夏凡;王粟;汪峰
【摘 要】alwaysonline是什么意思介绍了基于51单片机的红外遥控监控摄像头的设计方案,以STC89C51单片机为核心控制两个步进电机实现监控摄像头三维空间任意角度的旋转,同时运用红外遥控和按键两种输入设备同步对步进电机的启停、转速、转向及旋转次数进行控制,并通过LED1602显示所有过程数据,最后用Proteus软件的仿真验证了本设计方案的可行性.
【期刊名称】《湖北工业大学学报》
【年(卷),期】2013(028)001
【总页数】4页(P90-93)
英语四级写作模板【关键词】摄像头;步进电机;单片机;Proteus
【作 者】夏凡;王粟;汪峰
【作者单位】湖北工业大学电气与电子工程学院,湖北武汉430068
【正文语种】中 文
【中图分类】TP23
1 系统的工作原理
1.1 步进电机的工作原理
崔伟个人资料简介本设计采用型号为28BYJ48的步进电机，它是四相八拍永磁式减速电机，步距角度为5.625／64，减速比为1∶64，定位转矩大于或等于300Nm［1］.本设计通过控制脉冲的个数来控制角位移，达到准确定位的目的；同时通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度，达到调速的目的.
由于步进电机不能直接采用直流或者普通交流供电，必须采用专门的步进电机驱动控制器，步进电机驱动控制器基本原理见图1，由脉冲发生与分配单元、功率驱动单元、反馈与保护单元组成.
图1 步进电机驱动控制基本原理框图
崔智友主演的电视剧综合28BYJ48型步进电机的参数与步进电机的驱动特点，本设计采用四只9012的三极管，共集电极安放，将MC0－3电平反向输出，以此增强电流驱动能力，具体原理图如下：
当对步进电机施加一系列连续不断的控制脉冲时，它可以连续不断地转动.每一个脉冲信号对应步进电机的某一相或两相绕组的通电状态改变一次，也就对应转子转过一定的角度（一个步距角）.步进电机旋转一周所需要的指令个数
其中m＝8，即可以得到S′＝4096.
那么旋转一度所需要的指令数为4096／360，要旋转N度，所需要的指令数
通过式（1）和式（2），达到准确控制步进电机旋转角度的目的.
图2 步进电机设计原理图
dnf魔剑阿波菲斯哪里爆当通电状态的改变完成一个循环时，转子转过一个齿距.四相步进电机可以在不同的通电方式下运行，常见的通电方式有单（单相绕组通电）四拍（A－B－C－D－A…），双（双相绕组通电）四拍（ABBC－CD－DA－AB…），八拍（A－AB－B－BC－C－CD－D－DA－A…）.驱动方式见图3.
图3 步进电机驱动方式示意图
1.2 系统工作原理
由运行人员通过单片机实时控制两个不同平面的步进运转，步进电机通过机械耦合连接到监控摄像头上，当步进电机运行时，会带动其监控摄像头的相应旋转.
具体而言，就是通过红外通信遥控器和按键输入器件，控制两个步进电机的相应运转，并由LED显示出步进电机实时工作状态，调节两个不同平面的步进电机转向时，监控摄像头会在三维空间中任意角度旋转；同时合理控制两个步进电机转速，使监控摄像头匀速或加速度旋转；预设步进电机的转动圈数，让运行人员自定义监控摄像头的运转时间，达到监控摄像头定时旋转的效果.系统结构框图见图4.
图4 系统结构框图
2 硬件设计
在清楚了解整个系统的原理后，即可对整个系统的硬件进行设计，主要有下面内容：单片机控制模块，LED显示模块，红外遥控模块，按键输入模块，摄像头组装模块等.
2.1 单片机控制模块
以STC89C51高性能CMOS 8位单片机为核心器件，具有以下标准功能：8KB Flash存储器，256BRAM，32位I／O口线，看门狗定时器，2个数据指针，3个16位定时器／计数器，1个6向量2级中断结构，全双工串行口，片内晶振及时钟电路［1］，它使用高密度、非易失性存储器技术制造，按照设计原理一般化设计，不再赘述.
2.2 LCD显示模块
本系统采用的LCD是1602字符液晶模块，能够同时显示16字、2行即32个字符.
由于硬件设计原因，该处I／O比较紧缺，故将P1口左侧的JP14跳线跳帽到Motor一侧（左侧），LCD模块的ADDR0到ADDR3四个口需要用杜邦线引出来，连接相对应的P3.0，P3.1，P3.2和P3.5口，以使LCD正常工作.
图5 显示译码与步进电机的选择接口
邱淑贞三级2.3 红外遥控模块
采用HS0038作为红外遥控接收端，HS0038是一个集红外线信号接收和放大为一体的三端元器件，其中心接收频率为38kHz，3个引脚分别为：1—地，2—电源，3—数据输出.当接收到38kHz的红外信号时，输出端为低电平；没有接收到38kHz的红外信号时，输出端为高电平.HS0038的具体硬件电路见图6.
图6 HS0038的硬件电路
2.4 按键输入模块
由于系统中的其他模块对端口占有不多，所以在键盘连接上采用每一排按键组成独立式按键进行控制，共4排独立式按键形成了矩阵按键（图7）.
本设计采用软件去斗，即检测出键闭合后执行一个延时程序，产生5～10ms的延时，让前沿抖动消失后再一次检测键的状态，如果仍保持闭合状态电平，则确认为真正有键按下［2］.
图7 按键电路
2.5 摄像头组装模块
摄像头组装就是用来使监控摄像头与两个不同平面上的步进电机机械连接的部分.具体处理办法是在步进电机的输出轴上套装一个齿轮套，该齿轮套与一个带齿轮的支柱相啮合，再将该支柱与监控摄像头底座齿轮组相啮合［3］，由此，当步进电机左右旋转时会带动监控摄像头底座齿轮旋转，达到监控摄像头自由旋转的目的.
3 软件设计
系统采用C语言模块化结构软件设计.随着代码量不断加大，将所有代码放在同一个C文件中使得程序结构混乱，可读性和可移植性较差，采用模块化设计，能够有效解决此类问题.
仿真系统的程序在KEIL C51Vision3环境下编译.程序主要包括：数据读取程序、正反转判断程序、步进电机驱动程序和红外遥控解码程序（图8）.
图8 主程序流程图
程序设计过程中，分别将红外DS1302、1602、蜂鸣器等程序模块进行封装，等待主函数的调用.从图9中可以看出，单片机上电工作后，LCD显示初始状态信息平台，控制步进电机驱动的定时器0子程序和控制红外解码的外部中断1子程序等待相应指令.首先在主函数进
行系统的初始化过程，设置定时器0的初始值、显示LCD初始态等，当按键或红外遥控输入信号时，定时器0中断子程序进行运行，对T0进行重装初值，不停的统计脉冲个数，当满足相关条件后，步进电机进行对应的驱动程序，程序运行代码如下：
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