【正文】 凌陽公司的61板作為主控單元，以SPGT62C19B電機(jī)模組作為運(yùn)動驅(qū)動電路，控制電機(jī)轉(zhuǎn)動，再通過滑輪的傳動完成升旗和降旗。自動控制升降旗系統(tǒng)的設(shè)計沈陽航空航天大學(xué)北方科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）摘 要本文設(shè)計了一個升降旗自動控制系統(tǒng)，可自動完成升降旗過程，能避免人為升降國旗與國歌演奏時間不協(xié)調(diào)的問題。系統(tǒng)有上升鍵和下降鍵，在按下上升鍵時，國旗勻速上升，同時自動演奏國歌，當(dāng)上升到最高端時自動停止，國歌停奏；按下下降鍵時，國旗勻速下降，降到最低端時自動停止，下降過程中不演奏國歌。在升降旗的過程中LED顯示器實(shí)時顯示出國旗所在的高度及所用時長。關(guān)鍵詞：61板；自動控制；升降旗AbstractThis paper illustrates the design of a automatic ascend or fall nation flag system, it can ascend or fall nation flag of the automatic system, while it can avoid the coordinate of human attempt or effort nation flag and play nation anthem. The system has the keys of ascend and fall. To press the key of ascend, flag ascends with welldistributed and play nation anthem. When nation flag go up the highest, the step motor will stop turn. To press the key of fall, flag falls with welldistributed . When nation flag fall down the lowest, the step motor will stop turn. In the process of fall down, won’t play nation anthem.This system uses SPCE061A（abbreviation“61board” ）of Sunplus singlechip as the main control unit. And use SPGT62C19B Dual FullBridge Motor Drive as the driving circuit，which control turn of step motor and use the pulley to drive the national flag to rise or lower . In the process, the LED shows the time and the height of the national flag. The system is simple and practical, the extend markup very robust , it can acplish halfmast and rise flag of different country if this system will little change.Key words: 61board。raise and up the flag目 錄第1章 緒論 1 1 2 2第2章 自動控制升降旗系統(tǒng)的方案論證 4 4 4 5第3章 自動控制升降旗系統(tǒng)的硬件設(shè)計 6 6 10 10 14 16 18 18第4章 自動控制升降旗系統(tǒng)的軟件設(shè)計 20 20 21 22 23第5章 系統(tǒng)調(diào)試與結(jié)果分析 25 25 25 27結(jié)論與創(chuàng)新 29致 謝 30參考文獻(xiàn) 31附錄Ⅰ 自動控制升降旗系統(tǒng)程序清單 32附錄Ⅱ 自動控制升降旗系統(tǒng)元器件清單 65IV沈陽航空工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）I沈陽航空航天大學(xué)北方科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）第1章 緒論自動升、降旗系統(tǒng)適應(yīng)領(lǐng)域廣泛，在許多政府部門、學(xué)校、廣場和大型企業(yè)隨處可見到國旗的飄揚(yáng)，隨著信息時代的飛速發(fā)展，人們物質(zhì)生活逐步提高，特別是伴隨著自動控制和單片機(jī)測控技術(shù)發(fā)展，可以使用自動控制系統(tǒng)來完成國旗的升、降控制、使升、降旗速度與國歌演奏時間準(zhǔn)確配合，從而避免了人為升，降國旗與國歌演奏時間不協(xié)調(diào)而出現(xiàn)的尷尬場面發(fā)生，保證了國旗升、降儀式的嚴(yán)肅性。凌陽科技運(yùn)用多媒體影音、單片微處理器、數(shù)字信號處理器(DSP)等核心技術(shù)，發(fā)展出多樣化的產(chǎn)品線，包括液晶IC、微控器IC、多媒體IC、語音、音樂IC及各式ASIC，并逐年擴(kuò)增中。nSP（Microcontroller and Signal Processor）16位微處理器（以下簡稱μ39。而圍繞μ39。nSP系列單片機(jī)采用的是模塊化集成結(jié)構(gòu)，以μ39。 　凌陽科技的μ39。凌陽科技新近又推出了以μ39。 單片機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域越來越廣泛，無論是在生活、生產(chǎn)上，單片機(jī)無處不在。本系統(tǒng)采用凌陽公司的SPCE061A十六位單片機(jī)作為主控單元，步進(jìn)電機(jī)作為運(yùn)動驅(qū)動電路, SPCE061A自帶鍵盤作為系統(tǒng)的輸入,通過液晶顯示器輸出系統(tǒng)信息。升降旗過程中能實(shí)時顯示國旗的高度和時間，且升降旗均為勻速運(yùn)動；國旗能在指定位置自動停止。按下降鍵后，國旗勻速下降，下降到最低端自動停止。2) 可以避免誤動作，國旗在最高端時按上升鍵不起作用；在最低端時，按下降鍵不起作用。4) 關(guān)斷電源后再重新上電，旗幟所在的高度數(shù)據(jù)顯示不變。軟件設(shè)計采用模塊化的設(shè)計，具體的模塊包括系統(tǒng)主程序，升降旗子程序，時間、位置顯示子程序等，繪制軟件流程圖后，用C語言和匯編語言混編的形式編程。程序調(diào)好后，利用軟件生成61單片機(jī)能識別的后綴為“.s37”的機(jī)器碼文件，然后把程序下載到凌陽SPCE061A sunplus軟件運(yùn)行環(huán)境下，運(yùn)行程序和IDE環(huán)境下的電路來實(shí)現(xiàn)設(shè)計要求的各功能。 第2章 自動控制升降旗系統(tǒng)的方案論證單片機(jī)（即CPU）是本系統(tǒng)的工作核心，它的選擇不僅關(guān)系到系統(tǒng)的工作效率，同時也為系統(tǒng)的工作提供可靠的保障，因此CPU的選擇是系統(tǒng)的關(guān)鍵所在。但是AT89C51需外接模數(shù)轉(zhuǎn)換器來滿足數(shù)據(jù)采樣，硬件電路相對復(fù)雜。方案二：采用凌陽公司推出的SPCE061A語音單片機(jī)及其開發(fā)板61板作為控制模塊。SPCE061A可以通過在線調(diào)試器Probe和EZ_Probe實(shí)現(xiàn)在線程序下載和調(diào)試，極大地提高了開發(fā)效率。具有保密能力WatchDog功能。可方便的用來實(shí)現(xiàn)聲音錄制、播放、Midi音樂合成和語音識別，相比別的單片機(jī)比較有特色。芯片里具備在線仿真調(diào)試電路，使調(diào)試和程序下載更加方便，也把仿真器和燒錄器的成本給節(jié)省下來了。電機(jī)在本系統(tǒng)中是國旗升降的主要控制部件，它為系統(tǒng)提供動力支持。方案一：采用直流電機(jī)控制升降旗運(yùn)動，直流電機(jī)力量大，能獲得較大的啟動轉(zhuǎn)矩，相應(yīng)快，但控制復(fù)雜，不能自鎖。步進(jìn)電機(jī)的運(yùn)行要有一電子裝置進(jìn)行驅(qū)動, 這種裝置就是步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器, 它是把控制系統(tǒng)發(fā)出的脈沖信號轉(zhuǎn)化為步進(jìn)電機(jī)的角位移, 或者說: 控制系統(tǒng)每發(fā)一個脈沖信號, 通過驅(qū)動器就使步進(jìn)電機(jī)旋轉(zhuǎn)一步距角。所以，控制步進(jìn)脈沖信號的頻率，可以對電機(jī)精確調(diào)速；控制步進(jìn)脈沖的個數(shù)，可以對電機(jī)精確定位目的。雖然步進(jìn)電機(jī)不能高速轉(zhuǎn)動，但根據(jù)題目要求的時間和移動距離，步進(jìn)電機(jī)完全能夠符合要求，是該種要求下廣泛使用的一種電機(jī)。方案一：用LED數(shù)碼管顯示旗幟所在的高度和升降旗時間，本題中只需要4只LED數(shù)碼管進(jìn)行動態(tài)顯示高度、時間，優(yōu)點(diǎn)是接口簡單，易于控制，而且比較直觀，可視化較強(qiáng)?；谏鲜龇治?，所以選擇方案一。且模組采用凌陽 SPGT62C19B電機(jī)驅(qū)動芯片，配置兩相步進(jìn)電機(jī)和直流電機(jī)各一臺，使用該模組的步進(jìn)電機(jī)作為升降旗電機(jī)，再通過滑輪的傳動完成升旗和降旗，該模組提供4位LED數(shù)碼管，可用來顯示升降國旗的所在高度及所用時長。凌陽SPCE061A板SPGT62C19B電機(jī)模組 系統(tǒng)硬件方框圖 傳統(tǒng)的單片機(jī)學(xué)習(xí)硬件方案是編程器+開發(fā)系統(tǒng)+仿真器，由于這些設(shè)備相互之間各自獨(dú)立，在做畢業(yè)設(shè)計時，需要反復(fù)不停地拔插電纜、芯片、電源等，其繁瑣的連線和復(fù)雜的操作，極大的降低了畢業(yè)設(shè)計的效率，如稍有不慎就有可能造成器件和設(shè)備的損壞，會帶來不必要的麻煩或損失。SPCE061A 單片機(jī)學(xué)習(xí)開發(fā)系統(tǒng)將開發(fā)軟件、單片機(jī)開發(fā)系統(tǒng)（或稱“實(shí)驗(yàn)板” ）、下載線 、編程器、仿真器進(jìn)行完美的結(jié)合。當(dāng)然也可以使用配套的開發(fā)環(huán)境直接對實(shí)驗(yàn)板上的資源進(jìn)行在線仿真。有了這個開發(fā) 系統(tǒng)就同時擁有了學(xué)習(xí)實(shí)驗(yàn)板、下載線、編程器、仿真器，具有非凡的性價比，因此很適合我們大學(xué)生學(xué)習(xí)和開發(fā)?！?1 板”是 SPCE061A EMU BOARD 的簡稱，是 SPCE061A 單片機(jī)的開發(fā)系統(tǒng)，通過掛接不同的硬件和下載不同的程序就可實(shí)現(xiàn)各類特定功能的系統(tǒng)。凌陽SPCE061A單片機(jī)性能：l 16 位181。A；l 2個 16位可編程定時器/計數(shù)器(可自動預(yù)置初始計數(shù)值)；l 2個 10位 DAC(數(shù)模轉(zhuǎn)換)輸出通道；l 32位通用可編程輸入/輸出端口；l 14個中斷源可來自定時器 A / B，時基，2個外部時鐘源輸入鍵喚醒；l 具備觸鍵喚醒的功能；l 使用凌陽音頻編碼 SACM_S240 方式( 位/秒)，能容納 210 秒的語音數(shù)據(jù)；l 鎖相環(huán) PLL 振蕩器提供系統(tǒng)時鐘信號；l 32768Hz 實(shí)時時鐘；l 7 通道 10 位電壓模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)和單通道聲音模數(shù)轉(zhuǎn)換器；l 聲音模數(shù)轉(zhuǎn)換器輸入通道內(nèi)置麥克風(fēng)放大器和自動增益控制(AGC)功能；l 具備串行設(shè)備接口；l 具有低電壓復(fù)位(LVR)功能和低電壓監(jiān)測(LVD)功能；l 內(nèi)置在線仿真電路 ICE（In Circuit Emulator）接口；l 具有保密能力；l 具有 WatchDog 功能。IOB10~0 除用作普通的IO 端口，還可作為： IOB10：通用異步串行數(shù)據(jù)發(fā)送管腳 TxIOB9：TimerB 脈寬調(diào)制輸出管腳 BPWMO IOB8：TimerA 脈寬調(diào)制輸出管腳 APWMO IOB7：通用異步串行數(shù)據(jù)接收管腳 Rx IOB6：雙向 IO 端口IOB5：外部中斷源 EXT2 的反饋管腳 IOB4：外部中斷源 EXT1 的反饋管腳 IOB3：外部中斷源 EXT2IOB2：外部中斷源 EXT1IOB1：串行接口的數(shù)據(jù)傳送管腳IOB0：串行接口的時鐘信號DAC112 輸出DAC1 數(shù)據(jù)輸出管腳DAC213 輸出DAC2 數(shù)據(jù)輸出管腳X32I2 輸入32768Hz 晶振輸入管腳X32O1 輸出32768Hz 晶振輸出管腳VCOIN70 輸入PLL 的 RC 濾波器連接管腳AGC16 輸入AGC 的控制管腳MICN19 輸入麥克風(fēng)負(fù)向輸入管腳MICP21 輸入麥克風(fēng)正向輸入管腳MICOUT18 輸出麥克風(fēng) 1 階放大器輸出管腳，管腳外接電阻決定 AGC增益倍數(shù)OPI17 輸入麥克風(fēng) 2 階放大器輸入管腳模組的平面圖如圖 所示：電機(jī)控制接口 外接電源插座 外接電源指示燈 紅外對管 SPGT62C19B 輸出選擇跳線 直流電機(jī)直流電機(jī)接口 光柵轉(zhuǎn)盤 ULN2003A 步進(jìn)電機(jī) 步進(jìn)電機(jī)接口 4位數(shù)碼管 數(shù)碼管控制 接口 SPGT62C19B電機(jī)模組平面圖上述結(jié)構(gòu)圖中各部分說明如下：電機(jī)控制接口：模組與單片機(jī)的接口，為 10PIN 排針，可以直接與“61 板”連接，實(shí)現(xiàn)電機(jī)控制。SPGT62C19B：電機(jī)驅(qū)動芯片，可驅(qū)動一臺雙極性兩相步進(jìn)電機(jī)，或者兩臺直流電機(jī)。當(dāng)接通了電機(jī)驅(qū)動電源時，外接電源指示燈會點(diǎn)亮。共有兩組電源插座，分別為 2PIN 針座（可接 61 板電池盒或其他直流電源）和 DC 穩(wěn)壓電源插座（可接直流穩(wěn)壓電源）。輸出選擇跳線：該組跳線用來選擇 SPGT62C19B 芯片控制的電機(jī)。步進(jìn)電機(jī)接口：該接口為 4PIN 插針形式，用于連接 SPGT62C19B 驅(qū)動芯片和兩相步進(jìn)電機(jī)。在步進(jìn)電機(jī)面板上安裝有刻度盤，以便于在實(shí)驗(yàn)中觀察電機(jī)的轉(zhuǎn)動狀態(tài)。可以將模組提供的直流電機(jī)接在其中一組接口上。光柵轉(zhuǎn)盤和紅外對管：在直流電機(jī)的轉(zhuǎn)軸上安置了光柵轉(zhuǎn)盤，光柵轉(zhuǎn)盤的兩側(cè)分別裝有鼠標(biāo)用紅外發(fā)射和接收管。ULN2003A：ULN2003A 是單片式 7 路達(dá)林頓三極管陣列，在本模組中用來驅(qū)動 4 位 LED 數(shù)碼管。根據(jù)畢業(yè)設(shè)計題目的要求，用凌陽SPCE061A板自帶的語音芯片及喇叭播放國歌，SPGT62C19B電機(jī)模組的步進(jìn)電機(jī)作為國旗升降的運(yùn)動支持，4位數(shù)碼管顯示國旗升降的高度和時間顯示。它帶有雙路 H 橋，可分別驅(qū)動兩個獨(dú)立的 PNP功率管。SPGT62C19B輸出電壓可達(dá) 4