二维云台的结构设计和运动仿真毕业设计论文.doc

二维云台的结构设计和运动仿真毕业设计论文 绪 论 安全监控是随着人们生活生产需求应运而生的一项安全技术，安防系统由前端、传输、信息处理/控制/显示/通信三大单元组成。云台系统作为前端转动控制部件，在整个系统中起到非常重要的作用。 摄像机云台是一种安装在摄像机支撑物上的工作平台，用于摄像机与支撑物之间的连接，同时它具有水平和垂直运动的功能，在云台水平、垂直运动的同时，它也带动摄像机做相同的运动，这样就可以通过控制云台的运动来控制摄像机的运动，它与摄像机配套使用能达到扩大监视范围的目的，提高了摄像机的使用价值。云台分为固定云台和电动云台，固定云台适用于监视范围不大的情况，在固定云台上安装好摄像机后可调整摄像机的水平和俯仰的角度，达到最好的工作姿态后只要锁定调整机构就可以了。电动云台适用于对大范围进行扫描监视，它可以扩大摄像机的监视范围。目前这两类云台广泛应用于各种场所，固定云台适用于小范围的监视；电动云台适用于对大范围进行扫描监视，它可以扩大摄像机的监视范围。是由两台执行电动机来实现，电动机接受来自控制器的信号精确地运行定位。在控制信号的作用下，云台上的摄像机既可自动扫描监视区域，也可在监控中心值班人员的操纵下跟踪监视对象。1.1系统设计目的 在实时监控、在线直播、公安、教育等许多领域都需要用到计算机控制云台动作及摄像机镜头的焦距、景深、光圈。云台是一种设备，专门用于监控时调整摄像头位置。摄像头安装于云台之上，通过开关电源，就可实现摄像头在垂直方向进行俯仰运动、水平方向进行摆动，从而调整监视位置。云台镜头控制系统除了控制摄像头的俯仰和水平运动控制外，通常还要控制电子镜头（安装于摄像头前端、电机控制的光学镜头）的聚焦、光圈和变倍等，以便调整视野范围和清晰度。本次设计注重对单片机工作原理以及键盘控制及显示原理的理解，以便今后自己在单片机领域的学习和开发打下基础，提高自己的动手能力和设计能力，培养创新能力，丰富自己的理论知识，做到理论和实践相结合。本次设计的重要意义还在于对单片机的内部结构和工作状态做更进一步的了解，同时还对单片机的接口技术，中断技术，存储方式和控制方式作更深层次的了解。此次设计更进一步了解基本电路的设计流程，提高自己的设计理念，丰富自己的理论知识，巩固所学知识，使自己的动手动脑能力有更进一步提高，为自己今后的学习和工作打好基础，为自己的专业技能打好基础。 1.2 系统设计思想 图一 系统整体框图 主控芯片为AT89S52，采用其上不同的按键代表不同的功能采用LCD液晶显示屏进行显示云台有个电机，分别负责云台的上下和左右方向的转动。其工作电压的不同也决定了该云台的整体工作电压，1.3 系统设计方案 采用LED采用集成芯片LM298组成驱动电路LED数码管亮度高小巧轻便，但是电路复杂显示信息量较小的优点是：工作电流较小功耗很低而且可以清晰显示大量信息，趣味性强交流电机，转动速度固定，一般为水平转动速度为4°/秒～6°/秒，垂直转动速度为3°/秒～6°/秒。缺点是无法大电流驱动.降低了工作效率且不容易实现集成芯片LM298驱动直流步进电机，具有转速高、可变速的优点，十分适合需要快速捕捉目标的场合。其水平最高转速可达40～50°/秒，垂直可达10～24°/秒。这种电路通过芯片产生正反向电压.用于控制的运行方向开启，运行.实现对电机运转状态的控制.从而保证了可以简单地实现转速和方向的控制：开关速度很快.稳定性极强.效率也非常高。基于上述考虑.我们拟选用方案二。1.4创新性、实用性、可行性 本的研制是在领域的新应用，用LCD液晶进行显示，。价格便宜、操作简单灵活。无论是实时监控在线直播，该都是的选择。该系统的设计很好的满足需，是一个理想的智能化的设计功能较多，造价低，应用非常广泛。该系统的设计为同时又扩大了单片机的应用领域。 我们利用的知识设计了，该的设计采用模块化结构采用AT89S52单片机芯片作为中央处理芯片，采用LCD进行显示。从理论技术上来看，本系统具有可行性。根据系统要实现的功能，本系统分为个模块：模块、模块、显示模块。分别将各单元模块功能介绍如下：2.2.1稳压模块2.2.2驱动模块步进电机是数字控制系统中的一种重要执行元件，广泛应用于各种控制系统中。 步进电机的驱动电路一般由两部分组成，一部分是数字逻辑部分，即环行脉冲分配器，它决定步进电机各项绕组的通电顺序。 另一部分是功率放大部分，它提供步进电机所需要的功率采用集成芯片LM298组成驱动电路集成芯片LM298驱动直流步进电机，具有转速高、可变速的优点，十分适合需要快速捕捉目标的场合。其水平最高转速可达40～50°/秒，垂直可达10～24°/秒。这种电路通过芯片产生正反向电压.用于控制的运行方向实现对电机运转状态的控制.从而保证了可以简单地实现转速和方向的控