基于PIC单片机的自动控制升降旗系统设计

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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。

基于单片机的升降旗自动控制系统的设计

图１　ＳＴＣ８９Ｃ５２整体框架３　硬件电路设计3.1　驱动电路设计本系统所用的电机型号为永磁感应子式42BYGH101电机，其参数信息如表1所示。

表１　参数信息步距角/度相数电压/V电流/A功率/W静转矩定位转矩0.9/1.82 2.5 1.7 4.250.420.025L297集成电路用于两相步进电机或四相步进电机的驱动控制。

通过L297发送相关信号可控制L298N芯片工作。

在使用L297芯片时，用户只需要控制时钟、方向、模式输入信号，就可以实现步进电机的驱动控制，大大简化了程序设计的复杂性。

采用L297与L298N集成芯片的组合，对步进电机进行驱动控制，可以提高步进电机运行可靠性，降低成本，提高步进电机的定位精度。

步进电机驱动电路如图2所示[2]。

本系统采用两相双四拍工作方式，下面给出系统的两相双四拍相序表，如表2所示。

表２　电机相序表相A B A'B'顺序01100101102001131001语音模块的设计思想是利用单片机的软件编程控制扬声器播放国歌语音代码实现的，由于设计中采用的是三极管驱动8Ω/0.5W 的扬声器发声，需要的功率过大，而普通的三极管不能承受很高的电流，容易在电路中烧坏；如果在电路中接入限流电阻，又不能满足驱动扬声器的条件，或者扬声器声音过小，都不能达到设计的要求。

为了解决这个问题，在设计采用大功率的MOS 管TIP122实现。

TIP122引脚如图3所示。

图4所示的是三极管TIP1122的内部连接图，R1=5千欧，R2=150欧。

由图可以看出，这是一个集成的放大型NPN 管，它是由两个NPN 型普通三极管经过二级放大形成的，使得稳定系数更高，且放到倍数也加倍，各方面参数都有所提高具体的电参数如表3所示。

通过单片机的口输出脉冲信号，具体电路设计如图5所示。

表３　三极管ＴＩＰ１２２的电参数表符号参数极性数值单位NPN TIP120TIP121TIP122PNPTIP125TIP124TIP125VCBO 集电极-基极电压（IE=0）6080100VCEO 集电极-发射极电压（IB=0）6080100VEBO 发射极-基极电压（IC=0）5IC 集电极电流5ICM 集电极峰值电流8IB 基极电流0.1Ptot 耗散功率Tcase ≤25℃65Tamb ≤25℃2Tstg 贮藏温度-60～150Tj 最高工作结温150hFE放大倍数100根据步进电机工作电压（2.5V ）及工作电流（1.7A ），系统通过STC89C52单片机P2.0与P2.1引脚输出相应的控制信号，实现步进电机的启停、速度调节和换向等功能。

自动控制升降旗系统的设计

自动控制升降旗系统的设计【摘要】本设计介绍了自动控制升降旗系统，能实现国旗平稳升降，国歌同步播放的效果，功能强大，适应能力强。

【关键词】升降旗；控制；步进电机当代社会，自动升降旗系统在许多领域得到了广泛的应用。

例如：在许多政府部门、一些学校广场和很多大型企业里，常常可见到飘扬的国旗。

随着科学技术的发展，尤其是伴随着单片机测控、自动控制技术的发展，用自动控制系统来实现国旗的升与降控制，使升降旗的速度与国歌演奏的时间得到准确无误的配合，这样一来，就不会再有人为升降国旗与国歌演奏时间不协调的尴尬场面发生，从而保证了国旗升降仪式的严肃性、庄重性。

一、系统所能实现的功能简介本自动升降旗系统主要有at89c52单片机、步进电机、cpld国歌演奏电路、处理键盘电路和led显示屏构成。

系统能够实现的主要功能如下：（一）当按下上升键后，国旗就会匀速上升，同时演奏国歌，国旗上升到旗杆最高端后会自动停止，国歌停奏。

当按下降键后，国旗同样会匀速下降，下降到旗杆最低端后自动停止。

这个升降旗过程所用的的时间均为43s。

（二）本系统可以避免失误动作的发生。

国旗在最高端时，按上升键不起作用，即不上升；在最低端时，按下降键也不起作用，即不下降。

（三）能够在指定的位置停止，并且停止后能继续通过按键来控制国旗是否继续升或降。

（四）国旗的高度及升降到某一位置所用的时间可即时显示，当国旗停止在中间某一位置，时间显示同样停止在当前时刻。

（五）可通过开关控制系统的半旗状态，并通过一个发光二极管显示出来。

升旗时按下上升键，国旗由最低端上升到最高端之后，国歌同时停奏，继而国旗自动下降到2/3处停止。

降旗时，按下下降键，首先国旗由2/3高度处上升到最高端，然后自动从最高端下降到最低端，自动停止。

（六）升降旗的速度总是保持在30s-120s内，并且这个速度是可以人为调整的。

（七）本系统还具有无线遥控升降旗及停止升降二、硬件系统的设计本系统以单片机作为主要控制处理芯片，利用步进电机控制装置实现一个自动控制升降旗系统。

(24)基于PIC单片机的电梯升降系统

一引言本项设计是设计并制作具有8层控制能力的电梯升降系统。

由于普通电机不能准确起动和停止和控制旋转角度等缺陷，本设计电机采用三相步进电机作为动力源。

根据当前电梯内外两个控制系统收集电梯内外的人员流向并将数据汇总交由中央运算控制器运算产生下一个步骤电梯将要前往的楼层，并将相关楼层数据交由专门的步进电机控制器。

步进电机控制器控制电机到达指定楼层。

与此同时中央运算控制器还会将目标楼层信号交由LCD显示器显示。

二、系统设计（一）设计原理电梯升降原理是利用步进电机在控制器的驱动下旋转固定角度到达指定楼层的即：高度H=R×Φ楼层数N=H÷L式中L为单位楼层的高度；R为步进电机的转轴半径；Φ为步进电机旋转的角度。

（二）设计思想及设计方案电梯升降控制的方法有多种，电机也是多种多样，步进电机能准确的旋转指定角度并具有锁死功能是一种理想的电梯驱动电机。

本文介绍的是用PIC单片机系统来进行控制步进电机升降从而模拟出电梯的功能。

该系统是一个数据采集、数据处理、数据反馈系统，对于按键信号的采集和处理采用MICROCHIP公司的MCU PIC16F877和PIC16F877和共同完成，该MCU集成模块多，驱动能力强，I/O资源丰富，指令集简单等特点很适合本系统。

本系统采用了多CPU协同操作，这样简化明晰了各个模块的功能，便于调试和维护。

四个模块分别为：电梯外控制模块，电梯内控制模块，中央运算模块，步进电机控制模块。

电梯内、外控制模块：完成对电梯外部8个楼层的按键识别，并点亮与用户按键对应的指示灯通知用语系统已经接收按键请求。

当接收到请求后，该模块将向中央运算器发送请求楼层信号，便于中央运算处理。

同时当电梯到达当前楼层时该模块还将熄灭相应的指示灯。

中央运算模块：负责对电梯外控制模块，电梯内控制模块，传过来的信息进行分类收集，按照给定的算法做出相的计算和任务调度，并将运算结果交由步进电机控制模块，同时，中央运算模块将相应楼层送入液晶显示器显示。

基于单片机的自动控制升降旗系统

3.2.1、各部分程序流程图．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．15
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数理与信息工程学院《单片机原理及应用》期末课程设计——单片机控制自动升降旗系统
第 4 节测试方法与仪器．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．17
4.1 测试设备．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．17
1.1 设计思路．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．5
1.2 方案选择与论证．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．5
1.2.1、电机的选择与论证．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．5
数理与信息工程学院《单片机原理及应用》期末课程设计——单片机控制自动升降旗系统
数理与信息工程学院
《单片机原理及应用》期末课程设计
题目：基于单片机的自动控制升降旗系统专业：电子信息工程班级：电信 041 姓名：魏丽晶学号： 04610107 指导老师：余水宝成绩：
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数理与信息工程学院《单片机原理及应用》期末课程设计——单片机控制自动升降旗系统
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。
( 2007.1 )
数理与信息工程学院《单片机原理及应用》期末课程设计——单片机控制自动升降旗系统

王同宏

基于PIC单片机的自动控制升降旗系统设计王同宏刘霞[文章摘要] 自动控制升降旗系统是以单片机（PIC16F877A）为中心的自动控制系统。

该系统由键盘输入模块、液晶显示模块、步进电机、步进电机驱动器、旋转编码器、无线遥控模块、语音模块、时钟芯片DS1302等部分组成。

该系统能够自动实现：国旗的自动升降控制、在指定位置自动停止、在上下极限位置具有防超限功能、升降旗的时间与国歌的演奏时间吻合。

除此之外本系统还可通过键盘上的数字按键，可以预置国旗在旗杆上的停止位置；键盘上设置了升降旗的时间调整按键，可以调整升降旗的速度；使用液晶显示屏可以直观的看到升、降旗的高度变化过程及工作时间；使用编码器进行高度测量，其控制精度上可以达到毫米级。

[关键词] PIC16F877A 旋转编码器无线遥控语音模块 DS1302一、系统组成及方案论证1.系统组成该系统由键盘输入模块、显示模块、电机及驱动器、旋转编码器、无线遥控模块、语音模块、时钟芯片等部分组成。

2.方案论证⑴显示方式的选择与论证方案①：采用液晶显示器（LCD）显示。

液晶屏功能强大，可显示各种字体的数字、汉字、图象，还可以自定义显示内容，显示内容也较丰富；方便操作者读取信息，及一些扩展功能的实现。

方案②：采用LED数码管显示。

数码管具有编程简单，夜间显示效果好，但只能显示有限的符号和数码字，但显示内容有限，完成题目中的基本要求还可以，但还要增加具体功能的提示比较困难。

分析以上的两种方案的优缺点，选择第一种方案。

⑵电动机的选择与论证方案①：采用直流电动机。

直流电动机具有良好的启动性能和调速性能，但直流电动机的运转速度及运行的平稳性难以控制，很难达到本设计的要求。

方案②：采用交流电动机。

交流电动机具有结构简单、运行可靠、成本低廉等优点；但对交流电动机进行调速需要比较高的技术和成本。

方案③：采用步进电动机。

步进电动机是纯粹的数字控制电动机，它将电脉冲信号转变为角位移，即给一个脉冲，步进电机就转一个角度，因此非常合适单片机控制，在轻载的情况下，电机的转速、停止的位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲数，累积误差小，控制精度高。

基于STCC单片机的国旗自动升降系统设计

基于STCC单片机的国旗自动升降系统设计1.引言国旗作为一种象征国家主权和民族尊严的标志，经常在特殊场合、庆典活动中使用。

为了方便、准确地升降国旗，设计了一种基于STCC单片机的国旗自动升降系统。

本设计旨在通过电机控制和传感器检测，实现对国旗的自动升降功能。

本文将详细介绍该系统的整体设计和关键部分的实现。

2.系统设计2.1系统结构国旗自动升降系统主要由以下部分组成：电机驱动模块、传感器模块、控制模块和电源模块。

2.1.1电机驱动模块：电机驱动模块根据控制模块的指令，通过控制电机的正反转、定时转动等功能，实现对国旗的升降操作。

在设计中可以采用直流电机或步进电机作为驱动电机。

2.1.2传感器模块：传感器模块用于检测国旗的当前状态，包括升降位置和升降速度等。

常用的传感器有限位开关、光电开关、光电编码器等。

2.1.3控制模块：控制模块采用STCC单片机作为核心，根据传感器模块的反馈信号，控制电机的运行状态和转动角度。

同时，控制模块还与用户交互，接收用户输入的指令，如升降控制、速度调节等。

2.1.4电源模块：电源模块为系统提供所需的直流电源，包括电压稳定和过载保护等功能。

2.2关键部分设计2.2.1电机驱动设计：在电机驱动模块中，需要通过电机驱动器来控制电机的运动。

可以选择L298N模块作为电机驱动器，实现电机的正反转和速度调节功能。

为了保证电机运行的平稳性，可以通过PWM技术控制电机的转速。

2.2.2传感器选择和位置布置：根据实际情况选择合适的传感器，并合理布置在国旗自动升降系统的关键位置。

通过限位开关检测国旗的升降位置，通过光电开关或光电编码器检测国旗的升降速度。

2.2.3控制算法设计：控制算法主要包括运动控制和用户交互处理两部分。

在运动控制方面，可以通过PID控制算法控制电机的转动，实现对国旗升降位置的精确控制。

在用户交互方面，可以通过LCD显示屏和按键设计，接收和处理用户输入的指令。

3.系统实现在实现方面，可以按照以下步骤进行：3.1硬件搭建根据设计要求，搭建国旗自动升降系统的硬件结构，包括电机、传感器和控制模块等。

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。

基于单片机的自动升降旗系统设计毕业论文正稿

黑龙江东方学院毕业论文（设计）题目：基于单片机的自动升降旗系统设计学生姓名王梓学号09102326专业电气工程及其自动化班级2009级3班指导教师王强学部计算机科学与电气工程答辩日期2013年5月18日黑龙江东方学院本科生毕业论文（设计）评语（一）黑龙江东方学院本科生毕业论文（设计）评语（二）黑龙江东方学院本科生毕业论文（设计）评语（三）黑龙江东方学院本科生毕业论文（设计）任务书基于单片机的自动升降旗系统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。

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[1]。

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LCD显示上升或下降时间和旗帜所在高度[2]。

关键词：单片机；步进电机；接近开关Design of automatic flag raising system based on MCUAbstract2008 years ago, according to a report on Beijing, tianjin stadium flag-raising facilities according to the survey, most of the stadium is still using manual hoist a flag. Developed in recent years, although some flag auto control system,but the stadium and stable operation of the control system in large noise degree is not high, in addition to storage in general, data can not add the national anthem.This design is about the automatic control of the raising of the flag system design. In line with the practical, easy to adjust the control principle, function perfect, etc. In stepping motor driver circuit USES modular controller directly, greatly reduce the burden of the CPU, also completely accords with the principle of rapid design. This system was designed to realize precise timing clock circuit and storage circuit for power lost protection, but also design a fully functional keyboard/display circuit and make the national flag fluttering blast circuit and control circuit.The system has the following features: buttons, remote automatic control flag raising and lowering, and in any specified position automatically stop, accuracy and the national anthem during a flag-raising music synchronization; To realize the function of half-mast state; Has the power-off protection function; Speed adjustable function; Also have the function of the wireless remote control, etc. Need to set the process of ascending, descending and half-mast state is achieved by buttons, and can display up or down time and flag the altitude. Innovation points of this system include: to prevent rising flag appeared in the process of roof caving system; Highlighted flag when it reaches the top, keep the flies without tie rod. , in the process of realizing the function of above flag rise time is adjustable in 30 ~ 120 seconds, by changing the rotation of the stepper motor speed to change the flag rising or falling speed, and through the LCD display up or down time and flags in height.Keywords:Single chip microcomputer; Stepping motor; Close to the switch目录摘要 (I)Abstract ........................................................................................................................................ I I 第1章绪论 (1)1.1 自动控制系统简介 (1)1.2 自动控制系统的特点 (1)第2章总体设计方案 (3)2.1 主控制器模块的选择 (3)2.2 电机的选择 (3)2.3 电机驱动方案的选择 (4)2.4 语音芯片的选择 (4)2.5显示方式的选择 (4)2.6 红外接收的选择 (4)2.7 本章小结 (5)第3章硬件设计 (6)3.1 系统整体思路 (6)3.2 主控制器模块 (6)3.3 L298电机驱动模块 (7)3.4 语音模块 (9)3.5 外部存储电路 (10)3.6 无线遥控电路 (11)3.7 定时电路的设计 (11)3.8 接近开关电路的设计 (12)3.9 本章小结 (13)第4章软件设计 (14)4.1 主程序流程图 (14)4.2 升旗子程序 (15)4.3 半旗状态子程序 (16)4.4 时间和高度调整子程序 (16)4.5 本章小结 (18)结论 (19)参考文献 (20)附录 (21)致谢 (22)1.1自动控制系统简介近些年来，随着高云会及各种大型国际赛事的开展，升旗仪式已成为一个必备的环节。

基于STCC单片机的国旗自动升降系统设计

基于S T C C单片机的国旗自动升降系统设计 TYYGROUP system office room 【TYYUA16H-TYY-TYYYUA8Q8-目录1 引言升国旗代表了国家的主权和独立的象征，对于一个国家的尊严和国威具有重大意义。

举行升旗仪式是对每个公民进行爱国主义教育、国旗意识教育、团体意识教育的重要途径；也是衡量一个公民是否心存国家观念、爱国、爱党的标志；同时也能衡量公民的素质。

所以，升旗仪式绝对不可以理解为形式主义，而是一项十分庄严、严肃的团体活动。

升旗仪式应该严格按照《中华人民共和国国旗法》的规定升降国旗。

但是传统形式上的手动升降国旗或者单纯意义上的电机转动来升降，显现出了很多弊端，比如，升旗不能与国歌同步，不能接近开关检测防止误差等。

有时一些错误的操作可能会出现一些尴尬局面，严重影响了庄严的升旗仪式。

随着现代科技的进步，自动控制系统已经逐渐广泛应用，尤其是单片机应用的普及，它以其极高的性价比，受到人们的重视和关注。

单片机具有体积小、重量轻、功能强、抗干扰能力强、价格低廉、灵活性好、较易开发等优点。

由于具备很多的优点，单片机已经被十分广泛的应用，小到电子生活用品，大到机器人、航天、医疗、工业电子设备等领域。

图1 .1 国旗升降装置原理图国旗自动升降系统国内外发展状况目前像有些学校、机关单位升旗大部分还停留在人工升旗的阶段，用最原始的办法人为地来一步步完成,在升旗的过程中不可避免的会出现升降国旗与国歌演奏时间不协调,为了解决这个难题,这就需要自动化的装置来完成这项工作,它把整个升降旗的过程作为一个可控的装置来运行，要求自动控制系统像神经系统一样，具备系统性、全面性、准确性。

国内相关技术的发展为自动化控制产业的升级提供了技术的支持。

所以研究与完善国旗升降系统很有必要。

对于国外单片机自动化控制技术的发展，使国旗升降更加平稳和精确。

自动控制升降旗系统主要用一个电机控制旗帜自动升降,所以系统的主要功能就是控制电机的运转,而国外步进电机最早是由英国人所开发的。

自动控制升降旗系统设计报告

自动控制升降旗系统设计报告一，系统方案设计与论证1.电动机模块选择与论证方案一：采用普通的直流电机。

普通直流电动机具有优良的调速特性，调速平滑、方便，调整范围广，过载能力强，能承受频繁的冲击负载，可实现频繁的无级快速启动、制动和反转，但是难以控制和很好的调节其转速，不能精确实时显示其高度，故舍弃此方案。

方案二：采用步进电机。

步进电机的一个显著特点是具有快速的启停能力，如果负荷不超过步进电机所能提供的动态转矩值，就能够立即使步进电机启动或反转。

另一个显著特点是转换精度高，正转反转控制灵活。

因为在本系统中需要精确的转换速度和转换时间且启停要迅速，所以在本设计中我们选择方案二2.电动机驱动模块设计与论证方案一：采用继电器对电动机的开或关进行控制，通过控制开关的切换速度实现对电机的运行速度进行调整。

这个电路的优点是电路结构简单，其缺点是继电器的响应时间长，易损环，寿命短，可靠性不是很高。

故舍弃此方案。

方案二：采用由达林顿管组成的H桥型PWM电路。

用单片机控制达林顿管使之工作在占空比可调的开关状态，可精确调整电动机的运动状态（前进，后退，左转，右转）。

这种电路由于工作在管子的饱和截至模式下，效率很高。

H桥电路保证了可以简单的实现转速和方向的控制，但不能很精确的控制步距和速度，故舍弃此方案。

方案三：采用集成驱动芯片L298。

L298是恒压恒流双H桥集成电机芯片，利用该芯片是实现驱动步进电机的一种简单方法, 可时控制四相电机，且输出电流可达到2A，可精确控制步距和速度，利用该方法设计的步进电机驱动系统具有硬件结构简单、软件编程容易的特点.故选择此方案。

3.显示部分方案的选择与论证方案一：采用LED数码管显示旗帜所在的高度以及升降旗所用的时间。

在本系统中需要用到6只LED数码管进行动态显示才可以达到要求。

采用LED 的优点是亮度高，醒目，价格便宜，寿命长；缺点是只能显示0～9的数字和一些简单的字符，电路复杂，占用资源较多且信息量小。

基于单片机的升降控制系统设计

武汉理工大学毕业设计（论文）基于单片机的升降控制系统设计学院（系）：信息工程学院专业班级：电子信息工程专业0703班学生姓名：***指导教师：刘桂珍王琳本科生毕业设计（论文）任务书学生姓名：卞德忠专业班级：电信0703班指导教师：刘桂珍王琳工作单位：信息工程学院设计(论文)题目: 基于单片机的升降控制系统设计设计（论文）主要内容：1）认真学习C语言和汇编编程语言；2）深入学习单片机相关内容；3）利用Proteus软件进行仿真；4）将理论分析结果与仿真结果进行比较；5）熟悉和掌握毕业论文相关规范格式。

要求完成的主要任务:1、学习和掌握C语言和汇编编程语言相关知识；2、掌握单片机原理；3、设计升降控制系统，实现选层，平层，停车，状态显示，自动开关门等控制环节。

4、完成毕业论文的撰写，不少于12000字；5、阅读并翻译与课题相关的英文资料，不少于20000字符；6、参考文献不少于15篇，其中英文参考文献不少于2篇；7、完成的设计图纸不少于12幅。

必读参考资料：[1] 张汉杰，王锡仲，朱学莉. 现代电梯控制技术. 哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，2001.[2] 卢胜利. 单片机原理与应用技术实践. 北京：机械工业出版社，2009.[3] 程琤. 单片机原理与应用系统开发. 北京：国防工业出版社，2010.指导教师签名：系主任签名：院长签名（章）武汉理工大学本科学生毕业设计（论文）开题报告学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。

除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包括任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。

本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。

作者签名：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保障、使用学位论文的规定，同意学校保留并向有关学位论文管理部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。

本人授权省级优秀学士论文评选机构将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。

自动控制升降旗系统本科毕业设计

自动控制升降旗系统摘要随着科技的发展，许多设备都趋向自动化，而国旗升降也在向自动化方向发展。

为了实现这一功能，本系统采用STC89C52单片机作为主要控制单元，以步进电机作为升旗的动力，独立式键盘作为输入,通过LED显示器显示系统信息。

系统通过单片机的I／O口发出信号到步进电机控制器，进而控制电机的正转和反转。

通过滑轮传动装置完成升旗和降旗动作。

该系统可实现以下功能：按下上升按键后，国旗匀速上升，同时演奏国歌，在旗杆的最高端自动停止；按下下降按键后，国旗下降，降旗时不放国歌，在最低端不需要人为操作能够自动停止，从而使操作简单化。

旗帜的升降由电动机驱动，该系统的控制按键有上升键、下降键、复位键、停止键等。

升旗时间为43秒，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。

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

关键词：STC89C52 ，步进电机，LEDIAbstractWith the development of science and technology,many equipment to be automated,and the national flag in the automatic and direction.In order to achieve this function,the system use the STC89C52 microcontroller as the main control unit,step motor hoist a flag as a dynamic,independent type keyboard as input,displaying system information by the LED.The system make the chip microcomputer of I/O mouthes’signal to the stepping motor controller,and then control motor are turning and reverse.the pulley transmission device to complete the flag-raising and the flag of surrender. The system can realize the following functions:Press the up button, the flag rise at a constant speed, and playing the national anthem,the flag can stop at the most high; Press the button down,the national flag down, when flag down,it is not put the national anthem. In the bottom，it can automatically stop,so that the operation is simplification.motor drives'function is the rise and fall of flag , this buttons is：the up button、the down button、the reset button、the stop button, etc.The flag raising time is 43 seconds, and at the same time,the flag rise to the top. When droping the flag it is not play the national anthem.the flag decline to the end.In order to avoid misoperation, the flag in the high doesn't work，when pressing button. and so does the flag of surrender.Key words: STC89C52，step motor，LED目录摘要 (I)ABSTRACT (II)目录 (III)1 引言 (1)1.1选题背景 (1)1.2自动控制升降旗系统国内外发展状况 (1)1.3选题的目的和意义 (2)2 升降旗控制的方案选择与论证 (3)2.1升降旗电机的选择与论证 (3)2.2电机驱动方案的选择与论证 (3)2.3语音部分方案的选择与论证 (4)2.4显示方案比较 (4)2.5键盘的比较与选择 (5)2.6总体电路框图设计 (5)3 系统各主要单元设计 (7)3.1单片机电路设计 (7)3.1.1 单片机发展概况及发展方向 (7)3.1.2 单片机的特点及应用 (8)3.1.3 单片机STC89C52特点及结构 (8)3.1.4 复位电路设计 (10)3.2步进电机电路设计 (11)3.2.1 步进电机的发展状况 (12)3.2.2 步进电机的特点 (12)3.2.3 步进电机的具体控制方法 (13)3.3步进电机驱动电路设计 (14)3.4显示电路设计 (17)3.4.1 数码管结构及代码显示 (17)3.4.2 数码管驱动电路 (19)3.5语音电路及继电器电路设计 (22)4 升降旗系统软件设计 (26)5 安装与调试 (32)结论 (35)参考文献 (36)致谢 (37)附录A 电路原理图1 (38)附录B 电路原理图2 (39)附录C 实物图 (40)附录D C语言程序代码 (41)附录E 材料清单 (1)1 引言单片机从出现以来，以其极高的性能价格比，受到人们的重视和关注，应用很广、发展很快。

自动控制升降旗系统

自动控制升降旗系统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、lcd 显示屏、唯创知音语音模块。

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。

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.方案设计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。

自动控制升降旗控制系统

ＲＢ７＝１；｝
ｖｏｉｄｄｅｌａｙ＿ｍｕｓｉｃ１（）／／音乐的延时
｛ｕｎｓｉｇｎｅｄｉｎｔｔｉｍｅ；
ｆｏｒ（ｔｉｍｅ＝８００；ｔｉｍｅ＞０；ｔｉｍｅ－－）｛；｝｝
ｖｏｉｄｉｎｔｅｒｒｕｐｔｒｂｉｎｔ（）／／中断程序，关
闭电机
｛ｉｆ（ＲＢＩＦ＝＝１）
｛ＰＯＲＴＤ＝０Ｘ００；
ｕｎｓｉｇｎｅｄｃｈａｒｎｐ２＝０；
ｕｎｓｉｇｎｅｄｉｎｔｈｉｇｈ，ｈｉｇｈ１，ｅｅ＿ｈｉｇｈ，
ｈｉｇｈ２，ｈｉｇｈ３；
ｕｎｓｉｇｎｅｄｉｎｔｅｅ＿ｄａｔａ；
ｕｎｓｉｇｎｅｄｉｎｔｅｅ＿ｔｉｍｅｓ；
ＰＯＲＴＡ＝０Ｘ００；
ＰＯＲＴＢ＝０Ｘ００；
ＰＯＲＴＣ＝０Ｘ００；
ＰＯＲＴＤ＝０Ｘ００；
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ＰＩＣ１６Ｆ８７７Ａ；ＳｔｅｐｐｉｎｇＭｏｔｏｒ；ＣｏｎｔｒｏｌＳｙｓｔｅｍ
１系统框图
本自动国旗升降系统主要有ＰＩＣ１６Ｆ８７７Ａ单片机［１］、步进电动机、Ｅ２ＰＲＯＭ、国歌语音电路、键盘电路和ＬＣＤ显示屏六部分组成，见图１。其中ＰＩＣ１６Ｆ８７７Ａ作为主控制器，协调和处理其他电路的工作。
ｅｅ＿ｈｉｇｈ＝ｅｅ＿ｔｉｍｅｓ＊ｐｉ；／／计算高度ｄａｔａ０＝ｅｅ＿ｈｉｇｈ％１０；／／显示高度ｄａｔａ１＝（ｅｅ＿ｈｉｇｈ／１０）％１０；ｄａｔａ２＝（ｅｅ＿ｈｉｇｈ／１００）％１０；
ＰＯＲＴＣ＝０ＸＣ０；ｉｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ（）；ＰＯＲＴＣ＝（０Ｘ３０＋ｄａｔａ２）；ｄａｔａ（）；ＰＯＲＴＣ＝０ＸＣ１；ｉｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ（）；ＰＯＲＴＣ＝（０Ｘ３０＋ｄａｔａ１）；ｄａｔａ（）；ＰＯＲＴＣ＝０ＸＣ２；ｉｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ（）；ＰＯＲＴＣ＝（０Ｘ３０＋ｄａｔａ０）；ｄａｔａ（）；ｅｅｐｒｏｍ＿ｗｒｉｔｅ（ａｄｄｒｅｓｓ２，ｄａｔａ２）；

毕业设计(论文)-PLC自动升降旗控制系统设计

摘要自动控制升降旗在原来传统的手动控制的基础上进行革新的一种最新型的产物.随着可编程控制器在我国的发展,对升降旗的控制要求也越来越高,使得越来越多的控制部分需要可编程控制器来实现.本文结合任务设计书的要求,以自动控制为研究对象,采用了S7-300系列PLC作为自动控制的控制器.对自动控制升降旗系统的总体功能进行了分析,阐述了可编程控制器的组成和工作原理.提出了自动控制的硬件的各组成模块及详细的硬件模块设计方案,并对控制方式进行了设计和程序的编程.本设计改善了升降旗的控制品质,并真正地达到了实时控制的要求.关键词:PLC 升降旗自动控制AbstractAutomatic control down the flag in the original traditional manual control innovation on the basis of a new type of product. With the development of PLC in China, to lift the flag of the control requirements have become more sophisticated , making more control of the programmable controller to realize some of the needs.In this paper, the design of the receipt of the task to automatically control for the study, using the S7-300 Series PLC controller for automatic control. In this paper, the design of the receipt of the task to automatically control for the study, using the S7-300 Series PLC controller for automatic control. The automatic control system of lifting the overall function of the flag were discussed, elaborated on the composition of the programmable controller and work. proposed automatic control of various components of hardware modules and the detailed design of hardware modules, and control procedures for the design and programming. This design improves the quality control of the flag down and really achieve the real-time control requirements Key word: PLC, lifting the flag, automatic control第一章绪论_______________________________________________________ 4自动控制系统的发展_____________________________________________________ 4我国自动控制系统的发展_______________________________________________________ 4自动控系统的应用_____________________________________________________________ 8 1.2 自动控制分类方法___________________________________________________ 81．开环控制系统______________________________________________________________ 9闭环控制系统_________________________________________________________________ 91.2.3 恒值控制系统___________________________________________________________ 9随动控制系统_________________________________________________________________ 9第二章方案确定___________________________________________________ 10主电路部分____________________________________________________________ 10控制电路部分__________________________________________________________ 10核心部分____________________________________________________________________ 10输入部分____________________________________________________________________ 10输出部分____________________________________________________________________ 10内部控制电路________________________________________________________________ 11显示电路部分__________________________________________________________ 11第三章 PLC控制系统总设计 _________________________________________ 12 3.1 PLC控制升降旗系统的设计___________________________________________ 12自动控制升降旗的运行示意图____________________________________________ 12自动控制升降旗的整体电路框图__________________________________________ 13自动控制升降旗的整体电路图____________________________________________ 14自动控制升降旗的运行过程______________________________________________ 15自动控制升降旗的PLC控制输入输出分配接线图____________________________ 16自动控制升降旗的PLC控制梯形图________________________________________ 17第四章电路的保护环节_____________________________________________ 17第五章电气元件的选择及参数计算___________________________________ 19第六章元件明细表_________________________________________________ 22总结_____________________________________________________________ 23致谢____________________________________________________________ 24附录一____________________________________________________________ 25附录二____________________________________________________________ 27附录三____________________________________________________________ 28参考文献__________________________________________________________ 29第一章绪论我国自动控制系统的发展自动控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。

基于单片机升降控制系统的设计

百度文库- 好好学习，天天向上毕业设计题目：基于单片机升降控制系统的设计系：电气与信息工程系专业：自动化班级：0302学号：223学生姓名：肖卫宇导师姓名：沈学军完成日期：2007 年6月17日诚信声明本人声明：1、本人所呈交的毕业设计（论文）是在老师指导下进行的研究工作及取得的研究成果；2、据查证，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，毕业设计（论文）中不包含其他人已经公开发表过的研究成果，也不包含为获得其他教育机构的学位而使用过的材料；3、我承诺，本人提交的毕业设计（论文）中的所有内容均真实、可信。

作者签名：日期：年月日毕业设计（论文）任务书设计（论文）题目：基于单片机升降控制系统的设计姓名肖卫宇系别电气与信息工程系专业自动化班级0302 学号223指导老师沈学军职称研究员高工教研室主任赵葵银李晓秀一、基本任务及要求：本课题要求完成系统总电路的设计及单片机硬件和软件的设计。

系统研究基于A T89C51单片机，通过对单片机进行软硬件的设计来驱动和控制步进电机，从而达到升降的目的。

其次，我们还要求该系统能进行相关运行状态的显示及将采集到的信号进行反馈，并且能通过设定的按钮来达到控制的目的。

我们要求该系统有很好的可靠性和抗干扰的能力。

设计包括：1、总体方案的确定；2、单片机的选择；3、各模块电路的设计；4、软件设计；5、各模块调试；6、编写设计说明书等。

二、进度安排及完成时间：1、第一周至第二周：明确课题任务及要求，搜集课题所需资料，查阅相关资料，了解本课题研究现状、存在问题及研究的实际意义。

写出开题报告2、第三周：方案论证及总体设计方案的确定3、第四周至第五周：主电路分析、计算、主要器件的选型4、第六周至第七周：完成主电路设计，控制电路设计，检测与保护电路设计5、第八周至第九周：完成软件设计与程序编写及调试6、第十周：修改整理资料。

7、第十一周至第十二周：撰写说明书、绘制图纸，准备答辩。

8、答辩目录基于单片机升降控制系统的设计 (I)摘要：本文主要完成对某雷达升降控制系统的设计，描述在步进电机的驱动系统中用软件的方法实现环行脉冲分配器的设计，对步进电动机进行驱动。