本设计是利用德州仪器公司生产的功能强大的MSP系列单片MSP430F449单片机控制步进电机来实现国旗升降的自动控制系统,主要有控制电路、步进电机、lcd 显示屏、唯创知音语音模块。该自动升降旗系统利用步进电机驱动,通过无线控制按键来控制旗帜的升、降。并且通过单面机控制步进电机转换模块来转换控制步进角,来实现国旗上升或下降的不同速度,可由BCD拨码盘选取升旗模式,无线遥控升降旗及调速等功能。
1.系统设计目的
1.1、在升旗模式下,显示屏显示升旗模式。按上升键后,国旗匀速上升,同时演奏国歌,上升到最高端自动停止,国歌停奏。按下降键后,国旗匀速下降,下降到最低端自动停止。升降旗的时间均是43s。
1.2 、可以避免误动作,国旗无论是在最高端按上升键,在最低端按下降键,还是在升降过程中按上生活下降键,都不起作用。避免了在升降旗过程中的误操作。孙安佐
1.3、在升半旗模式下,显示屏显示升旗模式(半),同时一红发光二极管发光显示。按上升键后,国旗匀速上升,同时演奏国歌。上升到最高端是国歌停奏,暂停3s,国旗自动下降到2/3处停止。按下降键,国旗先由2/3处上升到最高端,再自动从最高端下降到最低端后自动停止。
1.4 、在高度升降模式下,可设定升高高度,按上升键升高到设定高度,按下降键可下降到最低端。
1.5、在调速升降旗模式下,升降旗的升降时间在30-120s内可调,步进一秒,匀速升降。
1.6 、在自由升降旗模式下,按住上升键国旗上升,按住下降键国旗下降,不按键是国旗停止。
1.7 、旗帜的高度和升降旗的模式可以在显示屏上显示。具有无线遥控升降旗功能。
1.8 、断电保存功能,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。并且接通电源之后在原来的模式下继续工作。
2.方案设计
2.1 主控单元的比较与论证
2.1.1 方案一:
采用MCS-51系列单片机。经典的MCS-51单片机功能和速度有限;而高档的MCS-51系衍生产品价格昂贵、冗余资源较多、使用范围较窄。
2.1.2 方案二:
采用FPGA(现场可编辑门列阵)作为系统控制器。FPGA可以实现各种复杂的逻辑功能,规模大,集成度高,体积小,稳定性好,并且可利用EDA软件进行仿真和调试。FPGA采用并行工作方式,提高了系统的处理速度,常用于大规模实时性要求较高的系统。在本设计中,FPGA的高速处理能力得不到充分发挥。
2.2 电机的比较与论证
2.2.1 方案一:
直接采用直流电机,电机运转平稳,但不能记录运行高度。
2.2.2 方案二:
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采用带旋转编码器控制直流电机,电机运转平稳,精度可以得到保证。但其驱动电路复杂,在短时间内难以实现。
2.2.3 方案三:写雨的片段
如何清洗打印机喷头采用步进电机。步进电机是一种脉冲控制电机,它是一种能将脉冲信号转换为角位移的数模转换器,可广泛用于无需反馈控制但要求有精确位置的场合。所以,综合考虑控制要求、成本等多方面的因素,我们选用步进电机。
3.系统总体框图系统总体框图如图3-1所示:
图3-1 电路总体设计图
4 系统硬件组成
4.1 MSP430F449小系统
图4-1MSPF449小系统图
此系统包括单片机的供电、复位系统、BCD拨码盘系统、高度显示以及升降旗模式显示等。通过电源
供电,单片机开始工作。按下复位电路开关,单片机复位,重新开始工作。通过调节BCD拨码盘的数值,选择升降旗模式,使单片机控制步进电机运行在不同的工作模式下,同时点阵显示屏显示升降器模式。在升降旗系统工作过程中,段码显示屏同步显示旗帜所在高度,精度可精确到一厘米以内。
4.2 无线收发系统(2262、2272)
图4-2无线收发系统
PT2262/2272是台湾普城公司生产的一种CMOS工艺制造的低功耗低价位
通用编解码电路,PT2262/2272最多可有12位(A0-A11)三态地址端管脚(悬空,接高电平,接低电平),任意组合可提供531441地址码,PT2262最多可有6位
(D0-D5)数据端管脚,设定的地址码和数据码从17脚串行输出,可用于无线遥控发射电路。
编码芯片PT2262发出的编码信号由:地址码、数据码、同步码组成一个完整的码字,解码芯片PT2272接收到信号后,其地址码经过两次比较核对后,VT脚才输出高电平,与此同时相应的数据脚也输出高电平,如果发送端一直按住按键,编码芯片也会连续发射。当发射机没有按键按下时,PT2262不接通电源,其17脚为低电平,所以315MHz的高频发射电路不工作,当有按键按下时,PT2262得电工作,其第17脚输出经调制的串行数据信号,当17脚为高电平期间315MHz的高频发射电路起振并发射等幅高频信号,当17脚为低平期间315MHz 的高频发射电路停止振荡,所以高频发射电路完全收控于PT2262的17脚输出的数字信号,从而对高频电路完成幅度键控(ASK调制)相当于调制度为100%的调幅。
4.3语音模块系统(WTV020-SD)
郭兰英年龄
陈冠希个人资料
图4-3语音模块系统
WTV020-SD模块是一款可重复擦写语音内容的大容量存储类型的语音模块,可外挂最大容量为1GB
的SD卡存储器。能加载WAV格式语音和AD4格式语音。
WTV020-SD模块以WTV020SD-20S语音芯片为主控核心,具有MP3控制模式,按键一对一控制模式(3段语音跟5段语音两种),上电循环播放控制模式以及二线