天线杆自动升降控制系统设计说明书.doc

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1、此文档收集于网络，如有侵权，请联系网站删除天线杆自动升降控制系统设计说明此文档仅供学习与交流此文档收集于网络，如有侵权，请联系网站删除1引言随着科技的发展，许多设备都趋向自动化，而天线杆升降也在向自动化方向发展。为了实现这一功能，本系统采用单片机作为主要控制单元，以步进电机作为升天线杆的动力，独立式键盘作为输入,通过LED显示器显示系统信息。系统通过单片机的I／O口发出信号到步进电机控制器，进而控制电机的正转和反转。通过滑轮传动装置完成升天线杆和降天线杆动作。该系统可实现以下功能：按下上升按键后，天线杆匀速上升，在

2、杆的最高端自动停止；按下下降按键后，天线杆下降，在最低端不需要人为操作能够自动停止，从而使操作简单化。升降由电动机驱动，该系统的控制按键有上升键、下降键、复位键、停止键等。升天线杆时间为43秒，同时从杆的最下端上升到顶端。可以避免误动作，天线杆在最高端时按上升键不起作用；在最低端时，按下降键不起作用。1.1背景在我国，单片机已广泛地应用在工业自动化控制、家用电器、电力电子、机电一体化设备等各个方面。单片机的应用具有范围广的特点，对各个行业的技术改造和产品智能化的更新换代起着重要的推动作用。在实时自动控制的单片机应用

3、系统中，单片机往往是作为一个核心部件来使用，它已成为传统工业技术改造和新产品更新换代的理想机种，具有广泛地的发展前景。单片机技术的应用，使得许多领域的技术水平和自动化程度得以大大提高。由于电子电源的集成化、模块化、智能化的发展，功率集成技术己模糊了整机与器件的界限。单片电源和模块电源已取代了整机电源在一些技术中获得广泛应用，并且派生出新的供电体系—分布供电，使单一的集中供电体系走向多元化。自单片机70年代问世以来得到蓬勃发展，目前升天线杆装置正日渐完善和发展。首先自动控制升降天线杆集成越来越多的功能，结构更为合理，

4、更美观，更实用，具有更加广阔的市场前景；其次变得更加微型化。同时步进电机的出现，结合单片机的控制让升降天线杆的控制变得更加精确和方便。1.2目的和意义随着电子技术日益发展，天线杆自动升降控制系统也在向前发展，然而传统的天线杆升降存在着国歌的播放与天线杆上升步调不一致现象，易受环境因素影响等弊端。为了解决天线杆升降中的众多问题，提高升天线杆的质量和效率，可以使用自动控制升降系统来完成天线杆的升、降控制，使升降天线杆此文档仅供学习与交流此文档收集于网络，如有侵权，请联系网站删除速度与国歌演奏时间准确配合，从而避免了人为

5、升降天线杆与国歌演奏时间不协调而出现的尴尬场面发生，保证了天线杆升、降仪式的顺利进行。并且由于实际的需要，对它的精度和功能要求也越来越高，这样不仅可以规范升天线杆过程，使升天线杆更加方便更加实用，而且可以通过不同的设置满足不同的需求。另外减少了人力资源的使用，大大减少资金的投入。系统最主要的是控制电机的转动，目前应用最多的是步进电机。由于步进电机系统控制精度高，控制形式较为简单，易于实现数字化控制等特点使得步进电机的应用范围非常广泛，成为目前不可缺少的电机组件。通过单片机控制的步进电机使得设计更加简单。在技术的不断

6、进步下，越来越多的保护和监控系统的出现，以及安全可靠性的提高和对室外环境的适应范围扩大，使现代升降系统总的发展趋势从自动化变得更加智能化和柔韧灵活性。让单片机用于升降系统中，使控制技术和单片机技术相结合，从而可实现机电一体化控制，提高升降系统的自动化程度及运行可靠性和稳定性。2升降天线杆控制的方案选择与论证根据设计的要求，系统有单片机电路、电机电路、电机驱动电路、显示电路、语音电路及继电器电路组成，有它们相互配合共同完成自动控制升降天线杆功能。2.1键盘的比较与选择在单片机应用系统中为了控制系统的工作状态，以及向系

7、统输入数据，系统应设有按键或键盘，以实现简单的人机对话。通常的按键开关为弹性机械开关，由于机械触点的弹性作用，一个按键开关在闭合时并不会马上稳定地闭合，在断开时也不会马上断开，因而机械开关在闭合及断开瞬间均伴随有一连串的抖动。抖动的时间长短由按键开关的机械特性及按键的人为因素决定，一般为5ms～20ms时间，按键式的抖动如图2.1所示。按键抖动如果处理不当会引起一次按键被误处理多次，为了确保CPU对键的一次闭合仅作一次处理，则必须消除按键抖动。在键闭合稳定时取键状态，一般是判断到键释放稳定后在作处理。消除键抖动可用

8、硬件和软件两种方法。消除键抖动通常当键数较少时用硬件方法，键数较多时用软件方法。此处采用软件方法。消除键抖动的软件方法是当检测出键闭合后执行一个延时程序，产生5ms～此文档仅供学习与交流此文档收集于网络，如有侵权，请联系网站删除20ms的延时，待前沿抖动消失后再次检测键的状态，如果键仍保持闭合状态则可确认为有按键按下。当检测到按键释放并执行延时程序，待后沿抖