【正文】 要的工作電壓。細(xì)分技術(shù)實(shí)質(zhì)上是一種電子阻尼技術(shù)，起主要目的是減弱或消除步進(jìn)電機(jī)的低頻振動(dòng)，提高電機(jī) 的運(yùn)轉(zhuǎn)精度只是細(xì)分技術(shù)的一個(gè)附帶功能。起動(dòng)時(shí)，云臺(tái)從原點(diǎn)開(kāi)始按順序動(dòng)作，停止時(shí)，云臺(tái)停在現(xiàn)行位置上，重新起動(dòng)時(shí)，云臺(tái)按停止前的動(dòng)作繼續(xù)進(jìn)行。其將通用的微處理器和 Flash 存儲(chǔ)器結(jié)合在一起，特別是可反復(fù)擦寫的 Flash 存儲(chǔ)器可有效地降低開(kāi)發(fā)成本。在此期間，當(dāng)訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，將跳過(guò)兩次 PSEN 信號(hào)。它的字節(jié)地址為89H。與異步通信相比，同步通信發(fā)送的數(shù)據(jù)量大、速度快，常用于傳輸速率要求較高的場(chǎng)合。 發(fā)送 /接收 緩沖器 SBUF 串口中的發(fā)送 /接收緩沖器 SBUF 實(shí)際上共有兩個(gè)，分別為發(fā)送緩沖器和接收緩沖器，他們?cè)谖锢砩鲜峭耆?dú)立的，因此可以同時(shí)進(jìn)行發(fā)送和接收。 ES=0，禁止串行口中斷； ET1：是定時(shí)器 1中斷允許位； EX1：是外部中斷 1 允許位； ET0： 是定時(shí)器 0中斷允許位； EX0： 是外部中斷 0允許位。 因?yàn)閱纹瑱C(jī)需要的是 5V的電源，而輸入的是 912V的電源，所以需要這個(gè)穩(wěn)壓電路把 912V 穩(wěn)壓到 5V， 電源電路設(shè)計(jì)為采用 7805線性穩(wěn)壓， 圖中電容是起到濾波的作用，一個(gè)發(fā)光二極管作電源指示燈。當(dāng) RS232的 R端的輸出為邏輯電平 1時(shí) ,光電耦合器發(fā)光二極管不發(fā)光 ,光敏三極管不導(dǎo)通 ,這樣 ,在RS232輸出停止時(shí) ,其 TXD電平為 12V,電容 被充電到 12V以使其輸出也變成 12V,即邏輯電平 1。軟件去抖動(dòng)就是檢測(cè)到有鍵按下時(shí)，執(zhí)行一個(gè) 10~20ms 的延時(shí)子程序后，再確認(rèn)鍵是否仍然保持閉合狀態(tài)。這種匯編軟件稱為編譯器。 圖 53 “創(chuàng)建新工程”對(duì)話框 點(diǎn)擊后，在出現(xiàn)的對(duì)話框中選擇工程存在路徑，單擊“保存”后，出現(xiàn)如下圖 54所示界面。接著，Keil 會(huì)打出下面的提示： 創(chuàng)建目標(biāo) 39。 Proteus 軟件由 ISIS（ Intelligent Schematic Input System）和ARES(Advanced Routing and Editing Software）兩個(gè)軟件構(gòu)成，其中 ISIS 是一款智能電路原理圖輸入系統(tǒng)軟件，可作為 電子系統(tǒng)仿真平臺(tái)； ARES 是一款高級(jí)布線編輯軟件，用于制作印制電路板（ PCB）。 延時(shí)模塊 通過(guò)用 C語(yǔ)言寫一段循環(huán)程序，來(lái)占用 CPU 一段時(shí)間從而達(dá)到延時(shí)的目的。 這樣我們就完成里串口的設(shè)置，可以把此軟件關(guān)閉，這兩個(gè)端口將會(huì)一直存在于你的電腦中，下次直接使用就可以了。下面我們?cè)侔延?VC 編寫的 PC 控制界面打開(kāi)，再執(zhí)行相應(yīng)的操作。 在 Proteus ISIS 編輯窗口中，單擊鼠標(biāo)右鍵將 AT89C52 單片機(jī)選中并單擊 第 32 頁(yè) 鼠標(biāo)左鍵，彈出“ Edit Component”對(duì)話框，如下圖 72所示。仿真就是一個(gè)完成目標(biāo)模型的建立過(guò)程，對(duì)于本次設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)仿真所要完成的工作有：搭建虛擬串口、 Keil 軟件中程序的編譯并生成 HEX 文件、 Proteus仿真軟件電路模型的建立。串口工作方式 1的波特率由定時(shí) /計(jì)數(shù)器 T T2 的溢出速率和 SMOD 共同確定，計(jì)算公式為波特率 = 第 30 頁(yè) （ 2SMOD /32）178。 Proteus 仿真軟件 Proteus 軟件是英國(guó) Lab Center Electronice 公司開(kāi)發(fā)的 EDA 工具軟件。在打開(kāi)的對(duì)話框中，選擇剛存的文件路徑和對(duì)應(yīng)的擴(kuò)展名。 ABS 文件由 OH51 轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)的 Hex 文件，以供調(diào)試器 dScope51 或 tScope51 使用進(jìn)行源代碼級(jí)調(diào)試，也可由仿真器使用直接對(duì)目標(biāo)板進(jìn)行調(diào)試，也可以直接寫入程序存貯器如 EPROM 中。 Keil 編譯器 單片機(jī)的開(kāi)發(fā)除了需要硬件的支持以外，同樣離不開(kāi)軟件。鍵閉合時(shí)，該鍵為高電平；鍵斷開(kāi)時(shí)，該鍵為低電平。選用 PC 機(jī)的 COM2 接口 ,但 COM2的 9個(gè)端口只使用其中的 RTS、 RXD、 TXD與 GND四個(gè)端口 , 以構(gòu)成簡(jiǎn)易的四線通信線路。在引腳 XTAL1 和XTAL2 外接晶體振蕩器，振蕩方式所得的時(shí)鐘信號(hào)比較穩(wěn)定，所以在本設(shè)計(jì)中就是采用內(nèi)部振蕩方式。它們的優(yōu)先級(jí)由中斷優(yōu)先級(jí)寄存器 IP 的各位確定，同一優(yōu)先級(jí)內(nèi)的各中斷源同時(shí)要求中斷時(shí)，以內(nèi)部的查詢邏輯來(lái)確定響應(yīng)次序。當(dāng)串口數(shù)據(jù)發(fā)送完畢時(shí)置位 TI，同時(shí)向 CPU 發(fā)送串口中斷請(qǐng)求。 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。它可以驅(qū)動(dòng) 4個(gè) LS TTL 負(fù)載。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。存儲(chǔ)器 顯示器 水平光電開(kāi)關(guān) 俯仰光電開(kāi)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。 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。小的有 度每步、 度每步，大的到 15 度每步。兩個(gè)脈沖的間隔越短，步進(jìn)電機(jī)就轉(zhuǎn)的越快。這種步進(jìn)電機(jī)的應(yīng)用最為廣泛。盡可能選用低壓電機(jī)。 （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)。的范圍即可，角裝式只需監(jiān)視 270176。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。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。 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)。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。 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。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)。 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。 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(kāi)關(guān)實(shí)現(xiàn)限位功能。云臺(tái)的水平轉(zhuǎn)動(dòng)角度一般都能達(dá)到 355176。側(cè)裝的垂直轉(zhuǎn)動(dòng)角度可以達(dá)到177。 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。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)。 開(kāi)始時(shí)，開(kāi)關(guān) SB 接通電源， SA、 SC、 SD 斷開(kāi)， 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。 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)。 （ 6）工作頻率：即步進(jìn)電機(jī)每秒鐘走的額定步數(shù)。 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。 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。 EA/VPP（ 31 腳）：外部訪問(wèn)允許。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。 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。兩個(gè)緩沖器公用一個(gè)內(nèi)存地址 99H。 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 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)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。如仍閉合，則確認(rèn)為此鍵按下，消除了抖動(dòng)影響。下面將介紹目前十分流行的 Keil 8051 C 編譯器。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”。目標(biāo) 139。 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。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。 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。 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。主要介紹 Proteus 仿真軟件的設(shè)置。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。前面已經(jīng)介紹了特殊功能寄存器，這里不再贅述。 圖 59 調(diào)試界面 點(diǎn)擊 中對(duì)應(yīng)的工具按鈕則可以開(kāi)始調(diào)試。 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’。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)。程序易于做到模塊化，便于移植。 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)。 利用 SN75LBC184設(shè)計(jì)的 RS232C轉(zhuǎn)換電路如圖 47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。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。 TI： 串口中斷發(fā)送標(biāo)志。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。 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。 RST(9 腳 ): 復(fù)位輸入。 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。 （ 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)。不同的電機(jī)，每步轉(zhuǎn)動(dòng)的角度不一樣。 ◆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。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。 確定電動(dòng)云臺(tái)的最大負(fù)載，然后選用合適的電機(jī)。云臺(tái)的實(shí)際載重量可以從 3