【正文】 增 //定義四個(gè)變量分 別存儲(chǔ)四個(gè)要顯示的數(shù)位的值 four 顯最高位第四位的值，依此類推 uint sum=0,four=0,three=0,two=0,one=0。 uchar setfalse=0。//步進(jìn)電機(jī)正轉(zhuǎn)數(shù)組 uchar code REV[8]={0x35,0x3d,0x1d,0x5d,0x4d,0x6d,0x65,0x75}。 感謝學(xué)校能給我們這次機(jī)會(huì)，讓我們有一個(gè)發(fā)揮自己的平臺(tái) ,讓我們把從課本學(xué)到的知識(shí)用到實(shí)際生活當(dāng)中，從中得到鍛煉 。做本設(shè)計(jì)，深刻的體會(huì)到，要把各功能模塊搞懂才能達(dá)到各硬件的融合，達(dá)到硬件和軟件的結(jié)合。具體的程序設(shè)計(jì)中，將主要對(duì)存儲(chǔ)器的操作抽象為兩個(gè)函數(shù)以供調(diào)用，即存儲(chǔ)器寫函數(shù) Write24c02（ uint ch,uchar address），功能為每一次寫一字節(jié)到指定的存儲(chǔ)器地址上，存儲(chǔ)器讀函數(shù)Read24c02(uchar address)，功能為讀出指定地址上的一個(gè)字節(jié)。 12 按 鍵 開(kāi) 始返 回逐 行 掃 描 ， 求 行號(hào)鍵 按 下 ?逐 列 掃 描 ， 求列 號(hào)按 鍵 號(hào) 轉(zhuǎn) 到 相 應(yīng) 的操 作YN 圖 12 鍵盤程序流程圖 外部 ROM 實(shí)時(shí)訪問(wèn)的軟件設(shè)計(jì) 因?yàn)?RAM 存儲(chǔ)器的掉電易失性，而要達(dá)到掉電保存數(shù)據(jù)的效果，就必須將要保存的數(shù)據(jù)寫到 ROM 中。其程序流程圖如圖 12 所示，程序中用來(lái)識(shí)別用戶按下的按鍵采用的方式為動(dòng)態(tài)掃描的方式，即分別對(duì)矩陣進(jìn)行行掃描，再進(jìn)行列掃描即可得到識(shí)別按鍵所需的 兩個(gè)坐標(biāo)值，在程序中定義全局變量 test_x,test_y 用來(lái)存儲(chǔ)鍵盤掃描得到的值。定時(shí)器 0 中斷主要輸出一定頻率的方波，定時(shí)器 1 中斷完成音長(zhǎng)的控制，在完成特定音符的音長(zhǎng)后讀取下一個(gè)音符 ,并且更新定時(shí)器 0 的初始設(shè)置值 。實(shí)際中要顯示的數(shù)字不只有 一位，所以必須在人的視覺(jué)停留的時(shí)間內(nèi)，即 1/12 秒的時(shí)間內(nèi)，把所有要顯示的數(shù)碼管全部點(diǎn)亮，才能給人感覺(jué)像是所有數(shù)碼管同一時(shí)刻全部點(diǎn)亮了。 10 數(shù)碼管實(shí)時(shí)顯示的軟件設(shè)計(jì) 數(shù)碼管顯示的部分硬件上是通過(guò) 8255 擴(kuò)展 I/O 芯片實(shí)現(xiàn)控制，且采用的為動(dòng)態(tài)數(shù)碼管顯示的方法，也就是六要數(shù)碼管共用的為一個(gè)八位數(shù)據(jù)線。代碼中，先定義了要用到的步進(jìn)電機(jī)正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)的時(shí)序數(shù)組，以使后面的程序能夠隨時(shí)更改電機(jī)接收到的脈沖時(shí)序，以達(dá)到實(shí)時(shí)地控制電機(jī)的正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)，從而實(shí)現(xiàn)旗幟的上升與下降?？梢酝ㄟ^(guò)控制脈沖個(gè)數(shù)來(lái)控制角位移量，從而達(dá)到準(zhǔn)確定位的目的；同時(shí)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，從而達(dá)到調(diào)速的目的。 4 自動(dòng)控制升旗裝置軟件設(shè)計(jì) 系統(tǒng)總程序流程圖 系統(tǒng)工作總程序流程圖如圖 8 所示： 開(kāi) 始掉 電 處 理 , 音樂(lè) 加 載按 鍵 判 斷電 機(jī) 正 轉(zhuǎn)電 機(jī) 反 轉(zhuǎn)暫 停 處 理按 暫 停 鍵按 上 升 鍵 按 下 降 鍵是 否 到 達(dá)最 高 點(diǎn)是 否 到 達(dá)最 低 點(diǎn)最 高 點(diǎn) 處 理 最 低 點(diǎn) 處 理是 是否 否 圖 8 整體程序流程圖 9 步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的軟件設(shè)計(jì) 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)。 SDA 與 SCL都需要和正電源間各接一個(gè) 2K 的上拉電阻。第 5 腳 SDA 為串行數(shù)據(jù)輸入輸出，數(shù)據(jù)通過(guò)這條 I2C 總線串行傳送，與單片機(jī)的 P27 連接。本設(shè)計(jì)中 24C08 的 3 腳是三條地址線，用于確定芯片的硬件地址。它通過(guò) SDA（串行數(shù)據(jù)線）及 SCL（串行時(shí)鐘線）兩根線在連到總線上的器件之間傳送信息，并根據(jù)地址識(shí)別每個(gè)器件：不管是單片機(jī)、存儲(chǔ)器、 LCD 驅(qū)動(dòng)器還是鍵盤接口。 外部 ROM 存儲(chǔ)器電路設(shè)計(jì) 由于設(shè)計(jì)要求要掉電后將數(shù)據(jù)保存，即重開(kāi)電源后單片機(jī)要從上次掉電前得狀態(tài)繼續(xù)執(zhí)行，故采取 I2C 總線形式掛載外部程序存儲(chǔ)器來(lái)存儲(chǔ)掉電前得數(shù)據(jù)。在確定某根行線為低電平后，再逐行檢測(cè)各列線的電平狀態(tài)。 判斷閉合鍵所在的位置：在確認(rèn)有鍵按下的情況下，即可進(jìn)入確定具體鍵的過(guò)程。只要有一列的電平為低，則表示鍵盤中有鍵被按下，而且閉合的鍵低于低電平線與 4 根行線交叉的 4 個(gè)按鈕之中。 7 具體實(shí)現(xiàn)過(guò)程如下：判斷鍵盤中有無(wú)鍵按下。電路如圖 6 示： 圖 6 矩陣 4X4 鍵盤電路 矩陣式鍵盤的按鈕識(shí)別辦法可以確定矩陣式鍵盤上何鍵被按下，采用的方法之一為“行掃描法”。當(dāng)P33 引腳輸出低電平時(shí)，三極管導(dǎo)通，蜂鳴器工作，同時(shí)二極管發(fā)光。 音樂(lè)發(fā)聲電路的設(shè)計(jì) 為了在升旗得過(guò)程中同步放出國(guó)歌的音樂(lè)，本實(shí)驗(yàn)采取蜂鳴器來(lái)奏響國(guó)歌。本試驗(yàn)所采用的開(kāi)發(fā)板上有一排六位的數(shù)碼管，每個(gè)數(shù)碼管的 8 段是由芯片 8255 得PB 口控制亮滅，即可得到所要顯示的數(shù)字，每個(gè)數(shù)碼管的公共腳分別由 8255 的PA0— PA5 經(jīng)三極管擴(kuò)流后進(jìn)行控制，原理圖如圖 4 所示： 5 圖 4 數(shù)碼管顯示電路原理圖 要在某位數(shù)碼管上顯示一個(gè)數(shù)字，首先把待顯示數(shù)字的顯示碼送給 8255 的 PB口，接著選中要顯示的位。步進(jìn)電機(jī)步序表如表 1 所示： 表 1 步進(jìn)電機(jī)步序表 步序 C4 C3 C2 C1 ULN2020輸出 單片機(jī)輸出 1 0 0 0 1 0x01 0x0e 2 0 0 1 1 0x03 0x0c 3 0 0 1 0 0x02 0x0d 4 0 1 1 0 0x06 0x09 5 0 1 0 0 0x04 0x0b 6 1 1 0 0 0x0c 0x03 7 1 0 0 0 0x08 0x07 8 1 0 0 1 0x09 0x06 如果按步序 1步序 8 輸出數(shù)據(jù)，步進(jìn)電機(jī)正轉(zhuǎn)，按步序 8— 步序一輸出數(shù)據(jù)，步進(jìn)電機(jī)反轉(zhuǎn)。兩步脈沖的時(shí)間間隔越短，步進(jìn)電機(jī)就轉(zhuǎn)的越快。 （ 2）控制步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)向 如果給定工作方式正序換相通電，電機(jī)正轉(zhuǎn)，如果按反序通電換相，電機(jī)就反轉(zhuǎn)。工作原理如下： （ 1）控制換相順序 通電換相這一過(guò)程稱為脈沖分配。 2 自動(dòng)控制升降旗整體電路設(shè)計(jì) 整體電路原理 系統(tǒng)整體電路原理框圖如圖 1 所示： 單 片 機(jī)數(shù) 碼 管 顯 示電 機(jī) 驅(qū) 動(dòng)電 機(jī)蜂 鳴 器國(guó) 旗鍵 盤 控 制 圖 1 總體電路框圖 3 3 單元電路設(shè)計(jì) 步進(jìn)電機(jī)電路的設(shè)計(jì) 根據(jù)設(shè)計(jì)要求，我們采用了步進(jìn)電機(jī)的準(zhǔn)確步進(jìn)來(lái)控制旗桿的升降，電路 圖如圖 3 所示： 圖 3 步進(jìn)電機(jī)原理圖 步進(jìn)電機(jī)是數(shù)字控制電機(jī)，不同于直流電機(jī)。 ULN2020 是高耐壓、大電流達(dá)林頓陳列，由七個(gè)硅 NPN 達(dá)林頓管組成 ,具有電流增益高、工作電壓高、溫度范圍寬、帶負(fù)載能力強(qiáng)等特點(diǎn) ,適應(yīng)于各類要求高速大功率驅(qū)動(dòng)的系統(tǒng) 。 H橋電路保證了可以簡(jiǎn)單的實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速和方向的控制，但不能很精確的控制步距和速度。 用單片機(jī)控制達(dá)林頓管使之工作在占空比可調(diào)的開(kāi)關(guān)狀態(tài)，可精確調(diào)整電動(dòng)機(jī)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)（前進(jìn)，后退，左轉(zhuǎn)，右轉(zhuǎn)）。這個(gè)電路的優(yōu)點(diǎn)是電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，其缺點(diǎn)是繼電器的響應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)，易損環(huán)，壽命短，耗電流，不能很好的驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)，可靠性不是很高。 綜上所述，我們選用方案二。步進(jìn)電機(jī)的一個(gè)顯著特點(diǎn)是具有快速的啟停能力，如果負(fù)荷不超過(guò)步進(jìn)電機(jī)所能提供的動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)矩值，就能夠立即使步進(jìn)電機(jī)啟動(dòng)或反轉(zhuǎn)。 方案二：采用步進(jìn)電機(jī)。 1 方案選擇與論證 電機(jī)的選擇與論證 方案一：采用普通的直流電 機(jī)。 發(fā)揮部分 : 1). 重新合上電源后，所顯示的旗幟高度數(shù)據(jù)不變； 2). 要求升降旗的速度可調(diào)整，調(diào)整范圍是 30— 120 秒鐘，步進(jìn) 1 秒（除 43秒 外，其他時(shí)間可與國(guó)歌不同步）； 3). 在最高升降速度下（以自選的電機(jī)參數(shù)定），能在指定的位置上自動(dòng)停止， 定位誤差≤177。電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制模塊采用集成驅(qū)動(dòng)芯片 ULN2020L，采用鍵盤作為輸入控制和數(shù)碼管作為輸出顯示，語(yǔ)音模塊采用報(bào)警蜂鳴器 (LS)電路。 湖南人文科技學(xué)院 課程設(shè)計(jì)報(bào)告 課程名稱 :單片機(jī)原理及應(yīng)用課程設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)題目 ： 自動(dòng)控制升降旗裝置 系 別： 通信與控制工程系 專 業(yè)： 通信工程 指導(dǎo)教師評(píng)語(yǔ) ： 指導(dǎo)教師簽名： 年 月 日 成績(jī)?cè)u(píng)定 項(xiàng) 目 權(quán)重 成績(jī) 鄧曉雄 王成 胡楚煊 設(shè)計(jì)過(guò)程中出勤、學(xué)習(xí)態(tài)度等 方面 課程設(shè)計(jì)質(zhì)量與答辯 設(shè)計(jì)報(bào)告書(shū)寫及圖紙規(guī)范程度 總 成 績(jī) 教研室審核意見(jiàn)： 教研室主任簽字：