自动控制升降旗系统设计报告

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1、自动控制升降旗系统自动控制升降旗系统设计报告学院：计算机学院团队号：指导老师：参赛队员姓名：日期：第13页自动控制升降旗系统目录自动控制升降旗系统1设计报告1一、摘要3二、题目32.1设计任务32.2设计要求32.2.1基本部分32.2.2发挥部分4三、系统方案53.1系统功能模块划分53.2功能模块细分7四、理论分析与计算8五、电路与程序设计95.1音频放大电路95.2电机驱动电路95.3驱动程序设计105.3.1步进电机驱动105.3.2LCD驱动105.3.3声音放大驱动11六、测试方案与测试结果11七、总结12八、附录：作品展示13第13页自动控制升降旗系统一

2、、摘要这篇报告的主要内容是系统设计方案、升旗降旗控制和音乐频率的理论分析与计算、包含了各个模块的设计框图、流程图，驱动电路，所选用的主板；还附有主控程序以及部分驱动伪代码，描述了测试方案，用照片展示测试结果。关键字：方案、分析计算、框图、流程图、电路、代码。二、题目2.1设计任务设计一个自动控制升降旗系统，该系统能够自动控制升旗和降旗，升旗时，在旗杆的最高端自动停止；降旗时，在最低端自动停止。自动控制升降旗系统的机械模型如图所示。旗帜的升降由电动机驱动，该系统有两个控制按键，一个是上升键，一个是下降键。2.2设计要求2.2.1基本部分1．按下上升按键后，国旗匀速上升，

3、同时流畅地演奏国歌；上升到最高端时自动停止上升，国歌停奏；按下下降按键后，国旗匀速下降，降旗的时间不放国歌，下降到最低端时自动停止。2．能在指定的位置上自动停止。3．为避免误动作，国旗在最高端时，按上升键不起作用；国旗在最低端时，按下降键不起作用。自动停止。4．升降旗的时间均为43秒钟，与国歌的演奏时间相等，同时，旗从旗杆的最下端上升到顶端。降旗不演奏国歌，同时，旗从旗杆的最上端下降到底端。5．数字即时显示旗帜所在的高度和系统时间，高度以厘米为单位，误差不大于2厘米；时间以秒为单位，误差不大于2秒。第13页自动控制升降旗系统2.2.1发挥部分增设一个开关，由开关控制是

4、否是半旗状态，该状态由一发光二极管显示。1．半旗状态（根据《国旗法》）。升旗时，按上升键，奏国歌，国旗从最低端上升到最高端之后，国歌停奏，然后自动下降到总高度的2/3高度处停止；降旗时，按下降键，国旗先从2/3高度处上升到最高端，再自动从最高端下降到底之后自动停止，国歌停奏。2．不论旗帜是在顶端还是在底端，关断电源之后重新合上电源，旗帜所在的高度数据显示不变。3．要求升降旗的速度可调整，旗杆高度不变的情况下，升降旗时间的调整范围是30—120秒钟，步进1秒。此时国歌停奏。4．具有无线遥控升、降旗及停止功能。说明：旗帜用大于100克的重物代替。（详见图1）第13页自动控

5、制升降旗系统图1一、系统方案3.1系统功能模块划分该系统是由控制器模块、国旗升降模块（电机模块）、音频功率放大模块和LCD液晶显示模块。系统流程图详见（图2自动控制升降旗系统流程图），系统框图详见（图3系统框图）。第13页自动控制升降旗系统图2自动控制升降旗系统流程图第13页自动控制升降旗系统图3系统框图3.1功能模块细分控制器模块：LM3S1138扬声器发声模块：演奏国歌图4播放国歌模块框图第13页自动控制升降旗系统国旗升降模块（电机模块）：步进电机控制旗帜的运动与停止图5国旗升降框图LCD显示模块图6　LCD显示框图无线通讯模块：通过Zigbee发送控制信息，控制

6、旗帜的上升、下降和停止。一、理论分析与计算国歌播放需t=43s的时间，升旗距离为l=180cm，可求出国旗匀速上升速度v，我们在电机上装了一个直径为d=49mm的绕线轮（r=1/2d）,将其速度v（以m/s为单位）转化为步进电机的转动速度（步/s）,已知我们采用的电机的型号为42BYGH，步进度数为0.9度。第13页自动控制升降旗系统一、电路与程序设计5.1音频放大电路输入电压：5V，驱动芯片采用386D，设计电路如下，图7扬声器驱动发声模块图5.2电机驱动电路输入电压：5VPort1~Port4接入ARM1138PD0~PD3作为L298N输入Out1~Out4输出

7、到步进电机四个管脚驱动电路图详见（图8L298N步进电机驱动电路图）第13页自动控制升降旗系统图8L298N步进电机驱动电路图5.1驱动程序设计5.3.1步进电机驱动主要函数:lvoidstepMotorinit(void)//步进电机控制初始化lvoidMotorContr(void)//步进电机驱动时序lvoidTimer0A_ISR(void)//Timer0中断服务函数lvoidRunsteps(uint32steps,unsignedcharspeed)//转动多少步lvoidmotor_break(void)//电机抱死lvoidSysT