國(guó)旗自動(dòng)升降系統(tǒng)

1、國(guó)旗自動(dòng)升降系統(tǒng)國(guó)旗自動(dòng)升降系統(tǒng) 生物醫(yī)學(xué)工程課程設(shè)計(jì)生物醫(yī)學(xué)工程課程設(shè)計(jì)國(guó)旗升降自動(dòng)控制系統(tǒng)：設(shè)計(jì)一個(gè)自動(dòng)控制升降旗系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠自動(dòng)控制升旗和降旗，升旗時(shí)，在旗桿的最高端自動(dòng)停止；降旗時(shí)，在最低端自動(dòng)停止。國(guó)旗的升降用的是精確控制的步進(jìn)電機(jī)，擁有紅外遙控和語(yǔ)音播放的功能，可以自由的控制國(guó)旗的升降，以及自由選擇并顯示國(guó)旗的上升（或者下降）的高度以及時(shí)間，國(guó)歌可以從PC機(jī)以通訊方式下載，具有無(wú)線遙控升、降旗及停止功能。總 述：（1）分別按下上升下降鍵，國(guó)旗分別勻速上升至最高端停止，下降到最底端停止。上升時(shí)播放國(guó)歌。 （2）國(guó)旗從最低端上升到最高端之后，國(guó)歌停奏，然后自動(dòng)下降到總高度的2/3高

2、度處停止（要有標(biāo)志指示）；降旗時(shí)，按下降鍵，國(guó)歌停奏，國(guó)旗先從2/3高度處上升到最高端，再自動(dòng)從最高端下降到底之后自動(dòng)停止。設(shè) 計(jì) 要 求 ：I.避免誤動(dòng)作，國(guó)旗在最高端時(shí)，按上升鍵 不起作用；國(guó)旗在最低端時(shí)，按下降鍵不起作用。II. 數(shù)字實(shí)時(shí)顯示旗幟所在的高度，誤差不大于2厘米。III. 關(guān)斷電源之后重新合上電源，旗幟所在的高度數(shù)據(jù)顯示不變。IV.升降旗的速度可調(diào)整，旗桿高度不變的情況下，升降旗時(shí)間的調(diào)整范圍是2060秒鐘，步進(jìn)1秒。此時(shí)國(guó)歌停奏。V. 具有無(wú)線遙控升、降旗及停止功能。注 意 事 項(xiàng) ：工 作 原 理 ： 系統(tǒng)整體框圖 單片機(jī) 最小系統(tǒng) ISD1700 系列語(yǔ)音模塊 1286

3、4液晶顯示模塊 28BYJ-48步進(jìn)電機(jī)以及驅(qū)動(dòng)系統(tǒng) VS1838B紅外遙控模塊 獨(dú)立鍵盤 5V電源PC機(jī)音頻輸出口 電 機(jī) 控 制 實(shí) 時(shí) 顯 示 語(yǔ) 音 模 塊核 心 部 分 ：型號(hào)：5V 64細(xì)分 28BYJ-48步進(jìn)電機(jī) 優(yōu)點(diǎn)：（1）精確控制方面比其他電機(jī)的優(yōu)勢(shì)。 （2）性價(jià)比高。 （3）易驅(qū)動(dòng)，好控制。電 機(jī) 控 制 ：工作原理：步進(jìn)電機(jī)是將電脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)榻俏灰苹蚓€位移的開環(huán)控制元件。在非超載的情況下，電機(jī)的轉(zhuǎn)速、停止的位置只取決于脈沖信號(hào)的頻率和脈沖數(shù)，而不受負(fù)載變化的影響，即給電機(jī)加一個(gè)脈沖信號(hào)，電機(jī)則轉(zhuǎn)過一個(gè)步距角。電 機(jī) 控 制：控制原理：步進(jìn)電機(jī)連接轉(zhuǎn)軸，轉(zhuǎn)軸控制旗的升降

4、，根據(jù)步進(jìn)電機(jī)的工作原理首先計(jì)算出轉(zhuǎn)軸的周長(zhǎng)即步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)一周所帶動(dòng)的旗幟的升降位移，由于系統(tǒng)所用的電機(jī)是64細(xì)分的，步進(jìn)一步為5.625度，也就是說步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)一周所需要的脈沖數(shù)是360/5.625*64=4096個(gè)，根據(jù)步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)軸所連外殼周長(zhǎng)為33cm。依據(jù)桿的高度我們?cè)O(shè)定步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)的圈數(shù)為4圈，即脈沖總數(shù)為4096*4=16384。上升1cm所需要轉(zhuǎn)化的脈沖數(shù)為4096*1/33=124，所以在國(guó)旗上升到最高時(shí)，單片機(jī)需要給步進(jìn)電機(jī)的脈沖數(shù)是16384個(gè)，系統(tǒng)對(duì)步進(jìn)電機(jī)的每個(gè)脈沖延時(shí)設(shè)定為0.5毫秒。根據(jù)需求可調(diào)節(jié)延時(shí)改變轉(zhuǎn)速。電 機(jī) 控 制：電 機(jī) 控 制：步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊：電 機(jī) 控

5、制：國(guó)旗調(diào)整： 我們是將升旗臺(tái)的最低端作為整個(gè)系統(tǒng)的零點(diǎn)，那么旗幟的上升跟下降都是按照這個(gè)零點(diǎn)標(biāo)準(zhǔn)來(lái)進(jìn)行校正的。其次，我們多次對(duì)旗桿的高度進(jìn)行測(cè)量，然后記錄了旗幟到達(dá)最高點(diǎn)的時(shí)候轉(zhuǎn)軸一共轉(zhuǎn)了多少圈（4圈），當(dāng)然數(shù)據(jù)不可能剛好是正數(shù)的，我們進(jìn)行了微調(diào)，將線人為的延長(zhǎng)了一點(diǎn)點(diǎn)，為了保證理論數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。最后是調(diào)整轉(zhuǎn)軸與旗桿之間的距離以及讓旗幟完美的貼合旗桿（保證在升降旗的過程中旗幟不會(huì)亂擺）。旗幟通過這些初始的設(shè)置過后最終達(dá)到了我們想要的接近理想的效果。實(shí) 時(shí) 顯 示： 型號(hào)：12864液晶屏幕 優(yōu)點(diǎn)：（1）功耗低，體積小，重量輕 （2）顯示字符、數(shù)字，還可以顯 示各種圖形、曲線及漢字。 實(shí) 時(shí)

6、顯 示：12864液晶顯示模塊： 液晶的話我們讓它顯示了初始化的一些東西，并讓它每秒掃描一次進(jìn)行實(shí)時(shí)的高度以及時(shí)間顯示，因?yàn)閱纹瑱C(jī)自帶字模的不太完全，我們暫時(shí)給它寫成了英文顯示。語(yǔ) 音 模 塊：型號(hào)：ISD1700語(yǔ)音模塊 特點(diǎn)： 按鍵模式和MCU串行控制模式(SPI協(xié)議) MIC和ANAin兩種錄音模式 PWM和AUD/AUX三種放音輸出方式 可處理多達(dá)255段以上信息 有豐富多樣的工作狀態(tài)提示 多種采樣頻率對(duì)應(yīng)多種錄放時(shí)間 音質(zhì)好，電壓范圍寬，應(yīng)用靈活，可錄、放音十萬(wàn)次，存儲(chǔ)內(nèi)容可以斷電保 留一百年語(yǔ) 音 模 塊：ISD1700語(yǔ)音模塊：語(yǔ) 音 模 塊： ID1700模塊主要的功能是錄放音

7、以及跟PC機(jī)進(jìn)行實(shí)時(shí)通訊下載。模塊共有6個(gè)功能鍵，分別是FWD(跳轉(zhuǎn)鍵)、ERASE（擦除）、REC（錄音）、PALY（播放）、FT（直通）、VOL（音量），6個(gè)功能鍵都是低電平觸發(fā)，其中我們系統(tǒng)所使用的功能是FWD，跳轉(zhuǎn)播放，因?yàn)槲覀冧浟藘啥我簦渲幸欢问侨藶榈奶崾疽?，另一段是從PC機(jī)上實(shí)時(shí)下載的歌曲（1分鐘內(nèi)）。PALY，播放鍵，這個(gè)不用說了，這里我們把這個(gè)鍵直接連接到了單片機(jī)的一個(gè)口上，人為的控制單片機(jī)輸出高低電平來(lái)控制它。FT+REC鍵，這兩個(gè)鍵同時(shí)為低電平（一直為低）時(shí)觸發(fā)的是直通錄音功能，也就是說當(dāng)我們要從單片機(jī)上實(shí)時(shí)下載歌曲是只需要控制這兩個(gè)鍵就可以了。最后如果需要加減音量可以按VOL鍵，需要換過一首歌曲則按下ERASE鍵擦除，然后再按直通錄音就可以。操作方式：紅 外 接 收： 紅外無(wú)線遙控都說爛了，利用遙控器鍵值的不同和單片機(jī)的解碼程序給單片機(jī)的某一口進(jìn)行相應(yīng)的賦高低電平（或者高低脈沖）就可以模擬普通的獨(dú)立鍵盤的功能，加上鍵盤掃描程序，可以完成相應(yīng)的操作。軟 件 部