shè)計(jì)，這種設(shè)計(jì)方法具有密封性能好、集成度高便于安裝等優(yōu)點(diǎn)。云臺(tái)分為固定云臺(tái)和電動(dòng)云臺(tái)，固定云臺(tái)適用于監(jiān)視范圍不大的情況，在固定云臺(tái)上安裝好攝像機(jī)后可調(diào)整攝像機(jī)的水平和俯仰的角度，達(dá)到最好的工作姿態(tài)后只要鎖定調(diào)整機(jī)構(gòu)就可以了。 關(guān)鍵字： AT89C52；云臺(tái)控制；步進(jìn)電機(jī)；串口通信；仿真 2 ABSTRACT This paper design a Yuntai control system using AT89C52 MCU based on analysis of the yuntai of the structure and it39。Stepper motor。電動(dòng)云臺(tái)是由兩臺(tái)執(zhí)行電動(dòng)機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)，電動(dòng)機(jī)接受來(lái)自控制器的信號(hào)精確地運(yùn)行定位。單片機(jī)是將中央處理器，隨機(jī)存儲(chǔ)器，只讀存儲(chǔ)器，定時(shí)器芯片和 I/O 接口電路集成于一個(gè)芯片上的微控制器。 本設(shè)計(jì)完成的任務(wù) 設(shè)計(jì)目的及原始數(shù)據(jù) 像監(jiān)控系統(tǒng)目前已廣泛應(yīng)用于銀行、交通 、學(xué)校、智能小區(qū)等場(chǎng)合，它進(jìn)一步提高了人們生產(chǎn)、生活的安全系數(shù)。 云臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)速度： 10176。云臺(tái)的核心器件是步進(jìn)電機(jī)，所以本設(shè)計(jì)的重點(diǎn)就是如何靈活的控制步進(jìn)電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)，從而達(dá)到靈活的控制攝像機(jī)的目的。但外置限位裝置的云臺(tái)密封性不如內(nèi)置限位裝置的云臺(tái)。由于載重的原因，垂直電機(jī)在啟動(dòng)和運(yùn)行保持時(shí)的扭矩大于水平方向的扭矩，在加上實(shí)際監(jiān)控時(shí)對(duì)水平轉(zhuǎn)速的要求要高于垂直轉(zhuǎn)速，因此一般來(lái)說(shuō)云臺(tái)的垂直轉(zhuǎn)速要低于水平轉(zhuǎn)速。甚至 365176。的范圍即可，角裝式只需監(jiān)視 270176。至 90176。 （四） 云臺(tái)使用環(huán)境指標(biāo) 室內(nèi)使用的云臺(tái)的要求不高，云臺(tái)的使用環(huán)境的各項(xiàng)指標(biāo)主要針對(duì)室外使用的云臺(tái)。 全方位電動(dòng)云臺(tái)需要兩個(gè)不同方位的旋轉(zhuǎn)自由度，所以都具有兩個(gè)相互獨(dú)立的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。盡可能選用低壓電機(jī)。 第 6 頁(yè) 步進(jìn)電機(jī)的工作原理 步進(jìn)電機(jī)是數(shù)字控制電機(jī)，它將電脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)變成角位移，實(shí)質(zhì)上是一種數(shù)字 /角度轉(zhuǎn)換器。這種步進(jìn)電機(jī)的應(yīng)用最為廣泛。依次類推， A、 B、 C、 D 四相繞組輪流供電，則轉(zhuǎn)子會(huì)沿著 A、 B、C、 D 方向轉(zhuǎn)動(dòng)。兩個(gè)脈沖的間隔越短，步進(jìn)電機(jī)就轉(zhuǎn)的越快。步進(jìn)電機(jī)工作時(shí)，應(yīng)使其工作在此電流下。小的有 度每步、 度每步，大的到 15 度每步。目前頻率高的可達(dá) 10KHz。 第 3 章 總體方案 云臺(tái)控制系統(tǒng)簡(jiǎn)析 云臺(tái)在任意位置 ，按下啟動(dòng)按鈕，云臺(tái)將依次完成向上→左行→向下→右行四個(gè)動(dòng)作，逆時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)云臺(tái)一個(gè)周期的動(dòng)作。 （ 2）連續(xù)工作方式。存儲(chǔ)器 顯示器 水平光電開關(guān) 俯仰光電開關(guān) 主單片機(jī) 通信 從單片機(jī) 步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器 1 步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器 2 水平電機(jī) 俯仰電機(jī) 鍵盤 攝像機(jī) 第 10 頁(yè) 89C52 單片機(jī)工作電壓為 ～ ，可以實(shí)現(xiàn) 耗電最優(yōu)化。功能包括對(duì)會(huì)聚主 IC 內(nèi)部寄存器、數(shù)據(jù) RAM 及外部接口 等功能部件的初始化，會(huì)聚調(diào)整控制，會(huì)聚測(cè)試圖控制，紅外遙控信號(hào) IR 的接收解碼及與主板 CPU 通信等。當(dāng)振蕩器工作時(shí)， RST 引腳出現(xiàn)兩個(gè)機(jī)器周期以上高電平將使單片機(jī)復(fù)位。 XTAL2（ 18 腳）：接外部晶振的另一個(gè)引腳，該引腳接地。它可以驅(qū)動(dòng) 4個(gè) LS TTL 負(fù)載。 1； TCON 寄存器的高四位為定時(shí) /計(jì)數(shù)器 T0、 T1 的控制寄存器和定時(shí) /計(jì)數(shù)溢出中斷標(biāo)志。 異步通信以幀的形式發(fā)送字符數(shù)據(jù)，每一幀信息由起始位、數(shù)據(jù)位、奇偶校驗(yàn)位和停止位構(gòu)成。 串口控制寄存器 SCON 串口控制寄存器 SCON 只要用于設(shè)置串口的工作模式和串口中斷的