【正文】 故用其作為穩(wěn)壓芯片。本設(shè)計中我們所需的5V電源使用L7805CV芯片完成。41第4章 系統(tǒng)硬件設(shè)計根據(jù)系統(tǒng)要實(shí)現(xiàn)的功能，本系統(tǒng)分為五個模塊：穩(wěn)壓模塊、驅(qū)動模塊、鍵盤模塊、顯示模塊和控制模塊。我們利用電機(jī)拖動和數(shù)字電路的知識設(shè)計了云臺控制裝置，該控制裝置的設(shè)計采用模塊化結(jié)構(gòu)，采用AT89S52單片機(jī)芯片作為中央處理芯片，用LM297和LM298集成芯片驅(qū)動步進(jìn)電機(jī)，采用L7805CV和L7812CV芯片作為三端集成線性穩(wěn)壓電源，采用LCD進(jìn)行顯示。該系統(tǒng)的設(shè)計很好的滿足了各行業(yè)的需求，是一個理想的智能化的設(shè)計，還能夠?qū)π盘栠M(jìn)行跟蹤，功能較多，造價低，應(yīng)用非常廣泛。本裝置有很好的固定裝置而且價格便宜、操作簡單靈活。、實(shí)用性、可行性本裝置的研制是在控制領(lǐng)域的新應(yīng)用，該云臺控制裝置，不僅能自動或手動的進(jìn)行上下移動和水平轉(zhuǎn)動，而且能夠?qū)Ω叨群徒嵌冗M(jìn)行任意的設(shè)置，而且能對某些信號進(jìn)行跟蹤，從而實(shí)現(xiàn)一定范圍內(nèi)的定位，并且當(dāng)超過預(yù)設(shè)范圍時還具有自動報警的功能。/秒。其水平最高轉(zhuǎn)速可達(dá)40～50176。/秒。/秒，垂直轉(zhuǎn)動速度為3176。（4）若用交流電機(jī)，轉(zhuǎn)動速度固定，一般為水平轉(zhuǎn)動速度為4176。(2)對于控制移動或轉(zhuǎn)動部分用第一種方案實(shí)現(xiàn)原理太簡單，用第二種方案使用鍵盤控制，易于控制，操作簡單、方便，故選用第二種方案。（二） 方案比較及確定（1）若用LED數(shù)碼管顯示，LED數(shù)碼管亮度高、小巧輕便，但是電路復(fù)雜，顯示信息量較??；LCD的優(yōu)點(diǎn)是：工作電流較小、功耗很低，而且可以清晰顯示大量信息，趣味性強(qiáng)。（1）用交流電機(jī)。3．電源部分：(1)購買開關(guān)電源。（1）用按鍵控制動作。 系統(tǒng)設(shè)計方案（一）系統(tǒng)設(shè)計方案的提出本設(shè)計是基于AT89S52單片機(jī)的鍵盤控制及顯示電路設(shè)計，從系統(tǒng)的設(shè)計功能上看，系統(tǒng)可分為四大部分，即數(shù)字顯示部分、控制移動或轉(zhuǎn)動部分、電源部分和電機(jī)驅(qū)動部分，對于每一個部分都有不同的設(shè)計方案，起初我們組擬訂了下面兩種方案：(1) 采用LED 數(shù)碼管顯示，利用多個數(shù)碼管來顯示數(shù)字。其工作電壓的不同也決定了該云臺的整體工作電壓，我們使用了直流5V和直流12V。根據(jù)設(shè)計的思想，所畫的系統(tǒng)總體框圖如下所示：圖一 系統(tǒng)整體框圖主控芯片為AT89S52，采用4*4鍵盤，其上不同的按鍵代表不同的功能；采用紅外進(jìn)行光源檢測，采用LCD液晶顯示屏進(jìn)行顯示，用LM297和LM298集成芯片驅(qū)動步進(jìn)電機(jī)，采用L7805CV和L7812CV芯片作為三端集成線性穩(wěn)壓電源。 系統(tǒng)設(shè)計思想本次所設(shè)計的云臺控制系統(tǒng)，在一定范圍內(nèi)，能完成垂直方向的移動和水平方向的轉(zhuǎn)動，從而達(dá)到對目標(biāo)的實(shí)時跟蹤和精確定位。本次設(shè)計的重要意義還在于對單片機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和工作狀態(tài)做更進(jìn)一步的了解，同時還對單片機(jī)的接口技術(shù)，中斷技術(shù)，存儲方式和控制方式作更深層次的了解。能夠很好的進(jìn)行實(shí)時監(jiān)控和精確定位。攝像頭安裝于云臺之上，通過開關(guān)電源，就可實(shí)現(xiàn)攝像頭在垂直方向進(jìn)行俯仰運(yùn)動、水平方向進(jìn)行擺動，從而調(diào)整監(jiān)視位置。在實(shí)時監(jiān)控、在線直播、公安、教育等許多領(lǐng)域都需要用到計算機(jī)控制云臺動作及攝像機(jī)鏡頭的焦距、景深、光圈。云臺系統(tǒng)已經(jīng)運(yùn)用到了生活的幾乎每一個場所，當(dāng)需要對某個地方進(jìn)行實(shí)時監(jiān)控時，就可以很方便的運(yùn)用其代替人力，很大程度上降低了人力資源，并且還可以根據(jù)需要進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控，這一點(diǎn)在生活中是及其有利的，它很大程度上節(jié)約了時間。步進(jìn)電機(jī)作為云臺的轉(zhuǎn)動器件，它的工作可靠性直接影響了云臺的質(zhì)量。電動云臺是由兩臺執(zhí)行電動機(jī)來實(shí)現(xiàn)，電動機(jī)接受來自控制器的信號精確地運(yùn)行定位。電動云臺適用于對大范圍進(jìn)行掃描監(jiān)視，它可以擴(kuò)大攝像機(jī)的監(jiān)視范圍。攝像機(jī)云臺是一種安裝在攝像機(jī)支撐物上的工作平臺，用于攝像機(jī)與支撐物之間的連接，同時它具有水平和垂直運(yùn)動的功能，在云臺水平、垂直運(yùn)動的同時，它也帶動攝像機(jī)做相同的運(yùn)動，這樣就可以通過控制云臺的運(yùn)動來控制攝像機(jī)的運(yùn)動，它與攝像機(jī)配套使用能達(dá)到擴(kuò)大監(jiān)視范圍的目的，提高了攝像機(jī)的使用價值。二維云臺的結(jié)構(gòu)設(shè)計和運(yùn)動仿真畢業(yè)設(shè)計論文緒 論安全監(jiān)控是隨著人們生活生產(chǎn)需求應(yīng)運(yùn)而生的一項(xiàng)安全技術(shù)，安防系統(tǒng)由前端、傳輸、信息處理/控制/顯示/通信三大單元組成。云臺系統(tǒng)作為前端轉(zhuǎn)動控制部件，在整個系統(tǒng)中起到非常重要的作用。云臺分為固定云臺和電動云臺，固定云臺適用于監(jiān)視范圍不大的情況，在固定云臺上安裝好攝像機(jī)后可調(diào)整攝像機(jī)的水平和俯仰的角度，達(dá)到最好的工作姿態(tài)后只要鎖定調(diào)整機(jī)構(gòu)就可以了。目前這兩類云臺廣泛應(yīng)用于各種場所，固定云臺適用于小范圍的監(jiān)視；電動云臺適用于對大范圍進(jìn)行掃描監(jiān)視，它可以擴(kuò)大攝像機(jī)的監(jiān)視范圍。在控制信號的作用下，云臺上的攝像機(jī)既可自動掃描監(jiān)視區(qū)域，也可在監(jiān)控中心值班人員的操縱下跟蹤監(jiān)視對象。目前國內(nèi)外的云天控制技術(shù)系統(tǒng)已經(jīng)相當(dāng)?shù)某墒?，它給人們的生產(chǎn)生活帶來了極大的便利，為人們的生命財產(chǎn)安全提供了相當(dāng)大的保障。目前市面上所生產(chǎn)的云臺控制器，大都采用一體化設(shè)計，這種設(shè)計方法具有密封性能好、集成度高便于安裝等優(yōu)點(diǎn)。云臺是一種設(shè)備，專門用于監(jiān)控時調(diào)整攝像頭位置。云臺鏡頭控制系統(tǒng)除了控制攝像頭的俯仰和水平運(yùn)動控制外，通常還要控制電子鏡頭（安裝于攝像頭前端、電機(jī)控制的光學(xué)鏡頭）的聚焦、光圈和變倍等，以便調(diào)整視野范圍和清晰度。本次設(shè)計注重對單片機(jī)工作原理以及鍵盤控制及顯示原理的理解和應(yīng)用，以便今后自己在單片機(jī)領(lǐng)域的學(xué)習(xí)和開發(fā)打下基礎(chǔ)，提高自己的動手能力和設(shè)計能力，培養(yǎng)創(chuàng)新能力，豐富自己的理論知識，做到理論和實(shí)踐相結(jié)合。此次設(shè)計更進(jìn)一步了解基本電路的設(shè)計流程，提高自己的設(shè)計理念，豐富自己的理論知識，鞏固所學(xué)知識，使自己的動手動腦能力有更進(jìn)一步提高，為自己今后的學(xué)習(xí)和工作打好基礎(chǔ)，為自己的專業(yè)技能打好基礎(chǔ)。本設(shè)計中我們用at89s52單片機(jī)進(jìn)行控制，通過鍵盤可以實(shí)現(xiàn)手動云臺控制，使其做垂直方向的上下移動60cm和水平方向的左右轉(zhuǎn)動60度；通過按鍵實(shí)現(xiàn)云臺自動和手動控制的切換，當(dāng)切換到自動檔時，能使云臺自動跟蹤某一可見光源（40W燈泡），用步進(jìn)電機(jī)進(jìn)行調(diào)速。該云臺有兩個電機(jī)（一大一?。?，分別負(fù)責(zé)云臺的上下和左右方向的轉(zhuǎn)動。當(dāng)進(jìn)行上、下動作時，大的電機(jī)轉(zhuǎn)動，經(jīng)滑輪帶動云臺垂直動作；當(dāng)進(jìn)行左、右動作時，小電機(jī)轉(zhuǎn)動直接帶動云臺底部滑輪轉(zhuǎn)動。（2）LCD液晶屏顯示。（2）用4*4鍵盤控制動作。（2）自制電源。（2）用直流步進(jìn)電機(jī)，采用集成芯片LM298與LM297組成驅(qū)動電路。所以選用LCD液晶顯示。（3）購買的開關(guān)電源帶負(fù)載的能力比較好，比較穩(wěn)定，但是為了提升自己的動手能力，我們選擇自己焊接所需的電路。/秒～6176。/秒～6176。若選用集成芯片LM298驅(qū)動直流步進(jìn)電機(jī)，具有轉(zhuǎn)速高、可變速的優(yōu)點(diǎn)，十分適合需要快速捕捉目標(biāo)的場合。/秒，垂直可達(dá)10～24176。：。本裝置采用LCD液晶進(jìn)行顯示，顯示的內(nèi)容豐富。無論是用于實(shí)時監(jiān)控，還是電視臺的在線直播，該云臺控制裝置都是不錯的選擇。該系統(tǒng)的設(shè)計為人們提供了方便，同時又?jǐn)U大了單片機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域。從理論技術(shù)上來看，本系統(tǒng)具有可行性。分別將各單元模塊功能介紹如下：穩(wěn)壓電源模塊我們采用三端集成線性穩(wěn)壓集成塊：L7805CV和L7812CV芯片。因?yàn)樗耐鈬娐繁容^簡單，并且工作比較穩(wěn)定。所需的12V電源我們使用L7812CV芯片完成。 步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動電路一般由兩部分組成，一部分是數(shù)字邏輯部分，即環(huán)行脈沖分配器，它決定步進(jìn)電機(jī)各項(xiàng)繞組的通電順序。其水平最高轉(zhuǎn)速可達(dá)40～50176。/秒。該驅(qū)動電路既可以驅(qū)動步進(jìn)電機(jī)也可驅(qū)動直流電機(jī)，原理圖如下所示：圖二 步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動原理圖該電路結(jié)構(gòu)簡單，可靠性高，可與單片機(jī)直接連接，對兩相永磁式步進(jìn)電機(jī)具有很好的驅(qū)動和控制能力。在矩陣式鍵盤中，每條水平線和垂直線在交叉處不直接連通，而是通過一個按鍵加以連接。由此可見，在需要的鍵數(shù)比較多時，采用矩陣法來做鍵盤是合理的。上調(diào)=復(fù)位/停止ON/C切換模式右圖是一個4*4鍵盤的接線圖： 矩陣式結(jié)構(gòu)的鍵盤顯然比直接法要復(fù)雜一些，識別也要復(fù)雜一些，上圖中，列線通過電阻接正電源，并將行線所接的單片機(jī)的I/O口作為輸出端，而列線所接的I/O口則作為輸入。行線輸出是低電平，一旦有鍵按下，則輸入線就會被拉低，這樣，通過讀入輸入線的狀態(tài)就可得知是否有鍵按下了。比如設(shè)置上移、下移、左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)、停止報警等。LCD為英文Liquid Crystal Display的縮寫，即液晶顯示器，是一種數(shù)字顯示技術(shù)，可以通過液晶和彩色過濾器過濾光源，在平面面板上產(chǎn)生圖象。讓液晶如閘門般地阻隔或讓光線穿透。當(dāng)光束通過這層液晶時，液晶本身會排排站立或扭轉(zhuǎn)呈不規(guī)則狀，因而阻隔或使光束順利通過。在自然狀態(tài)下，這些棒狀分子的長軸大致平行。LCD占用空間小，低功耗，低輻射，無閃爍，降低視覺疲勞。 控制模塊 本設(shè)計的所用的單片機(jī)系統(tǒng)其實(shí)就是單片機(jī)最小系統(tǒng)，所謂最小系統(tǒng)就是能是單片機(jī)正常工作的最少配置。 圖42 單片機(jī)最小系統(tǒng)本設(shè)計中我們采用AT89S52單片機(jī)作為主控芯片，At89s52 是一種低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有 8K 在系統(tǒng)可編程Flash 存儲器。片上Flash允許程序存儲器在系統(tǒng)可編程，亦適于常規(guī)編程器。AT89S52具有以下標(biāo)準(zhǔn)功能： 8k字節(jié)Flash，256字節(jié)RAM， 3