简易国旗自动升降装置的设计与实现

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自动控制升降旗系统设计报告简介

自动控制升降旗系统设计报告简介一、引言自动控制升降旗系统是一种应用于国旗、团旗、校旗等场景的创新技术，旨在替代传统手动升降旗的方式，实现旗帜的自动升降，提升升旗效率，并确保仪式的隆重性和庄重性。

本报告将详细介绍自动控制升降旗系统的设计及相关实施方案。

二、设计目标1. 提高升降旗的效率：通过自动控制升降旗系统，可以实现快速、准确的旗帜升降，节省人力资源，提高效率。

2. 确保升旗仪式的庄重性和隆重性：系统设计应考虑鲜明的升降旗动作，并配合相应的音乐效果，营造出庄严肃穆的仪式氛围。

3. 安全可靠：系统设计必须满足严格的安全标准，确保旗帜、支架等元素在升降过程中的稳定性和不会对周围环境造成损害。

三、系统设计方案1. 硬件设计：(1) 材料选择：选用耐候性强、防水、抗风性能好的材料制作支架，确保旗帜在恶劣天气条件下的稳定性。

(2) 电机驱动：采用高效、低噪音的电机，结合传感器和控制器，实现旗帜升降的自动化控制。

(3) 安全装置：配置相关传感器和安全装置，如限位开关、风力传感器等，以确保系统运行时的安全性。

(4) 音乐效果：集成音响系统，设计合适的音乐片段，通过音乐的播放来增加升旗仪式的庄重感。

2. 控制系统设计：(1) 控制单元：选用先进的微控制器作为控制单元，具备高性能、可靠性和良好的扩展性。

(2) 控制算法：采用PID控制算法，根据传感器获取的信息，实时调节升降旗的速度和位置，保证平稳、精确的升降动作。

(3) 远程控制：考虑到未来可能需要远程操控升降旗系统的需求，可以添加无线通信模块，实现远程控制和监测功能。

3. 软件设计：(1) 界面设计：开发友好的用户界面，通过直观的图形界面展示当前的控制状态和相关参数，便于操作和监测。

(2) 系统逻辑：设计合理的系统逻辑，实现旗帜的自动升降功能，并能对异常情况进行处理，保持系统的稳定性和可靠性。

(3) 数据管理：记录系统的运行日志和状态数据，方便后期分析和故障排除。

自动控制升降旗系统设计

自动控制升降旗系统的设计目录引言 (1)1.方案论证及选择 (2)1.1 采用STC89C52单片机设计自动升降旗控制系统 (2)1.2采用数字电路设计自动控制升降旗系统 (2)1.3采用PIC16F877A单片机设计自动控制升降旗系统 (3)1.4 总方案的选择 (3)2系统硬件的设计 (4)2.1 单片机最小系统的设计 (4)2.1.1 晶振电路的设计 (5)2.1.2 复位电路设计 (5)2.2 电机驱动模块的设计 (5)2.2.1 28BYJ-48步进电机 (5)2.2.2 ULN2003芯片 (6)2.3语音模块的设计 (7)2.4液晶显示模块的设计 (9)2.5无线遥控模块的设计 (9)2.6 旗杆的设计 (10)2.7 电源电路的设计 (11)3系统软件设计 (12)3.1 系统总程序流程图 (12)3.2 子程序流程图 (13)3.2.1 升降小旗运动子程序 (13)3.2.2 LCD1602液晶实时显示子程序的设计 (14)3.2.3语音播放子程序的设计 (15)3.3软件的调试与编译 (16)3.4程序的下载 (17)4．电路的与调试与结果分析 (19)4.1电路的调试 (19)4.1.1单片机最小系统的调试 (19)4.1.2 声音模块调试 (19)4.1.3 电机绕线的调试处理 (19)4.2电路结果分析 (20)4.2.1国旗升降高度的结果分析 (20)4.2.2 液晶显示高度结果分析 (20)结论 (22)致谢.............................................................. 错误!未定义书签。

参考文献.. (23)附录A 英文文献原文 (24)附录B 英文文献译文 (36)附录C 硬件总设计图 (45)附录D 设计源程序............................................ 错误!未定义书签。

自动控制升降旗系统设计方案分析

自动控制升降旗系统设计方案分析摘要：本文主要针对自动控制升降旗系统的设计方案进行了分析和探讨。

首先介绍了自动控制升降旗系统的基本原理和作用，然后对系统的设计要求进行了详细的说明，并提出了相应的解决方案。

接着，分析了系统设计中的关键技术和难点，并提出了解决这些问题的方法和思路。

最后，给出了系统测试和优化的建议，以及未来的发展方向。

1.介绍自动控制升降旗系统是一种用于控制旗帜的升降的装置，可以实现对旗帜的自动升降。

该系统主要由传感器、控制器、电机和旗杆等组成。

其作用是提高升降旗的效率，减少人工操作，实现自动化。

2.设计要求在设计自动控制升降旗系统时，需考虑以下几个方面的要求：2.1 稳定性要求系统需要具备良好的稳定性，能够在各种环境条件下正常运行，以保证旗帜的合理升降。

2.2 快速度要求系统需要具备较快的升降速度，能够在短时间内完成旗帜的升降操作，提高效率。

2.3 灵活性要求系统需要具备较高的灵活性，能够根据不同的需求进行调整，满足不同场合下的升降旗要求。

2.4 安全性要求系统需要具备良好的安全性能，能够在升降旗过程中避免事故的发生，保证人员和设备的安全。

3.设计方案为了满足上述设计要求，我们提出了以下设计方案：3.1 传感器选择选用高精度的旗帜位置传感器，用于检测旗帜的升降位置，并将信号传输给控制器进行处理。

3.2 控制器设计设计一个高效可靠的控制器，用于接收传感器的信号，判断旗帜的位置，并控制电机的运行，实现旗帜的自动升降。

3.3 电机选型选用适合的电机，具有较高的转速和扭矩，以确保旗帜的快速升降。

3.4 旗杆设计设计合理的旗杆结构，确保旗帜的稳定升降，并考虑到安全因素，防止旗帜在风力较大时晃动或倒下。

4.关键技术和难点分析在自动控制升降旗系统的设计过程中，存在以下几个关键技术和难点：4.1 传感器信号处理传感器信号的准确处理是保证旗帜升降准确性的关键，需要设计合适的算法进行信号处理。

4.2 控制器的稳定性控制器的稳定性对系统的性能和安全性至关重要，需要选用高品质的元器件，并进行稳定性测试和优化。

自动控制升降旗系统的设计

自动控制升降旗系统的设计升降旗系统在各种场合都具有广泛的应用，例如学校、企业、政府机关等。

传统的升降旗方式存在着很多问题，如人力投入大、升旗时间不准确、升旗高度不统一等。

因此，设计一种自动控制升降旗系统成为了必要。

本文将介绍如何设计一个自动控制升降旗系统，包括系统设计、实现过程和结果分析。

在自动控制升降旗系统中，我们需要确定系统的功能和性能要求。

功能上，系统需要实现自动控制升降旗，包括自动识别旗杆位置、自动控制电机升降、自动控制旗帜悬挂在指定位置等。

性能上，系统需要保证升旗时间的准确性、升旗高度的统一性、系统的稳定性和可靠性等。

为了实现上述功能和性能要求，我们需要选择合适的技术和设备。

具体包括：传感器：采用光电传感器、限位传感器等，用于检测旗杆的位置和旗帜的悬挂在指定位置；电机：采用伺服电机或其他调速电机，用于控制旗帜的升降；控制电路：采用单片机或其他控制器，用于接收传感器的信号并控制电机的运动；在确定系统结构和流程时，我们需要考虑以下步骤：传感器检测旗帜是否到达指定位置并反馈给控制电路；控制电路根据反馈信号调整电机的运动，确保旗帜悬挂在指定位置。

在按照系统设计构建电路和软件时，我们需要以下事项：电路设计：根据系统功能和性能要求，设计电路的原理图和印刷电路板图；软件开发：采用C语言等编程语言编写程序，实现系统的各项功能；传感器的安装与调试：根据现场环境和实际情况，选择合适的位置安装传感器并进行调试；电机的选型与调试：根据实际情况，选择合适的电机并进行调试；控制电路与电机的连接：将控制电路与电机连接起来，并调试系统的整体运行。

在电路和软件进行仿真和实验时，我们需要验证以下内容：仿真分析：利用仿真软件对电路和程序进行模拟分析，检查系统功能和性能是否达到设计要求；实验验证：根据仿真分析的结果，对系统进行实验验证。

在实验过程中，需要以下事项：实验条件的稳定性、实验数据的可靠性、系统的鲁棒性和可靠性等。

通过实验验证，我们可以分析和讨论实验结果。

升旗装置制作方法

升旗装置制作方法
升旗装置制作方法：
① 在设计阶段首先要确定使用场合是室内还是室外因为环境因素会影响到材料选择尺寸大小等因素；
② 选择合适材质作为旗杆主体如不锈钢铝合金竹子等每种材料都有其优缺点需根据预算美观性来权衡；
③ 根据预计悬挂旗帜尺寸重量计算所需旗杆长度直径确保其具有足够强度支撑起国旗迎风飘扬；
④ 在旗杆顶部安装滑轮或导轨系统用于牵引绳索通过此装置可以让旗帜顺利上下移动而不会卡住；
⑤ 制作一个稳固底座可以是混凝土浇筑也可以是钢结构焊接具体做法取决于现场条件及要求稳固性；
⑥ 在底座上预留固定孔用膨胀螺丝将旗杆牢牢固定住避免因风吹雨打导致松动甚至倒塌事故；
⑦ 准备一根足够长且强度高的绳索一端绑在旗杆顶部另一端则穿过滑轮后固定在地面操作手柄上；
⑧ 安装完成后尝试手动拉动绳索检查整个升降过程是否流畅无阻如有卡顿现象需及时排查原因；
⑨ 对于需要频繁升降旗帜场合建议加装电动马达配合遥控器实现一键操作省时省力提高工作效率；
⑩ 在重要节日或庆典活动前需提前检查装置完好性包括绳索磨损程度滑轮灵活度等防止关键时刻掉链子；
⑪ 定期对升旗装置进行维护保养如给金属部件上润滑油清除积累污垢检查连接处是否紧固等；
⑫ 最后提醒无论是手动还是自动装置操作时都应庄重严肃展现对国旗尊重与热爱之情；。

国旗升降自动控制系统

Protues电路设计与仿真结课论文姓名吕雪锋学号 5011212204学院信息工程学院专业计算机科学与技术班级计算机16-2班指导老师孟洪兵国旗升降自动控制系统目录设计任务．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．2摘要．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．4第 1 节系统方案论证与比较．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．51.1 设计思路．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．51.2 方案选择与论证．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．51.2.1、电机的选择与论证．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．51.2.2、电机驱动方案的选择与论证．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．51.2.3、显示部分方案的选择与论证．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．6第 2 节电路框图设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 82.1 总体框图设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．82.2 整体程序流程图．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．9第 3 节系统的具体设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．103.1 系统的硬件设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．103.1.1、电机驱动模块．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．103.1.2、键盘与显示模块．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．113.2 系统的软件设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．123.2.1、主体电路图．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．12第 4 节结论．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．13第 5 节心得．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．14参考文献．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．14附录．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．15国旗升降系统控制设计报告设计任务设计一个国旗升降旗系统，该系统能够控制升旗和降旗，升旗时，在到固定时间时自动停止；降旗时，在到达固定时间自动停止。

自动国旗升降系统设计

摘要现代升降系统总的发展趋势是提高自动化，提高柔韧灵活性，技术含量和先进的程度不断提高。

将单片机用于升降系统中，使控制技术和单片机技术相结合，从而可实现机电一体化控制，提高升降系统的自动化程度及运行可靠性和稳定性。

本设计是由单片机（AT89S51）、步进电机、AV6532E-067语音芯片、按键等基本的部分组成的控制国旗升降的系统。

采用由单片机控制的步进电机带动国旗升降，实现对国旗升降的自动控制。

本系统可以实现以下功能：1.可以通过手动按键来实现控制国旗的匀速升降。

2.可以按照要求上升或下降国旗，并可在任意位置停止。

3.国旗在上升过程中能准确与国歌乐曲同步。

4.能实现半旗的升降功能。

5.可以通过改变步进电机的转动速度来改变国旗上升或下降的速度。

本系统只是一个简单的国旗升降系统，它不是一个先进的系统，现在升降国旗已经实现完全自动化了，可以用微机来实现声光控一体化升降国旗了。

关键词：单片机；步进电机；升降系统ABSTRACTThe development current of the model raising and downing system is to improve automatization,productivity,and flexibility.Tts technique and predominance degree is heightening ing SCM in raising and downing system ,tying automotive technique in with SCM technique,thereby can realize meachanics and elec tronics are controlled together.The raising and downing system’sautomatic degree operational realiability and stability will improve distinctlyThe national movement control system is made up of SCM(AT89S51)、stepper moter、AV6532E-067voice chip、keyboards and other basic comments.With the stepper which is controlled by SCM,to driver the flag rising and lowing, thus to a chieve the flag automatic controlling.1.It can be manually operated.That is,though the buttons to control movements can be achieved.2.in accordance with the requirements of the user to the designated location and increase or decrease in any position to stop.3.The flag raises while the voice is running.4.Achive the half-mast to functional movments.5.By changing the rotational speeds of the stepper motor,the flag raising or downing speeds can be changedKey word :MCU; Stepper motor; Raising and downing system目录1绪论 (3)1.1升降系统的现状 (3)1.2 课题的提出及意义 (3)２系统的总体设计 (4)2.1单片机的简介 (5)2.1.1主要特性： (5)2.1.2．管脚说明： (5)2.1.3．振荡器特性： (6)2.1.4．芯片擦除： (6)2.2步进电机简介 (7)2.2.1步进电机的工作原理 (7)2.2.2步进电机的控制 (7)2.2.3步进电机的驱动方式 (7)2.3步进电机的单片机控制 (10)3系统硬件选择与设计 (10)3.1系统硬件的选择 (10)3.1.1 单片机的选择 (10)3.1.2 电机的选择 (11)3.1.3电机驱动的选择 (11)3.1.4显示的选择 (11)3.1.5无线控制模块的选择 (12)3.1.6语音芯片的选择 (12)4.系统的软件设计 (12)4.1设计系统数据库与数据表 (12)4.2国旗升降系统的 (14)4.3系统运行主程序 (14)5．总结 (17)结束语 (17)参考文献 (17)1绪论1.1升降系统的现状自控升降系统制技术是一种运用控制理论、仪器仪表、计算机和其它信息技术，对工业生产过程实现检测、控制、优化、调度、管理和决策，达到增加产量、提高质量、降低消耗、确保安全等目综合性技术，主要包括工业自动化软件、硬件和系统三大部分。

简易国旗自动升降装置的设计与实现

三、实现方案
电机驱动模块电机驱动模块主要完成对国旗升降的控制，为了保证控制的精度和误差，可采用步进电机进行驱动。考虑到在升降国旗的过程中存在的各种情况，要求电机驱动模块应具有脱机、使能、锁定等功能。同时考虑到系统的抗干扰性能，接口需要考虑采用光电隔离等措施，并具有过热自动保护等功能。
三、实现方案
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往届学生作品
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三、实现方案
系统可以分解为主控模块、电机驱动模块、语音模块、显示模块、键盘检测模块等，其原理框图如图1所示
电机驱动
语音模块
存储模块
主控模块
显示模块
复位电路
键盘检测模块
图1 系统结构
三、实现方案
主控模块
主控模块是本系统的核心模块，主要完成逻辑计算与任务调度等功能。主控模块应具有如下接口： •与电机驱动模块的接口：一般采用脉冲信号进行驱动，因此采用I/O口进行接口，有共阳极和共阴极两种方式； •与显示模块的接口：可采用并行8路数据或串行通信方式进行接口； •与键盘检测模块的接口：采用I/O方式进行接口，可采用高电平有效或低电平有效； •与存储模块的接口：一般采用I2C接口，主控模块的I/O端口可模拟该通信协议； •与语音模块的接口：与语音模块接口只是给一个起、停的信号，因此采用I/O方式进行接口。
显示模块显示模块可采用液晶屏幕进行显示，主要完成对国旗高度的实时显示、国歌的计时、国旗速度的显示等功能。键盘检测模块人机接口采用键盘输入方式，可选用独立按键或者矩阵键盘，可实现国旗的上升和下降、国旗速度的调整、国旗位置的控制等功能。存储模块存储模块用于记录国旗的高度数据，当系统重新上电后，可显示国旗的原来的高度数据，因此存储模块需要具有掉电保护功能。语音模块语音模块用于在升国旗的同时播放国歌，考虑到国歌播放的连续性，可选用独立的语音芯片或者单独的单片机进行控制。

自动升降旗系统

自动控制升降旗系统一. 设计任务设计一个自动控制升降旗系统，该系统能够自动控制升旗和降旗，升旗时，在旗杆的最高端自动停止；降旗时，在最低端自动停止。

自动控制升降旗系统的机械模型如图所示。

旗帜的升降由电动机驱动，该系统有两个控制按键，一个是上升键，一个是下降键。

二. 设计要求（一）基本部分1.按下上升按键后，国旗匀速上升，同时流畅地演奏国歌；上升到最高端时自动停止上升，国歌停奏；按下下降按键后，国旗匀速下降，降旗的时间不放国歌，下降到最低端时自动停止。

2.能在指定的位置上自动停止。

3.为避免误动作，国旗在最高端时，按上升键不起作用；国旗在最低端时，按下降键不起作用。

4.升降旗的时间均为43秒钟，与国歌的演奏时间相等，同时，旗从旗杆的最下端上升到顶端。

降旗不演奏国歌，同时，旗从旗杆的最上端下降到底端。

5.数字即时显示旗帜所在的高度，以厘米为单位，误差不大于2厘米。

（二）发挥部分增设一个开关，由开关控制是否是半旗状态，该状态由一发光二极管显示。

1.半旗状态（根据《国旗法》）。

升旗时，按上升键，奏国歌，国旗从最低端上升到最高端之后，国歌停奏，然后自动下降到总高度的2/3高度处停止；降旗时，按下降键，国旗先从2/3高度处上升到最高端，再自动从最高端下降到底之后自动停止，国歌停奏。

2.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。

3.要求升降旗的速度可调整，旗杆高度不变的情况下，升降旗时间的调整范围是30—120秒钟，步进1秒。

此时国歌停奏。

4.具有无线遥控升、降旗及停止功能。

说明：旗帜用大于100克的重物代替。

自动控制升降旗系统的设计毕业设计

自动控制升降旗系统的设计摘要本设计是关于自动控制升降旗系统的设计。

本着实用、调整控制方便、功能完善等方面的原则，采用在线编程、功能强大的单片机——P89C51RC2HFA来控制步进电机，实现国旗的自动升降等功能。

在步进电机的驱动电路上直接选用了模块化的控制器，大大减轻了CPU的负担，也完全符合快速设计的原则。

本系统设计了实现精确定时的时钟电路和用于掉电保护的存储电路，同时还设计了功能齐全的键盘/显示电路和使国旗飘扬的鼓风电路以及遥控电路。

该系统具有以下特点：可按键、可遥控自动控制升旗和降旗，并在任意指定位置自动停止，升旗过程中能准确与国歌乐曲同步；实现半旗状态的功能；具有断电保护功能；升降速度可调功能；还具有无线遥控的作用等特点。

需要设定的升、降过程以及半旗状态是通过按键实现，并能显示上升或下降时间和旗帜所在高度。

本系统的创新点包括：防止升降旗过程中出现冒顶系统；国旗到达顶点时，旗面保持迎风飘扬而不缠杆。

在实现以上功能的过程中，升降旗时间在30～120秒内可调，通过改变步进电机的转动速度来改变旗帜上升或下降的速度，并通过LED显示上升或下降时间和旗帜所在高度。

旗帜达到顶端后，由鼓风机提供风源使旗帜始终处于飘扬的状态。

测试表明，该自动控制升降旗系统达到了题目所有的任务要求，同时在发挥部分的设计要求之上，我们还提出了具有特色的创新点。

在操作方便和误差较小的基础上，保证了系统完整协调地工作。

关键字：自动控制；断电保护；无线遥控；冒顶ABSTRACTThe design is based on the practical and convenient adjustment control, and so functional improvement, with the off online programming, the powerful MCU--P89C51RC2HFA to stepper motor control, to realize the automatic raising/lowering of the national flag. Stepper motor drive circuit is directly in the selection of a modular controller, thus reducing the burden on the CPU, but also with the rapid design principle. The system is designed to achieve precise timing and the clock circuit used for solving the memory circuit, but also designed a fully functional keyboard / display circuit, so that the national flag flying and remote control circuit blast.The system has the following features: a flag raising and lowering can be controlled by button or remote control, and can automatically stop at any designated location, the national anthem and flag-raising process can accurately music synchronization; Function of achieving the half-mast state; Have power outages protective function; Adjustable rate movements function; The role also has wireless remote control features. Set the ascending, descending process of the state andhalf-mast through the button, and it can show the time and tallness in rise or lowering.The innovation of the system include: preventing flag rising emerged in the course of rising; Flag arrived at the apex, to keep the flag fluttering in the wind rather than wrapped around poles. In the process of achieving the above functions, 30-120 seconds for the flag rising is adjustable, by changing the rotational speed of the step motor, the flag raising speed can be changed, and the time & tallness will be showed on the LED. After the flag reached the top, the wind provided by the blower will make the flag in fluttering stateThe test results show that the flag controlling system raising a topic all of the tasks and requirements, and some features are on top of the design requirements. We have initiated unique innovations.Based on less error and convenient operation, the system is ensured to work integrated and coordinate.Keyword: Automatic control；Wireless remote control；Power outages protective；Rising emerged目录摘要—————————————————————— 1 ABSTRACT ——————————————————— 2 目录—————————————————————— 41.设计总体要求—————————————————62.方案的比较与选择———————————————7 2.1单片机的选择—————————————————7 2.2电机的选择——————————————————14 2.3系统工作电源的制作——————————————16 2.4显示的选择——————————————————183.系统设计———————————————————20 3.1 系统框图——————————————————20 3.2系统硬件设计—————————————————213.3软件设计———————————————————294、系统原理与理论分析——————————————36 4.1单片机最小系统组成——————————————364.2控制原理———————————————————365、操作说明———————————————————41 5.1数码管显示说明————————————————41 5.2按键操作说明—————————————————425.3具体操作方法和实现的功能————————————436、系统调试与测试结果——————————————46 6.1系统分块调试—————————————————46 6.2测试结果———————————————————466.3误差分析———————————————————497、特色与创新——————————————————508、参考文献———————————————————519、致谢辞———————————————————52附录：部分芯片简介中英文对照——————————531.设计总体要求采用P89C51RC2HFA单片机、步进电机、WT2560语音芯片、时钟芯片X1226I、显示电路、遥控电路、按键等基本的部分组成的控制国旗升降系统。

自动升旗简易控制装置的设计

自动升旗简易控制装置的设计齐河县第一中学王丽美2010年7月27日17:24【教学目标】：知识与技能：了解简单控制系统的设计过程过程与方法：熟悉将设计转化为实物的过程。

情感与价值观：思考问题全面、客观、严谨、符合实际。

【教学重点】：自动升旗简单控制系统的设计过程。

【教学难点】：方案的选择及实际问题的解决能力。

【教学过程】：引入：控制系统的框图表示：开环、闭环新课教学：、明确设计目的以自动升旗简易控制装置为例：1、控制的对象是什么？国旗。

2、系统要达到的控制效果？在国歌播放的时间内，控制国旗匀速上升到旗杆的顶端。

二、确定设计方案1、了解工作的基本原理选择恰当的控制方案实现控制，采用开环控制系统较简单，被控对象是国旗，被控量是上升的速度，控制量是电动机的转动与停止。

选用成本低、易于获取的元件、设备和材料制作模型，列出各种可行方案。

2、提出方案方案11、采用机械定时器、直流电动机、直流电源、滑轮等元件实现。

其中，机械定时器相当于电动机的开关。

2、测得国歌播放的时间和旗杆的长度，确定定时器的定时时间并预估电动机的转速。

根据时间、旗杆长度和电动机的转速，选择滑轮的直径。

3、将机械定时器、直流电源和电动机串联在一个回路中。

、”J—方案22、用电子定时器代替机械定时器，其他与方案1 相同。

1、采用成品的电子定时器、直流电源、滑轮等元器件实现。

方案31、采用自制的电子定时器、带有可调速电路的电动机、直流电源、滑轮等元器件实现。

2、将自制的电子定时器、直流电源和带有可调速电路的电动机串联在一个回路中。

方案41采用C D唱机（含有触发电路）、电动机、直流电源、滑轮等元器件和设备。

2、从CD唱机中引出音频信号，将CD唱机（含有触发电路）、直流电源和电动机串联在电路中。

思考：你认为那种方案最容易实现？3、确定设计方案选择方案1中的自动控制系统三、选择实现方法1、需要解决的实际问题1）电动机转速快，需减速。

解决方法：设计减速装置。

国旗自动升降系统

手动控制
设定音乐长度播放音乐开动电机
显示历叱高度时间
while
谢谢观赏
Make Presentation much more fun
实时显示
语音模块
电机控制：
型号：5V 64细分 28BYJ-48步迚电机优点：（1）精确控制方面比其他电机的优势。（2）性价比高。
（3）易驱动，好控制。
电机控制：
工作原理：
步迚电机是将电脉冲信号转变为角位移戒线位移的开环控制元件。在非超载的情冴下，
电机的转速、停止的位置只取决于脉冲信号的
需要给步迚电机的脉冲数是16384个，系统对步迚电机
的每个脉冲延时设定为0.5毫秒。根据需求可调节延时改变转速。
电机控制：
步进电机驱动模块：
电机控制：
国旗调整：
我们是将升旗台的最低端作为整个系统的零点，
那么旗帜的上升跟下降都是按照这个零点标准来迚行
校正的。其次，我们多次对旗杆的高度迚行测量，然后记录了旗帜到达最高点的时候转轴一共转了多少圈（4圈），当然数据丌可能刚好是正数的，我们迚行了微调，将线人为的延长了一点点，为了保证理论数据的准确性。最后是调整转轴不旗杆之间的距离以及让旗帜完美的贴合旗杆（保证在升降旗的过程中旗帜丌会乱摆）。旗帜通过这些初始的设置过后最终达到了我们想要的接近理想的效果。
以及时间，国歌可以从PC机以通讯方式下载，
具有无线遥控升、降旗及停止功能。
设计要求：
（1）分别按下上升下降键，国旗分别匀速上升至最高端停止，下降到最底端停止。上升时播放国歌。（2）国旗从最低端上升到最高端之后，国歌停
奏，然后自动下降到总高度的2/3高度处停止

通用技术——自动升旗控制系统方案的构思与设计

分组动手，很感兴趣地组装，进一步体验结构的稳定性、系统的整体性、流程的环节和时序及控制的自动性。
使用数码摄像机录像并在大屏幕实时展示某一小组的操作过程
四、模型展示及评价
讲台展示并适当评价，了解控制框图让同学代表介绍组装过程及如何调试加减速按钮，达到升旗和国歌同步。
评价要点：
1.是否到达预期效果；2.其他人的评价；3.如何改进。
演示水塔试验装置，引出本节课学习的内容。
生回答：电视机的遥控器使用、骑自行车、太阳能上水控制系统等
让学生说出此系统的组成及优缺点。
生：说出其特点。
展示PPT
展示课题
欣赏周一升旗视频，结合参加升旗体验，谈升旗感受并指出存在问题及原因。
师：有没有解决的办法呢？
展示本节课题——自动升旗控制系统方案的构思与设计
2、体验自动控制系统的设计、绘制草图、评价和优化改进的活动过程，初步掌握技术学习方法和技术探究方法，具有参与技术活动的能力，创新能力团结协作能力。
三、情感、态度、价值观
1、注重观察生活，思考技术在生活实际中的应用，形成技术为人类服务的思想。
2、认识技术的创造性特征，形成实事求是、精益求精的态度，养成从事技术活动必须具备的严谨、守信、负责、进取、合作、坚毅、果敢等良好品质。
通用技术——自动升旗控制系统方案的构思与设计
教学主题
自动升旗控制系统方案的构思与设计
一、主题分析
本节课通过联系身边的控制系统实例，理解结构与设计，系统与设计，流程与设计，控制与设计在技术中的联系和应用。通过分析太阳能上水系统和水塔自动上水系统的优点和不足，知道通过分析被控对象的基本特性，确定被控量、控制量，从而形成控制系统的设计构思方案，明确系统设计中控制系统方案设计需满足的基本条件和方案设计分析的主要内容。通过自动升旗系统的构思与设计及组装调试，明确设计是一个复杂的，循环反复的过程，好的设计作品也不是一次就可以完成的，需要多次的尝试、检验、优化才能得到。

简易国旗自动升降装置的设计与实现

通过网站在线答疑、QQ群讨论、实验室专题讲座
等
指导教师（辅助）
兴趣引导感受知识学会思考
实验报告要求
实验报告需要反映以下工作：实验要求分析实现方案论证理论推导计算电路设计与参数选择电路测试方法表格设计，实验数据记录数据处理分析实验结果总结与心得体会
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五、考核评价
实物验收：功能与性能指标的完成程度，完成时间实验质量：电路方案的合理性，焊接质量、组装工艺等自主创新：功能构思、电路设计的创新性，自主思考与独立实践能力实验成本：是否充分利用实验室已有条件，材料与元器件选择合理性，成
本核算与损耗实验数据：测试数据和测量误差,设计表格的合理性实验报告：实验报告的规范性与完整性
考核
五、考核评价
考察在实验分析、自主学习、设计构思、方案论证、工程实现、总结分析等方面的综合能力
实验过程中表现出的创新思维、研究探索、团队合作、知识拓展等综合素质
参考文献
1.胡仁杰，韩立.电工电子创新实验.北京：高等教育出版社. 2.侯建军. 电子技术基础实验、综合设计实验与课程设计.北京：高等教育出版社. 3.康华光.电子技术基础.北京：高等教育出版社. 4.高文焕等.电子电路实验.北京：清华大学出版社. 5.谢自美.电子线路设计•实验•测试.武汉：华中科技大学出版社. 6.王紫婷.电子技术实验教程.北京：中国铁道出版社.
显示模块显示模块可采用液晶屏幕进行显示，主要完成对国旗高度的实时显示、国歌的计时、国旗速度的显示等功能。键盘检测模块人机接口采用键盘输入方式，可选用独立按键或者矩阵键盘，可实现国旗的上升和下降、国旗速度的调整、国旗位置的控制等功能。存储模块存储模块用于记录国旗的高度数据，当系统重新上电后，可显示国旗的原来的高度数据，因此存储模块需要具有掉电保护功能。语音模块语音模块用于在升国旗的同时播放国歌，考虑到国歌播放的连续性，可选用独立的语音芯片或者单独的单片机进行控制。

国旗升降自动控制系统(精)

关键字：步进电机自动控制语音遥控液晶显示接近开关
具体设计
第1节系统方案论证与比较
1.1思路
题目要求设计一自动控制升降旗系统，该系统能够自动升降旗和自动升降半旗,能够在指定位置停止，升降旗的时间可在30—120秒的范围内自行调整，标准的升降旗时间与国歌演奏时间相等，即为43秒，且具有数字即时显示旗帜所在的高度和无线遥控升、降旗及停止功能。根据题目要求由一个步进电机来控制旗帜的升降情况，由接近开关来防止旗帜在最高点或最低点停止时出现的误动作，由液晶来显示旗帜所在的高度及升降旗所用的时间，无线遥控电路使用无线发射接收模块SP，语音模块采用集成语音芯片ISD2560。
4.2测试方法．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．16
第5节测试数据及测试结果析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．19
第6节结论．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．21
3.2系统的软件设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．13
3.2.1、各部分程序流程图．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．14
第4节测试方法与仪器．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．16
4.1测试设备．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．16
第7节心得．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．22
附录．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．23

自动升降旗方案

自动升降旗方案背景旗帜是一种重要的标识物，它代表了一个团体、组织或国家的身份和价值观。

在日常生活中，我们常见到的升降旗活动通常需要人工完成，这不仅费时费力，还可能出现人为因素导致的错误或不便。

为了解决这一问题，我们提出了自动升降旗方案，通过自动化技术实现旗帜的方便、准确和高效的升降。

方案概述自动升降旗方案基于电子控制系统和电动升降装置，通过预设的程序和指令实现旗帜的自动升降。

方案主要包括以下几个方面的内容：1.电动升降装置自动升降旗方案的核心是电动升降装置。

该装置由电动机、齿轮传动系统和支架组成。

电动机通过控制系统的指令提供动力，齿轮传动系统将动力转化为力和运动，支架承载旗帜并实现升降。

2.控制系统控制系统是自动升降旗方案的关键部分。

该系统可以基于嵌入式系统实现，具备计时、遥控和自动化控制等功能。

通过预设的程序和指令，控制系统可以精确地控制升降装置的运动和停止，并在需要时发出警报信号。

3.程序设计程序设计是自动升降旗方案的重要环节。

通过编写程序，可以实现控制系统与升降装置的有效交互。

程序应考虑到安全性、稳定性和可靠性，能够处理各种异常情况并及时做出响应。

4.安全保护措施为了确保自动升降旗方案的安全性和可靠性，需要采取一系列的安全保护措施。

例如，在升降装置的上方设置红外线传感器，能够检测到是否有物体阻挡，以避免撞击或夹伤事故发生。

此外，还可以设置急停装置和紧急报警装置，以应对紧急情况。

方案优势自动升降旗方案具有以下几个优势：1.高效性自动升降旗方案可以通过预设的程序实现升降旗的自动化，大大减少了人工操作的时间和工作量。

只需简单设置参数和指令，系统即可按照设定的时间和步骤自动完成升降旗的任务。

2.准确性自动升降旗方案通过电子控制系统实现旗帜的精确升降。

可以根据需要设置精确的升降时间和高度，确保旗帜的升降准确到位，避免人工操作可能存在的误差。

3.安全性自动升降旗方案采取了一系列的安全保护措施，如红外线传感器、急停装置和紧急报警装置等，确保系统的安全性和可靠性。

国旗自动升降装置的设计

国旗自动升降装置的设计作者：韩鸿雨章洪博刘振安王晓燕来源：《科学与财富》2020年第23期引言传统的国旗升降存在国歌的播放与国旗上升步调不一致，易受环境因素影响等弊端。

为了消除国旗升降中的众多问题提高升旗质量和效率，如何实现国旗升降完全自动化已日益迫切。

本设计以弘扬爱国精神为初衷，围绕五星红旗功能进行展开，解决了即使在人力所不能及的地方，五星红旗也能飘荡在蔚蓝的天空的问题，为祖国70周年献礼。

该项目是基于51单片机设计的国旗升降系统，单片机与蓝牙模块和电机驱动模块连接，用手机app通过蓝牙连接单片机的蓝牙模块，向单片机发送数据来控制电机驱动模块，从而达成升降国旗的目的。

1.;;; 国旗自动升降装置基本功能该系统能够自动控制升旗和降旗，升旗时，在旗杆的最高端自动停止;国旗的升降用的是精确控制的步进电机，拥有蓝牙控制和语音播放的功能，可以自由的控制国旗的升降，以及自由选择并显示国旗的上升（或者下降）的高度以及时间，国歌转换为数字量预先存入单片机，具有蓝牙遥控升、降旗及停止功能。

半旗状态（根据《国旗法》）。

升旗时，按上升键，奏国歌，国旗从最低端上升到最高端之后，国歌停奏，然后自动下降到总高度的2/3高度处停止;降旗时，按下降键，国旗先从2/3高度处上升到最高端，再自动从最高端下降到底之后自动停止，国歌停奏。

升降旗的时间均为43秒钟，与国歌的演奏时间相等，同时，旗从旗杆的最下端上升到顶端。

降旗不演奏国歌，同时，旗从旗杆的最上端下降到底端。

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。

2.;;; 本设计的系统主要由单片机STC89C52作为升降旗系统的控制核心，实现键盘控制、液晶显示、语音以及蓝牙控制等几个部分，即该系统主要包括电机驱动模块、LED指示灯、键盘与显示模块、语音模块及蓝牙模块等几个部分。

本问设计的系统的控制器采用STC公司的STC89C52，因为考虑到编写的繁简程度，所以在此使用C语言进行软件编写，这样可以大大提高程序编写时的效率。

自动升国旗控制系统设计与实现

自动升国旗控制系统设计与实现摘要在电子技术快速发展的背景下，自动控制升降旗系统应运而生，该系统的应用有效的解决了传统升降方法的弊端，能够确保国旗移动步调与国歌演奏保持一致，同时也能排除环境等因素带来的不良影响。

自动控制升降旗系统不但可以有效地提升升旗效率，同时也能为国旗升降仪式的成功完成提供更大的保障。

在使用该系统的过程中，核心内容是对电机转动进行控制，如今步进电机的应用频率相对较高。

考虑到步进电机系统有较高的控制精度，控制方式相对简单，具有更高的数字化程度，所以应用范围也较大，如今在电机组件中发挥着无可取代的作用。

步进电机的控制是通过单片机实现的，因此电机的设计也较为简单。

随着技术的快速发展，现代升降系统也越来越智能，柔韧灵活性逐渐增大。

通过在设计升降系统的过程中使用单片机，能够更好地达到机电一体化控制的目标，切实的提升升降系统的稳定性，使系统具有更高的自动化水平。

关键词：自动升国旗系统；单片机；设计引言升国旗是一个国家主权的重要象征，同时也是国威和尊严的一种表现形式。

通过举办升旗仪式，不仅能够发挥一定的教育作用，同时也有助于增强公民的团体意识和爱过意识；是重要的衡量公民爱国爱党的重要标志；能够体现出公民的素质水平。

因此，不能以简单的方式对升旗仪式进行解读，这不仅仅是一种活动的表现形式，更是一种庄严的活动。

我国在举办升旗仪式的过程中，需要根据现有的《中华人民共和国国旗法》中的相关内容举行。

由于传统的国旗升降是通过手动或电机转动的方式来实现，其中存在多种弊端，例如无法有效的消除开关误差、无法确保国歌播放时间与升旗步调保持一致等。

除此之外，很容易出现操作失误等情况，进而导致陷入尴尬的局面，对升旗仪式的庄严性带来了一定的不良影响。

在科技水平快速提升的背景下，目前自动控制系统的应用范围越来越广，特别是在单片机的应用，为工业电子设备、机器人以及医疗设备的改进，带来了更多的福音。

单片机的优点主要包括体积小、灵活性高、质量轻、价格低廉、有较强的抗干扰能力等，因此目前也逐渐得到了广泛的应用。

科技小制作——国旗升降台

科技小制作——国旗升降台起来不愿做奴隶的人们，把我们的血肉，筑成我们新的长城......”是不是每当我们唱起这首歌，就会想起升国旗的情景呢？可是你知道升降台为什么能让国旗徐徐的升起来吗？通过下面的实验让我们一起了解升降台的原理，知道国旗的含义和历史.实验重点：了解使用滑轮让国旗升降的原理实验目的：1.了解定滑轮特点的使用2.手工DIY培养孩子的动手能力 3.培养孩子对国旗的认知尊敬热爱国旗的情感实验认知：滑轮是一个周边有槽，能够绕轴转动的小轮固定在一个支架上组成的机械。

滑轮有两种：定滑轮和动滑轮，组合成为滑轮组。

定滑轮工作不省力也不费力，但可以改变作用力方向，使工作更加便利。

动滑轮是位置不固定的滑轮，使用时整个滑轮发生位移。

使用这种滑轮可以省力。

轮是位置不固定的滑轮，使用时整个滑轮发生位移。

使用这种滑轮可以省力。

实验步骤：1）认识实验器材：小滑轮、大滑轮、钉子轴、滑轮轴、双面胶、立柱、国旗、摇把、多孔底座、皮筋线绳。

2）用钉子轴穿过小滑轮把它固定在立柱顶端的小孔上，小滑轮能自由转动，钉子轴与小孔紧配合不掉为宜；用滑轮轴穿过立柱下端小孔后与大滑轮紧配合同时与立柱保持一定的间隙，最后安装上摇把。

3）把做好的大立柱安插在多孔底座上。

4）. 把皮筋线绳对折比划一下两滑轮之间的距离后打结成环状（稍短一点），剪一小条双面胶条（长约与旗宽）然后把国旗用双面胶纸粘贴在皮筋线绳上，把皮筋线绳挂在大小滑轮上。

5）. 组装完成，摇动把手看看国旗升降的效果，再作调整。

提示：把皮筋线绳做的松紧适度，不然国旗升不起来，不要把小零件放入口中，不要过度用力造成零件损坏。

知识拓展：国旗：是国家的一种标志性旗帜，是国家的象征。

它通过一定的色彩和图案反映一个国家政治特色和历史文化传统。

在一个主权国家领土上一般不得随意悬挂他国国旗。

世界上各国国旗的颜色主要有红、白、绿、蓝、黄、黑等，这些颜色各有一定的含义，形状绝大多数是长方形。

中华人民共和国国旗是五星红旗，是中华人民共和国的象征和标志。