【正文】 旗、降旗、國(guó)歌播放、計(jì)時(shí)，計(jì)算高度并顯示國(guó)旗實(shí)時(shí)運(yùn)行時(shí)間及所在高度等功能，這樣系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)就可以分塊完成。此時(shí)除下降鍵以外的其它鍵都不工作，等待下降鍵按下。： 按鍵操作說(shuō)明表1號(hào)2號(hào)3號(hào)開始鍵上升鍵下降鍵當(dāng)按下KEY1開始鍵時(shí)位置顯示為0，則不處理可以按鍵；當(dāng)位置顯示86cm，表示上次斷電時(shí)國(guó)旗在頂端，此時(shí)升旗無(wú)效；必須先按下下降鍵把國(guó)旗降下，才能進(jìn)行其它功能操作；按下下降鍵，國(guó)旗降至底端，才能進(jìn)行其它功能操作；開機(jī)后，國(guó)旗自動(dòng)下降至底端，開始進(jìn)行其它功能操作。連接時(shí)要注意模組接口標(biāo)示為“VDD”的腳應(yīng)與 61 板接口標(biāo)示為“+”的腳相對(duì)應(yīng)，不能接反。它們?cè)谀＝M中被標(biāo)示為 “J1” 和“J2”。當(dāng)高位為“0”時(shí)，只顯示中間的行線，不消隱。時(shí)間以s為單位，當(dāng)高位為零時(shí)自動(dòng)消隱。用SPGT62C19B模組提供的 4位共陰極 LED 數(shù)碼管做顯示器，數(shù)碼管采用 ULN2003A 為其提供驅(qū)動(dòng)電流ULN2003A 是 7路達(dá)林頓三極管陣列，這里用到了其中的 4路，分別連接到數(shù)碼管的 4個(gè)位選腳 G1~G4。3)當(dāng)下降鍵按下時(shí)，國(guó)旗從最高點(diǎn)86cm，后經(jīng)過(guò)43s的時(shí)間下降至0cm最低端處。2)如果在86cm位置，此時(shí)為升旗狀態(tài)上升的最高點(diǎn)，查詢下降鍵，等待下降鍵按下。在下次上電時(shí)，首先讀SPGT62C19B芯片的數(shù)據(jù)，檢查國(guó)旗所在的位置。前者的保護(hù)措施是通過(guò)使用電磁閥緊急滯動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)，為了保障斷電后再次加電時(shí)，國(guó)旗所在的高度和數(shù)據(jù)顯示不變。上述的按鍵，不同的優(yōu)先級(jí)是它們具有不同的使能有效時(shí)段，這樣在操作過(guò)程中不會(huì)因?yàn)檎`操作而產(chǎn)生影響。3)“開始鍵”何條件下都有效，當(dāng)按下時(shí)，系統(tǒng)會(huì)恢復(fù)原始狀態(tài)。此時(shí)程序只掃描下降鍵，下降鍵按下有效時(shí)，國(guó)旗經(jīng)43s的時(shí)間勻速下降至地端。國(guó)旗運(yùn)動(dòng)的控制：在主程序中，系統(tǒng)的按鍵共有3個(gè)，其中上升鍵、下降鍵為優(yōu)先掃描鍵，開始鍵則為高級(jí)中斷鍵。上升和下降的原理類似。處理思路為：我們分兩種情況考慮，當(dāng)余步數(shù)為0時(shí)，每次按計(jì)算的步數(shù)運(yùn)轉(zhuǎn)一定的次數(shù)就能滿足要求；當(dāng)余步數(shù)不為0時(shí)，先在循環(huán)程序中分余步數(shù)次運(yùn)轉(zhuǎn)步數(shù)的基礎(chǔ)上再加一次，然后再按正常的步數(shù)轉(zhuǎn)動(dòng)。在整個(gè)上升或下降過(guò)程中，高度（high）為總高度，可通過(guò)公式：步進(jìn)電機(jī)要轉(zhuǎn)動(dòng)的總步數(shù)： 總步數(shù)=高度（high）/；分次轉(zhuǎn)動(dòng)的次數(shù)為： 次數(shù)=總時(shí)間（time）*32；每（1/32s）走的步數(shù)： 步數(shù)=總步數(shù)/次數(shù)；除后余數(shù)的步數(shù)為： 余步數(shù)=總步數(shù)%次數(shù)。高度可調(diào)步長(zhǎng)為1㎝，可調(diào)時(shí)間間隔為1s?？刂齐姍C(jī)的轉(zhuǎn)向就可以控制國(guó)旗上升和下降，為了準(zhǔn)確實(shí)現(xiàn)可變的時(shí)間和高度控制的勻速升降，需要精確計(jì)算在一定人眼不能識(shí)別的時(shí)間內(nèi)的步進(jìn)電機(jī)的脈沖數(shù)。：圖 步進(jìn)電機(jī)不同控制模式的時(shí)序圖本次畢業(yè)設(shè)計(jì)采用“整步（FullStep）”工作方式。這樣就可以通過(guò) SPGT62C19B的6個(gè)控制引腳使兩個(gè)輸出通道發(fā)出驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)所需的脈沖信號(hào)。由于 SPGT62C19B 支持一臺(tái)步進(jìn)電機(jī)或兩臺(tái)直流電機(jī)，而不能同時(shí)控制步進(jìn)電機(jī)與直流電機(jī)，因此設(shè)置了“輸出選擇跳線”用于在步進(jìn)電機(jī)與直流電機(jī)之間切當(dāng)使用直流電機(jī)時(shí)，要將 4個(gè)短接帽都跳接到“DC MOTOR”一端；使用步進(jìn)電機(jī)時(shí)，要將 4個(gè)短接帽跳接到“STEP MOTOR”一端。因此，需要外接獨(dú)立的電源給電機(jī)供電，要求外接電源的電壓在 5V~12V 之間，并可以提供 750mA 以上 的電流。直流電機(jī)接口共有兩組，在模組上標(biāo)示為 J11 和 J12，分別對(duì)應(yīng) SPGT62C19B的 OUT1和 OUT2兩個(gè)輸出通道；直流電機(jī)的兩根引 線可以與其中一組接口相接。步進(jìn)電機(jī)和直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)輸出接口是 SPGT62C19B 驅(qū)動(dòng)芯片與電機(jī)之間的連接端口。另外，61 板的 I/O 供電電壓應(yīng)在 ~ 之間。 可以直接用 10PIN 排線將 J3 接口與 61 板 IOB 的低 8 位（即 61 板的 J6）相連。PHASE1 ：表 控制腳 PHASE1 與輸出電流的關(guān)系I01 邏輯值 I11 邏輯值輸出電流0 0 Imax1 0 2/3*Imax0 1 1/3*Imax1 1 0 SPGT62C19B 與61板之間的接口在模組上標(biāo)示為“J3” ，是 10PIN 排針的形式。： SPGT62C19B工作原理圖SPGT62C19B的控制腳有如下 6 個(gè)，： SPGT62C19B 的控制引腳引腳名稱用途20 I01通道 1 的電流大小控制17 I11通道 1 的電流大小控制16 PHASE1通道 1 的電流方向控制8 I02通道 2 的電流大小控制9 I12通道 2 的電流大小控制10 PHASE2通道 2 的電流方向控制以通道 1為例，控制口 I01與 I11的不同邏輯組合可使通道 1 輸出端產(chǎn)生不同大小的電流輸出，控制腳 I01與 ：表 控制腳 I01與 I11邏輯組合與輸出電流的關(guān)系I01 邏輯值 I11 邏輯值輸出電流0 0 Imax1 0 2/3*Imax0 1 1/3*Imax1 1 0 上表中，Imax 是輸出電流的上限值，它與圖 中 Vref 和 Rs 的值有關(guān)。SPGT62C19 的內(nèi)部由兩組完全相同的控制電路組成了兩路輸出通道。每一個(gè) H橋都有各自獨(dú)立的使能引腳，因此非常適合于需要獨(dú)立控制的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。SPGT62C19B 是低電壓?jiǎn)纹讲竭M(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器集成電路芯片，可驅(qū)動(dòng)一臺(tái)兩相步進(jìn)電機(jī)，或者 兩臺(tái)直流電機(jī)。4 位數(shù)碼管：4位 8段共陽(yáng)極 LED 數(shù)碼管，可用作電機(jī)轉(zhuǎn)速顯示，也可用于顯示其他內(nèi)容。當(dāng)直流電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，光柵將不斷改變紅外對(duì)管的通斷狀態(tài)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)直流電機(jī)轉(zhuǎn)速的測(cè)量。直流電機(jī)：電機(jī)型號(hào)為 310CA，工作電壓 3V~12V，在 5V 電壓下空載轉(zhuǎn)速約 4000 轉(zhuǎn)/分。直流電機(jī)接口：由于 SPGT62C19B 可同時(shí)驅(qū)動(dòng)兩臺(tái)直流電機(jī)，因此留出了兩組直流電機(jī)接口， 在模組上分別標(biāo)示為 J11 和 J12。步進(jìn)電機(jī)：35BYJ26 型號(hào)永磁式步進(jìn)減速電機(jī)，工作方式為兩相四拍。模組提供了步進(jìn)電機(jī)和直流電機(jī)各一臺(tái)，可通過(guò)對(duì)輸出選擇跳線的設(shè)定來(lái)切換當(dāng)前工作的電機(jī)類型。使用時(shí)可選擇其中一組插座作為電機(jī)驅(qū)動(dòng)電源輸入端。外接電源插座：為 SPGT62C19B提供電機(jī)驅(qū)動(dòng)電源的插座。外接電源指示燈：SPGT62C19B電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片的邏輯控制電源與電機(jī)驅(qū)動(dòng)電源是各自獨(dú)立供電的，可以外接 5V~12V 的電機(jī)驅(qū)動(dòng)電源。數(shù)碼管控制接口：模組與單片機(jī)的接口，為兩組 10PIN 排針，可以直接與“61 板”連接，實(shí)現(xiàn) 對(duì) 4 位 LED 數(shù)碼管的控制。：： SPCE061A管腳描述表管腳名稱編號(hào)類型描述 IOA [15:8]46~39輸入輸出IOA[15:8]：雙向 IO 端口IOA [7:0]34~27輸入輸出IOA[7:0]：通過(guò)編程，可設(shè)置成喚醒管腳IOA[6:0]：與 ADC Line_In 輸入共用IOB [15:11] IOB10IOB9IOB8IOB7IOB6IOB5IOB4IOB3IOB2IOB1IOB050~54 5758596061626364656667輸入輸出輸入輸出 輸入輸出 輸入輸出 輸入輸出 輸入輸出 輸入輸出 輸入輸出 輸入輸出 輸入輸出 輸入輸出IOB[15:11] ：雙向 IO 端口。’nSP?微處理器；l 工作電壓(CPU) VDD 為 ~ (I/O) VDDH 為 ~l CPU 時(shí)鐘：~；l 內(nèi)置 2K字 SRAM；l 內(nèi)置 32KFLASH；l 可編程音頻處理；l 晶體振蕩器；l 系統(tǒng)處于備用狀態(tài)下(時(shí)鐘處于停止?fàn)顟B(tài))，耗電僅為 2181。由于具有語(yǔ)音處理的特色，即便是不掛接額外的硬件，下載一些開發(fā)環(huán)境下提供的程序就可以實(shí)現(xiàn)一個(gè)復(fù)讀機(jī)、語(yǔ)音萬(wàn)年歷之類的系統(tǒng)， 因此可以完成國(guó)歌的播放。所以，采用 SPCE061A 單片機(jī)進(jìn)行開發(fā)比采用傳統(tǒng)單片機(jī)進(jìn)行開發(fā)的過(guò)程簡(jiǎn)化很多，簡(jiǎn)單的說(shuō)它的 開發(fā)過(guò)程就是首先在開發(fā)環(huán)境中編程，把編好的程序下載到開發(fā)系統(tǒng)上，通過(guò)開發(fā)環(huán)境提供的各類調(diào)試窗口進(jìn)行仿真調(diào)試或者直接運(yùn)行。該開發(fā)系統(tǒng)擺脫了傳統(tǒng)、繁鎖的單片機(jī)學(xué)習(xí)方式，將當(dāng)今最流行、最經(jīng)濟(jì)有效的學(xué)習(xí)方案完美地整合在了同一個(gè)系統(tǒng)中，是一個(gè)快捷、高效、靈活的單片機(jī)學(xué)習(xí)、開發(fā)方案。SPCE061A單片機(jī)里面整合了進(jìn)行在線編程控制的功能模塊，試驗(yàn)過(guò)程中無(wú)需拔插任何電纜和芯片，也無(wú)需切換電源，配合下載線，就可輕松地將編譯好的代碼下載到開發(fā)系統(tǒng)上進(jìn) 行驗(yàn)證或演示，整個(gè)過(guò)程只需利用鼠標(biāo)操作即可。而且備齊這些設(shè)備往往需要一筆昂貴的費(fèi)用。而且該模組針對(duì) SPCE061A 單片機(jī)設(shè)計(jì)，可以方便地用排線與 SPCE061A 精簡(jiǎn)開發(fā)板（即“61 板” ）連接，可作為單片機(jī)開發(fā)前期，所以用SPGT62C19B 電機(jī)控制模組作為畢業(yè)設(shè)計(jì)硬件，與凌陽(yáng)SPCE061A共同完成此次畢業(yè)設(shè)計(jì)。第3章 自動(dòng)控制升降旗系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)鑒于SPGT62C19B電機(jī)控制模組是為學(xué)生以及單片機(jī)愛(ài)好者學(xué)習(xí)步進(jìn)電機(jī)和直流電機(jī)控制而設(shè)計(jì)的學(xué)習(xí)套件。方案二：用LCD液晶顯示器顯示，優(yōu)點(diǎn)是能顯示更多的字符，有著良好的人機(jī)界面，缺點(diǎn)是控制比較復(fù)雜，性能價(jià)格比較高。綜上所述，本次畢業(yè)設(shè)計(jì)采用方案二。步進(jìn)電機(jī)不需要使用傳感器就能精確定位，而且通過(guò)給定的脈沖周期，能夠以任意速度轉(zhuǎn)動(dòng)，定矩運(yùn)動(dòng)較精確。所以步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速與脈沖信號(hào)的頻率成正比。方案二：采用步進(jìn)電機(jī)控制升降旗運(yùn)動(dòng)，步進(jìn)電機(jī)是一種作為控制用的特種電機(jī), 它的旋轉(zhuǎn)是以固定的角度(稱為“步距角”)一步一步運(yùn)行的, 其特點(diǎn)是沒(méi)有積累誤差(精度為100%), 所以廣泛應(yīng)用于各種開環(huán)控制。從以下幾個(gè)方面闡述本系統(tǒng)的方案。綜上所述，本次畢業(yè)設(shè)計(jì)采用方案二?？煞奖愕耐瓿梢幌盗谐思拥倪\(yùn)數(shù)，實(shí)現(xiàn)一些數(shù)據(jù)處理比較容易，別的單片機(jī)一般都不具備這種功能。凌陽(yáng)61單片機(jī)耗電少，可以滿足很多手提設(shè)備、掌上設(shè)備低能耗的需求，低能耗也是電子技術(shù)一直在追求的一個(gè)目標(biāo)。此外使用凌陽(yáng)公司提供的音頻函數(shù)庫(kù)和SPCE061A豐富的時(shí)基中斷可以方便地實(shí)現(xiàn)功能擴(kuò)展。～，速度可以滿足電機(jī)控制對(duì)實(shí)時(shí)性的要求；內(nèi)置2K Words 的SRAM，為浮點(diǎn)運(yùn)算提供了足夠的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器空間；具有7個(gè)觸鍵喚醒中斷和2個(gè)外部中斷，可以滿足本系統(tǒng)中鍵盤和傳感器對(duì)外部中斷的要求；凌陽(yáng)自帶的三種格式的音樂(lè)播放格式能播放不同質(zhì)量，長(zhǎng)度的音樂(lè)。另外，增強(qiáng)型單片機(jī)在線操作不易掌握，需要用仿真器來(lái)實(shí)現(xiàn)軟硬件調(diào)試，較為繁瑣。方案一：采用AT89C51單片機(jī)實(shí)現(xiàn)，單片機(jī)軟件編程自由度大，可用編程實(shí)現(xiàn)各種控制算法和邏輯控制。 第三部分是搭接61板和SPGT62C19B電機(jī)模組的各個(gè)模塊，用61板自帶仿真器調(diào)試，上電后一切運(yùn)行正常，系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)預(yù)期的目標(biāo)。第二部分是軟、硬件仿真，程序采用C語(yǔ)言和匯編語(yǔ)言混合編寫，通過(guò)61板自帶的編譯軟件進(jìn)行編譯調(diào)試，硬件電路用IDE軟件繪制。本文主要介紹了自動(dòng)控制升降旗系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)方法，相應(yīng)的電路原理、以及各元器件性能型號(hào)的選擇，內(nèi)容主要分為三部分：第一部分是硬件和軟件的設(shè)計(jì)，包括硬件電路方案的設(shè)計(jì)、元器件的選擇等，具體的硬件電路包括步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路，SPCE061A單片機(jī)的最小系統(tǒng)電路。3) 旗幟的位置及升降旗的時(shí)間可實(shí)時(shí)顯示。國(guó)歌播放時(shí)間位43S；升降旗的時(shí)間均為43S。本系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)以下功能：1) 按上升鍵后，國(guó)旗勻速上升，同時(shí)演奏國(guó)歌，上升到最高端自動(dòng)停止，國(guó)歌停奏。本系統(tǒng)的工作過(guò)程首先在液晶顯示器上顯示操作的提示信息，通過(guò)鍵盤輸入單片機(jī)，系統(tǒng)發(fā)出信號(hào)到電機(jī)控制器控制步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的動(dòng)作，通過(guò)滑輪的傳動(dòng)完成升旗和降旗。凌陽(yáng)SPCE061A單片機(jī)作為一款語(yǔ)音功能卓越16位單片機(jī)受到越來(lái)越多業(yè)內(nèi)人士的青睞，因此順應(yīng)單片機(jī)發(fā)展的要求，學(xué)習(xí)凌陽(yáng)單片機(jī)的軟件設(shè)計(jì)是我們學(xué)習(xí)的需求，也是適應(yīng)社會(huì)智能化、自動(dòng)化的趨勢(shì)。nSP為內(nèi)核的SPMC75F系列單片機(jī)，用于變頻馬達(dá)驅(qū)動(dòng)控制，廣泛應(yīng)用于變頻家電、工業(yè)變頻器、工業(yè)控制等領(lǐng)域。nSP系列 16 位單片機(jī)主要產(chǎn)品有：帶語(yǔ)音功能的 SPCE 通用單片機(jī)系列，工業(yè)控制級(jí)控制型的SPMC通用單片機(jī)系列，應(yīng)用于視頻游戲類產(chǎn)品的 SPG系列單片機(jī)，帶有LCD顯示驅(qū)動(dòng)的SPL16系列單片機(jī)、專用于通訊產(chǎn)品的SPT系列單片機(jī)，應(yīng)用于高檔電子樂(lè)器、和弦發(fā)聲的SPF系列單片機(jī)等等。nSP內(nèi)核為中心，集成不同規(guī)模的ROM、RAM和功能豐富的各種外設(shè)接口部件，將單片機(jī)應(yīng)用引領(lǐng)到SOC（System on Chip）領(lǐng)域。nSP所形成的16位μ39。nSP）?！?凌陽(yáng)科技的 16位單片機(jī)的CPU內(nèi)核采用凌陽(yáng)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的μ39。凌陽(yáng)科技 (Sunplus Technology Co., Ltd.)是全球知名的芯片設(shè)計(jì)公司，致力于開發(fā)高品質(zhì)的集成電路芯片。Automatical。該系統(tǒng)簡(jiǎn)單實(shí)用，可擴(kuò)展性較強(qiáng)，稍有改動(dòng)即可實(shí)現(xiàn)半旗和不同國(guó)家升旗的功能。系統(tǒng)采用