【正文】 ............... 7 單片機(jī)最小系統(tǒng)的設(shè)計(jì) ............................................................................................ 7 晶振電路的設(shè)計(jì) ...................................................................................................... 7 復(fù)位電路設(shè)計(jì) .......................................................................................................... 7 電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊的設(shè)計(jì) ................................................................................................. 7 28BYJ48 步進(jìn)電機(jī) ................................................................................................ 7 ULN2020 芯片 ......................................................................................................... 9 語(yǔ)音模塊的設(shè)計(jì) ........................................................................................................... 9 液晶顯示模塊的設(shè)計(jì) .................................................................................................11 無(wú)線(xiàn)遙控模塊的設(shè)計(jì) ................................................................................................ 12 旗桿的設(shè)計(jì) .................................................................................................................. 13 電源電路的設(shè)計(jì) ........................................................................................................ 13 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 3 系統(tǒng) 軟件設(shè)計(jì) ................................................................................................................ 15 系統(tǒng)總程序流程圖 .................................................................................................... 15 子程序流程圖 ............................................................................................................. 15 升降小旗運(yùn)動(dòng)子程序 .......................................................................... 15 LCD1602 液晶實(shí)時(shí)顯示子程序的設(shè)計(jì) ............................................. 16 語(yǔ)音播放子程序的設(shè)計(jì) ......................................................................... 17 軟件的調(diào)試與編譯 .............................................................................................. 18 程序的下載 ............................................................................................................ 19 4．電路的與調(diào)試與結(jié)果分析 .................................................................................... 21 電路的調(diào)試 ............................................................................................................ 21 單片機(jī)最小系統(tǒng)的調(diào)試 ......................................................................... 21 聲音模塊調(diào)試 .......................................................................................... 21 電機(jī)繞線(xiàn)的調(diào)試處理 ............................................................................ 21 電路結(jié)果分析 ....................................................................................................... 22 國(guó)旗升降高度的結(jié)果分析 .................................................................... 22 液晶顯示高度結(jié)果分析 ........................................................................ 22 結(jié)論 ........................................................................................................................................ 24 致謝 .............................................................................................................. 錯(cuò)誤 !未定義書(shū)簽。對(duì)本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。因此舉行升降旗儀式絕不是一種形式，而是一項(xiàng)十分莊重、嚴(yán)肅的活動(dòng)。特別是單片機(jī)測(cè)控技術(shù)和自動(dòng)控制技術(shù)的迅速發(fā)展，已 經(jīng)完全可以使用自動(dòng)控制系統(tǒng)來(lái)完成國(guó)旗的升降控制，同時(shí)還可以達(dá)到國(guó)歌演奏何時(shí)能夠?qū)⒖炻耐昝琅浜希瑥亩梢员苊庥捎谌藶椴僮鲙?lái)的不協(xié)調(diào)等諸多問(wèn)題，保證了升旗儀式的嚴(yán)肅性和莊重性 [1]。升降系統(tǒng)設(shè)計(jì)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(huì)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(lái)社會(huì)生產(chǎn)。 這種方案的優(yōu)點(diǎn)是系統(tǒng)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，且 STC89C52有自帶的 內(nèi)帶 4K字節(jié) EEPROM 存儲(chǔ)空間 ，電路的連接少，代價(jià)少，電機(jī)控制程序比較簡(jiǎn)單，具有廣泛的實(shí)用性。 穩(wěn)速部分采用PID 積分電路進(jìn)行控制使輸出產(chǎn)生與轉(zhuǎn)速成正比的脈沖，然后經(jīng)過(guò)微分 檢波 積分 放大，得到與轉(zhuǎn)速成正比的電壓，然后通過(guò)反饋控制步進(jìn) 電機(jī)的驅(qū)動(dòng)電壓而得到穩(wěn)定的線(xiàn)速度。然后判斷國(guó)旗 的升降模式 ，正常情況下，按下上升鍵，國(guó)旗上升，國(guó)歌播放，液晶顯示高度，并不斷將高度寫(xiě)入 E2PROM。 我們將上述幾個(gè)方案進(jìn)行比較如下 ： 對(duì)于采用 STC89C52單片機(jī)的 方案 ，由于采用的是四 相八拍的步進(jìn)電機(jī)，所以步進(jìn)電機(jī)不僅能夠?qū)崿F(xiàn)速度的調(diào)節(jié)，而且相比二相電機(jī)來(lái)說(shuō)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(shí)語(yǔ)音模塊采用三極管驅(qū)動(dòng)揚(yáng)聲器發(fā)聲，不僅耗價(jià)更小，電路簡(jiǎn)單，也易于制作，更方便調(diào)試。 單片機(jī)最小系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 單片機(jī)最小系統(tǒng)，或者稱(chēng)為最小應(yīng)用系統(tǒng)，是指用最少的元件組成的單片機(jī)可以工作的系統(tǒng)。單片機(jī)晶振電路 在單片機(jī)最小系統(tǒng) 設(shè)計(jì)圖 如 圖 。 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 8 頁(yè) 共 54 頁(yè) 圖 28BYJ48 步進(jìn)電機(jī) 外觀(guān) 圖 步進(jìn)電機(jī)是一種將電脈沖 轉(zhuǎn)化為角位移的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，也就是說(shuō)， 當(dāng)步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器接收到一個(gè)脈沖信號(hào)，它就驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)按設(shè)定的方向轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)固定的角度（及步進(jìn)角）。 步進(jìn)電機(jī) 28BYJ48型四相八拍電機(jī)，電壓為 DC5V— DC12V，步距角度為 ,減速比是 1： 列連續(xù)不斷的控制脈沖時(shí)，它可以連續(xù)不斷地轉(zhuǎn)動(dòng)。 由于單片機(jī)接口的信號(hào)不夠大，需要通過(guò) ULN2020 芯片放大后才能連接到電機(jī)的接口。經(jīng)過(guò)芯片的處理放大，經(jīng)管腳 1 1 1 16輸出加到電機(jī)的橙、黃、粉、藍(lán)四色線(xiàn)上，得到的電機(jī)驅(qū) 動(dòng)模塊的設(shè)計(jì)如圖。 為了達(dá)到同時(shí)的目的，起初設(shè)計(jì)的是在同一單片機(jī)上實(shí)現(xiàn)升降與國(guó)歌播放，但是在實(shí)際 過(guò)程中，兩個(gè)模塊都要都要用到中斷，而單片機(jī)的中斷有優(yōu)先級(jí)，不能同時(shí)響應(yīng)兩個(gè)中斷，即不能在一片單片機(jī)上實(shí)現(xiàn)流暢的國(guó)歌播放和控制步進(jìn)電機(jī)勻速升降的功能。而且 并行 8位 數(shù)據(jù)通信，可以滿(mǎn)足本系統(tǒng)中顯示的要求。 PT2262 編碼芯片管腳圖如圖 所示 ,PT2272解碼芯片的管腳圖如圖 所示。 接收模塊如圖 所示 . 圖 發(fā)射模塊電路圖 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 13 頁(yè) 共 54 頁(yè) 圖 接收模塊電路圖 旗桿的設(shè)計(jì) 要實(shí)現(xiàn)旗幟的升降，就要設(shè)計(jì)一個(gè)旗桿。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(gè)二極管 D3是一個(gè)保護(hù)二極管，它的作用是保護(hù)穩(wěn)壓芯片 ?？梢酝ㄟ^(guò)控制脈沖個(gè)數(shù)來(lái)控制 角位移量，也可以通過(guò)控制脈沖頻率來(lái)控制電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的速度和加速度， 都可 達(dá)到調(diào)速的目的 。旗桿的高度（電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的總線(xiàn)長(zhǎng)） S 為 cm，國(guó)歌播放時(shí)間為升旗的總時(shí)長(zhǎng)，時(shí)間 t為 43S。 LCD1602液晶實(shí)時(shí) 顯示子程序的設(shè)計(jì) 一般初始化（復(fù)位）過(guò)程 ： 15mS， 寫(xiě)指令 38H（不檢測(cè)忙信號(hào)） ； 5mS， 寫(xiě)指令 38H（不檢測(cè)忙信號(hào)） ； 5mS， 寫(xiě)指令 38H（不檢測(cè)忙信號(hào) ， 以后每次寫(xiě)指令、讀 /寫(xiě)數(shù)據(jù)操作均需要檢測(cè)忙信號(hào) ）； 38H：顯示模式設(shè)置 ； 寫(xiě)指令 08H：顯示關(guān)閉 ； 寫(xiě)指令 01H：顯示清屏 ； 06H：顯示光標(biāo)移動(dòng)設(shè)置 ； 寫(xiě)指令 0CH：顯示開(kāi)及光標(biāo)設(shè)置 。 keil uvision3 軟件 調(diào)試過(guò)程簡(jiǎn)單，功能強(qiáng)大，有跟蹤程序的執(zhí)行、設(shè)置斷點(diǎn)和實(shí)時(shí)觀(guān)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(jiǎn)便。接著在左欄中點(diǎn)開(kāi)“ Target 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” . 然后，加載程序進(jìn)行編譯，將程序復(fù)制到 文件中，程序編譯界面圖如圖 所示 .然后用 按鈕進(jìn)行編譯調(diào)試，調(diào)試結(jié)果在下顯示如有錯(cuò)誤，點(diǎn)擊錯(cuò)誤，就會(huì)在程序中提示出來(lái)，徐 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 19 頁(yè) 共 54 頁(yè) 改完后繼續(xù)編譯，直到出現(xiàn)“ 0 Error(s),0 warning(s)”，表明程序編譯完畢。這樣參數(shù)就設(shè)置好 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 20 頁(yè) 共 54 頁(yè) 了。 表 輔助儀器工具表 儀器工具 數(shù)量 穩(wěn)壓五伏電源 1 臺(tái) 萬(wàn)用表 1 臺(tái) 示波器 1 臺(tái) 直尺 1 把 鑷子 1 把 剪刀 1 把 電烙鐵 1 個(gè) 焊錫 1m（ 1mm） 面包板 1 塊 小系統(tǒng)的調(diào)試 取出一塊萬(wàn)用板和烙鐵， 現(xiàn)在萬(wàn)用板上進(jìn)行電路的布局設(shè)計(jì)，由于單片機(jī)是控制芯片，所以將單片機(jī)布在正中位置，其他各模塊分別布在周?chē)５怯捎谟邢蘖麟娮璧淖饔?，變小電阻?00 歐，還是不行，減小到 200 歐時(shí)，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(huì)出現(xiàn)“嘟 ” 的持續(xù)響聲，為了消除這種響聲，更換為揚(yáng)聲器，但是揚(yáng)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(guò)大，三極管發(fā)熱太快，容易損壞三極管。 分析 高度 的 結(jié)果 分析