自动控制升降旗系统的设计.doc

基于PIC单片机的自动控制升降旗系统设计王同宏刘霞[文章摘要]自动控制升降旗系统是以单片机(PIC16F877A)为中心的自动控制系统。该系统由键盘输入模块、液晶显示模块、步进电机、步进电机驱动器、旋转编码器、无线遥控模块、语音模块、时钟芯片DS1302等部分组成。该系统能够自动实现:国旗的自动升降控制、在指定位置自动停止、在上下极限位置具有防超限功能、升降旗的时间与国歌的演奏时间吻合。除此之外本系统还可通过键盘上的数字按键,可以预置国旗在旗杆上的停止位置;键盘上设置了升降旗的时间调整按键,可以调整升降旗的速度;使用液晶显示屏可以直观的看到升、降旗的高度变化过程及工作时间;使用编码器进行高度测量,其控制精度上可以达到毫米级。[关键词]PIC16F877A旋转编码器无线遥控语音模块DS1302一、系统组成及方案论证 、显示模块、电机及驱动器、旋转编码器、无线遥控模块、语音模块、时钟芯片等部分组成。 ⑴显示方式的选择与论证方案①:采用液晶显示器(LCD)显示。液晶屏功能强大,可显示各种字体的数字、汉字、图象,还可以自定义显示内容,显示内容也较丰富;方便操作者读取信息,及一些扩展功能的实现。方案②:采用LED数码管显示。数码管具有编程简单,夜间显示效果好,但只能显示有限的符号和数码字,但显示内容有限,完成题目中的基本要求还可以,但还要增加具体功能的提示比较困难。分析以上的两种方案的优缺点,选择第一种方案。⑵电动机的选择与论证方案①:采用直流电动机。直流电动机具有良好的启动性能和调速性能,但直流电动机的运转速度及运行的平稳性难以控制,很难达到本设计的要求。方案②:采用交流电动机。交流电动机具有结构简单、运行可靠、成本低廉等优点;但对交流电动机进行调速需要比较高的技术和成本。方案③:采用步进电动机。步进电动机是纯粹的数字控制电动机,它将电脉冲信号转变为角位移,即给一个脉冲,步进电机就转一个角度,因此非常合适单片机控制,在轻载的情况下,电机的转速、停止的位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲数,累积误差小,控制精度高。分析以上的三种方案的优缺点,显然第三方案更为方便实用。所以选择第三种方案。⑶单片机的选择与论证方案①:采用的MCS-51系列单片机,其驱动能力较弱,速度较慢,附加功能少。方案②:采用由美国Microchip公司推出的PIC16F877A单片机,首先采用了RISC结构的嵌入式微控制器,其高速度、低电压、低功耗、大电流LCD驱动能力和低价位OTP技术。具有丰富的I/O控制功能,具有片内256B的EEPROM,可以完成掉电保存数据的功能。本设计要求升降旗与播放国歌同步,同时要求具有比较多的接口驳接时间、显示和控制接口以及具有掉电保持功能,所以采用第二种方案。 。二、单元电路设计 。它具有强大的数据处理功能及较快的数据处理速度。通过单片机可以发出控制脉冲,经过电机驱动器带动步进电机转动,从而带动国旗的升降。单片机还能接收编码器的输出脉冲通过软件计算得出国旗所在的高度,并控制液晶显示器显示。 。。每输入一个脉冲信号,