基于MSP的430地自动控制升降旗系统_带程序.doc

自动控制升降旗系统 设计报告 摘要 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、诺基亚5110显示屏及其lcd显示屏、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。 关键字：MSP430F449、诺基亚5110、语言模块 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。 1.3、 在升半旗模式下，显示屏显示升旗模式（半），同时一红色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.方案比较及设计论证 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： 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： 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