升降旗控制系统报告

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1、升降旗控制系统设计报告摘要升降旗控制系统是以单片机STC89C51为控制核心的自动控制系统。该系统由主控制器、键盘输入模块、液晶显示模块、电机、电机驱动模块、语音模块、时钟芯片DS1302、存储电路等部分构成。该系统能够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，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：

2、单片机自动控制电机驱动模块语音模块DS1302目录一、方案的选择与论证11.1主控制器模块的选择11.2电机的选择11.3电机驱动方案的选择11.4键盘和数码管接口方案的选择21.5语音芯片的选择21.6显示方式的选择31.7时钟方案的选择3二、硬件电路设计42.1系统整体设计思路42.2主控制器模块42.3电机驱动模块52.4语音模块62.5存储电路62.6时钟电路72.7LCD12864显示电路7三、软件设计及参数计算93.1主程序设计93.2按键控制子程序设计103.3掉电数据处理程序设计10四、系统测试114.1测试仪器114.2指标测试11五、结论12六、参

3、考文献12七、附录13附录1LCD程序清单13附录2HD7279模块清单18附录3PWM调速程序清单23附录4原理图28一、前言近些年来，随着奥运会及各种大型国际赛事的开展，升旗仪式已成为一个必备的环节。以往的手动升国旗，无论升旗手有多么熟练，都难免出错，比如在国歌刚刚奏完时，旗子升到顶端。升半旗时，也很难目测到是否到了旗杆的2/3处。随着电子技术的飞速发展，市面上已陆续出现许多自动控制升降旗的产品。二、方案的选择与论证1.1主控制器模块的选择方案一：采用FPGA作为系统主控制器，功能强大，速度快，体积小，稳定性好，但是价格较贵，不符合节能、环保的要求。方案二：采用S

4、TC12C5A60S2单片机，指令代码完全兼容传统的8051，并且速度快8-12倍。内部集成MAX810专用复位电路，2路PWM,8路高速10位A/D转换（250K/s,即25万次/秒），适用于电机控制，强干扰场合。由以上两种方案可以看出，以STC12C5A60S2为核心可以方便地实现对各个部分的控制和外接，而FPGA的高速处理能力得不到充分发挥且价格较贵，所以我们选择方案二。1.2电机的选择方案一：采用步进电机，既可以实现对速度的精密控制，又可以实现不同高度停止的要求。但是步进电机的价格较贵，对外围电路的要求较高，且其程序中数据运算较为复杂。方案二：采用直流电机加一

5、定比例的减速器，通过换用不同的减速器来实现旗帜升降速度的控制，同时在旗杆的顶部、底部和2/3处设置3个传感器，从而达到旗子在杆顶、杆底及2/3处的自动停止控制。优点是价格低廉，且易于操作，但精度难以控制和提高。比较以上两种方案，选择方案二。1.3电机驱动方案的选择方案一：采用电阻网络或数字电位器调整电动机的分压，从而达到调速的目的。在前段并联一个电容可以使电动机缓慢加速，避免突然加速对系统的冲击和轮子打滑。缺点是电阻网络只能实现有级调速，而数字电阻的元器件价格比较昂贵。一般电动机的电阻很小，但电流很大；分压不仅会降低效率，而且需要人工手动调节电位器，非常不方便。方案二

6、：采用由达林顿管组成的H型PWM电路。用单片机控制达林顿管使之工作在占空比可调的开关状态，精确调整电动机转速。这种电路工作在管子的饱和截止模式下，效率高；H型电路保证了可以简单地实现转速和方向的控制；电子开关的速度很快，稳定性也极强，是一种广泛采用的PWM调速技术。但是不能够精确的控制步矩和速度，故不采用此方案。方案三：采用电机控制专用芯片L298。L298是恒压恒流双H桥集成电机芯片，使用L298芯片，可精确控制步距和速度，可以大大简化驱动电路。基于上述理论分析，选择方案三。1.4键盘和数码管接口方案的选择方案一：采用键盘、显示接口芯片8279来扩展，优点是单个芯片

7、就能完成键盘输入和LED显示控制两种功能。缺点是该芯片与单片机的连接是并行的，占用单片机I/O口较多。方案二：采用HD7279A芯片，HD7279A是串行接口8位LED数码管及64键键盘智能控制芯片，优点是与单片机的连接时串行连接，占用的I/O口数目很少。比较以上两种方案，由于系统资源有限，故选择方案二。1.5语音芯片的选择方案一：采用语音芯片ISD1420。该芯片采用CMOS技术，内含振荡器、话筒前置放大、自动增益控制、防混淆滤波器、平滑滤波器、扬声器驱动及EEPROM。优点是外围电路简单，音质好、功耗低，缺点是其录放音时间短，只有8到20秒。方案