(完整版)基于单片机的云台控制系统毕业设计论文
基于STM32的云台控制-技术论文
. 1基于STM32的云台控制目录摘要3Abstract4第1章绪论51.1 课题研究背景51.2 国外云台研究发展现状61.3 本文的主要工作和结构安排7第2章系统概述82.1 STM32F103处理器82.1.1 STM32 F107处理器概述82.1.2 STMF103处理器系统结构92.1.3 STM32微处理器对电机的控制112.1.4 STM32F103处理器低功耗122.2 电机的定义及控制原理132.2.1 直流电机定义132.2.2 直流无刷电机工作原理13第3章直流电机控制模块143.1 直流电机驱动电路143.1.1 直流电机驱动芯片L293D143.2 直流电机转速PWM控制153.3 直流电机闭环控制173.3.1 PID控制算法17第4章倾角检测模块194.1加速度传感器194.2测倾角原理21第5章基于STM32云台系统硬件设计235.1 驱动电路的介绍235.2 倾角检测电路的介绍24第6章基于STM32云台控制系统软件设计256.1 软件设计流程图如下25第7章总结267.1 总结26摘要随着经济社会的发展，人们对于想在高空拍摄地面图片的要求越来越高，云台技术得到了迅速发展并逐步开始应用各个领域。
为了能够扩大拍摄视野，便于远程操作，常借助于云台，即把摄像机安装在云台上，通过云台转动来带动摄像机转动，同时通过云台控制协议设置摄像机镜头参数，云台在拍摄系统中起着非常重要的作用。
而现在又的云台控制系统普遍采用步进电机作为驱动源，存在着稳定性差、功耗大、计数不准确等特点，而采用体积小，节能环保的直流电机作为驱动源的云台控制系统成为研究的热点，并且具有广阔的应用前景。
本文提出以低功耗云台设计为出发点的系统设计方案。
以现有的单片机技术和控制理论为依托，研究如何从硬件和软件两方面，对系统进行低功耗设计。
硬件核心处理器采用的是意法半导体公司的STM32F103芯片，该芯片使用好高性能且低功耗的的ARM Cortex-M3处理器。
基于AVR单片机的云台控制系统设计与实现
基于AVR单片机的云台控制系统设计与实现宋健【摘要】In order to satisfy the requirements of PTZ(pan tilt zoom)high speed and high precision in monitoring system, the PTZ control system was designed with AVR microcontroller,and the overall system scheme was given. According to the func⁃tion demand of PTZ,the hardware system taking ATmega128 as the core was constructed,the system software program was de⁃signed,and the communication between serial port and PC was realized through RS 485 bus to control the horizontal movement and vertical movement of PTZ. The study of the whole system found that the system can achieve the expected requirements,and has good operating results.%为了满足监控系统中云台高速度以及高精度的要求，利用AVR单片机设计云台控制系统，并给出系统总体方案。
根据云台的功能需求，构建以单片机ATmega128为核心的硬件系统，设计系统的软件程序，并通过RS 485总线实现串口与PC机通信，控制云台的上下和垂直运动。
通过对整个系统的研究发现，其达到了预期的要求，具有良好的运行效果。
基于单片机的遥控无极变速电动云台设计
基于单片机的遥控无极变速电动云台设计
基于单片机的遥控无极变速电动云台设计
作者：姜存学;严开武
作者机构：江汉大学文理学院机电与建筑工程学部,武汉430056 来源：江汉大学文理学院学报
年：2010
卷：000
期：001
页码：P.57-58
页数：2
中图分类：TM921.1
正文语种：CHI
关键词：单片机;直流电动机;脉宽调制;云台
摘要：利用单片机与直流电动机调速技术设计出一种遥控无极变速电动云台，根据需要通过遥控器的操作手杆的位置自由控制云台电动机转动的速度快慢，使云台上的相机能够迅速准确跟踪所需要拍摄的对象。
基于云台的单片机控制系统设计
基于云台的单片机控制系统设计Zdh 1911摘要：本文提出了用一主单片机AT89C52通过C语言编程实现PC机与多个从单片机的串口通信，控制多台步进电机的一种方法。
主单片机通过GM 8125实现在单通道模式下的串口通信端口扩展。
PC机采用MAX 1487 芯片实现RS-485通信标准下的电平转换。
此法适用于Windows 平台,并具有很好的实时性，能够实现对云台的快速实时控制。
关键词：串口通信 MAX1487 GM8125 AT89C52 步进电机引言：在基于图像的自动跟踪系统中，首先云台控制子系统根据图像识别处理子系统得到的目标图像与监视器中心位置的误差，控制云台运动方向，实现对运动目标的实时跟踪。
从实际应用情况可以知道，目标图像在监视器显示平面中作二维运动，因此要求云台能在水平和俯仰两个向做独立运动，这就要求云台的引用两台相互独立的控制运动控制系统。
如图1所示图 1 云台系统1云台控制系统的硬件设计本文通过主单片机做数据中转实现PC机与从单片机之间的通信，PC机采用ADAM-4520、MAX1487实现PC机与单片机在RS-485通信协议下电平的转换。
主单片机通过GM8125实现PC机、从单片机片的通信端口地址扩展。
如图 21.1 PC机的RS-485串行接口RS-485采用平衡发送、差分接收数据，是一种抗干扰能力强、能够有效延伸数据传输距离、便于实现多机通信的半双工串行通信方式，其接口标准是一种多发送器的，它扩展了RS422A的性能，允许双导线上一个发送器驱动32个负载设备，通讯距离可答1200米。
采用RS-485串行通信时，在PC机与单片机之间必须有相同的通信协议，由于AT89C52单片机采用TTL逻辑电平，在PC机侧的RS-485串行口采用+12V和-12V，为使两者相连接，在与PC机相联接的ADAM-4520侧用MAX1487进行电平转换。
如图 2中电平转换部分。
其中ADAM-4520用于RS-232到RS-485之间的转换；MAX1487 用于RS-485到TTL电平的转换。
基于ARM的电动云台控制器设计
基于ARM的电动云台控制器设计电动云台是一种被广泛应用于航拍、摄影、监控等领域的设备，它可以实现平稳移动和精确定位，为用户提供更好的拍摄和观测体验。
而电动云台的核心控制器在其中扮演着至关重要的角色。
本文将介绍一种基于ARM架构的电动云台控制器设计方案。
首先，我们选择ARM架构作为电动云台控制器的处理器。
ARM处理器以其低功耗、高性能和可靠性而闻名，非常适合嵌入式系统应用。
同时，ARM生态系统庞大且成熟，有丰富的软件和开发工具支持，这为我们的设计提供了便利。
接下来，我们需要考虑电动云台的功能需求。
一般来说，电动云台控制器的主要功能包括云台方向控制、速度调节、定位和稳定等。
针对这些功能，我们可以通过编程实现相应的算法，并在ARM处理器上运行。
例如，我们可以使用PID控制算法来实现云台的稳定性控制，通过读取传感器数据和用户输入，计算出合适的控制信号来保持云台的平衡。
在硬件设计方面，我们需要考虑云台控制器的接口和连接方式。
一般来说，电动云台需要与摄像机、遥控器和电源等外部设备进行通信和连接。
因此，我们可以在ARM处理器上集成多种通信接口，如UART、SPI和I2C，以便与其他设备进行数据传输和控制。
此外，我们还可以添加蓝牙或Wi-Fi模块，以实现无线控制和数据传输的功能。
最后，我们需要考虑电动云台控制器的软件开发和调试。
ARM处理器通常支持多种开发环境和编程语言，如Keil、GCC 和Python等。
我们可以使用这些工具来编写控制器的软件，并进行调试和测试。
同时，为了提高开发效率和代码可重用性，我们可以利用开源软件和库来加速开发过程。
综上所述，基于ARM的电动云台控制器设计方案具有较低的功耗、高性能和可靠性。
通过选择合适的ARM处理器、设计合理的软件和硬件架构，我们可以实现电动云台的稳定性控制、通信和连接功能。
这种设计方案能够为用户提供更好的拍摄和观测体验，为电动云台的应用领域带来更多可能性。
基于51单片机的云台控制系统设计
1.3 本设计完成的任务
本次设计是以单片机为控制器，设计一个云台控制系统，使云台按期望的方式运行，同时还要与远程控制室计算机进行通信。
本次设计完成的任务：
（1）设计单片机外围电路及步进电机驱动电路，驱动云台步进电机运行。
（2）使用键盘输入控制云台步进电机。
（3）PC使用RS485总线远距离控制云台步进电机。
Key word: AT89C52; Yuntai control; Stepper motor; Simulation ;Serial communication
第
1.1 云台
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。
（4）使用KeiluVision2编写软件，在Proteus软件中完成仿真。
第
2.1 云台概述
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，这样就能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。云台的核心器件是步进电机，所以本设计的重点就是如何灵活的控制步进电机的运转，从而达到灵活的控制摄像机的目的。云台可以按照运动功能、工作电压、承载重量、安装方式、使用环境等分类。
基于STC单片机的云台控制系统设计
摘要根据此次论文的设计所研究的是单片机的云台控制系统设计，其实就是以单片机为控制器，设计一个云台控制系统，并且配合步进电机完成物体的水平竖直运动，使云台按期望的方式运行。
使用微控制器云台控制器构成不仅具有控制精度高，控制灵活，编程简单，功耗低，可靠性高，和一些新的微控制器更可在线编程，无需从工作环境的更新可以被剥离出来的微控制器，以方便软件维护以及如果需要，通过在上进行协同控制两个方向上预先设定的自动驱动电机。
关键词: STC单片机；云台控制；步进电机；液晶显示；并口通信；调试AbstractIn view of this thesis design is the study of the single chip microcomputer yuntai control system design, is actually with the single chip processor as the controller, a yuntai control system design, and cooperate with stepper motor complete horizontal vertical movement of the object, make yuntai run the ing single-chip computers.the yuntai controller not only has high control accuracy, flexible control, simple programming, low power consumption, high reliability, etc, and some new type single-chip microcomputer has more online programming function, without the single chip microcomputer program updates can be spun off from the work environment, convenient for software maintenance, and can according to need, by preprogrammed program automatically on the drive motor of the two directions of coordinated control.Key words:on STC microcontroller; Yuntai control; Stepping motor; Liquid crystal display; Parallel port communication; Debugging.目录第1章绪论 (1)1.1 云台 (1)1.2 单片机................................................................................ 错误！未定义书签。
基于单片机的云台控制系统设计
基于单片机的云台控制系统设计摘要本文介绍了一种基于单片机的云台控制系统设计方法。
本系统能够对云台进行控制，实现俯仰和方位两个方向的旋转。
该控制系统采用STM32F407单片机作为主控制器，通过串口通信和PWM信号控制两个直流电机的运动实现云台的旋转。
该系统具有稳定性高、控制精度高和响应速度快等优点，在实际应用中具有广阔的应用前景。
关键词：单片机，云台控制，串口通信，PWM信号控制，电机运动AbstractThis paper introduces a design method of a single-chip microcontroller-based pan-tilt control system. The system can control the pan-tilt to achieve rotation in two directions: pitch and azimuth. The control system adopts STM32F407 MCU as the main controller, and controls the motion of two DC motors through serial communication and PWM signal to achieve the rotation of the pan-tilt. This system has the advantages of high stability, high control precision, and fast response speed, and has broad application prospects in practical applications.Keywords: single-chip microcontroller, pan-tilt control, serial communication, PWM signal control, motor motion1. 引言云台作为一种常用的摄像机装置，在许多领域都有广泛的应用。
基于AVR单片机的电动云台控制器设计
基于AVR单片机的电动云台控制器设计
电动云台是一种用于摄影、舞台灯光以及监控等领域的设备，它能够实现云台的旋转和倾斜，从而实现摄影机或其他设备的远程控制。
为了实现对电动云台的精确控制，本文设计了一种基于AVR单片机的电动云台控制器。
首先，本文选用了AVR单片机作为控制芯片。
AVR单片机具有功耗低、成本低以及易于编程等优势，非常适合作为电动云台控制器的核心芯片。
其次，本文设计了电动云台的控制电路。
该电路包括电机驱动模块、编码器模块以及传感器模块等。
电机驱动模块用于控制电动云台的旋转和倾斜，编码器模块用于测量电动云台的角度，传感器模块用于获取环境信息，如温度、湿度等。
在软件设计方面，本文采用了嵌入式C语言进行编程。
首先，通过编程将AVR单片机与各个模块进行连接，实现数据的传输和控制信号的输出。
其次，设计了电动云台的控制算法。
通过计算电动云台的角度和目标角度之间的差值，控制电机驱动模块的输出，从而实现对电动云台的精确控制。
最后，本文还设计了用户界面，用户可以通过界面输入目标角度，并实时监测电动云台的运动状态。
为了验证设计的有效性，本文进行了实验。
实验结果表明，基于AVR单片机的电动云台控制器能够实现对电动云台的精确控制。
无论是旋转还是倾斜，电动云台都能够按照设定的角度进行运动，并且能够快速响应用户的操作指令。
综上所述，本文设计了一种基于AVR单片机的电动云台控制器。
通过合理的硬件设计和软件编程，实现了对电动云台的精确控制。
这种控制器具有功耗低、成本低以及易于编程等优势，有望在摄影、舞台灯光以及监控等领域得到广泛应用。
毕业设计-云台控制器的软件设计
摘要近年来，视频监控得到了迅速发展，其应用范围越来越广。
为扩大监控范围，改善监控视野，可以借助于云台，即把摄像机装在云台上，通过云台转动带动摄像机旋转，同时可以控制摄像机镜头的参数。
云台在监控系统中起着关键的作用，它直接反映监控系统的监控指标。
本文设计了一种基于AT89C52单片机的电动云台控制器。
该控制器能够接收控制台的控制命令，控制云台的垂直运动和水平运动，以及摄像机的聚焦/散焦，变倍近远、光圈变力小，以调整摄像机的视野.本文在介绍课题的应用背景的基础上，重点分析了云台所具备的功能，并针对这些功能提出了本设计的实现方案。
在软件程序设计中，简要介绍了串行通讯的基本知识和详细说明了应用于云台中的通讯协议PELCO-D和PELCO-P等协议，并在此基础上设计了各部分的软件流程图。
最后阐述了本设计所采用的有关软件可靠性方面的措施。
通过调试、系统的实际运行，验证了本设计运行稳定，实现了云台的上下左右旋转，实现了对镜头聚焦、变倍、光圈的控制。
达到了预期的应用目标。
关键词：云台，协议,监控系统，解码器ABSTRASCTIn recent years, the development of video surveillance is rapid, the range of applications become wide. In order to expand the scope of monitoring and improve the monitoring of vision, The pan/tilt/zoom (PTZ) can be used, which means to put a camera on a PTZ and to control the PTZ camera rotating. At the same time, the parameters of the camera lens can be controlled. The PTZ play a key role in the monitoring system, it reflects the performance of monitoring system.In this paper, a controller for electric PTZ, which is based on microcomputer AT89C52 and applied in explosion-proof PTZ system, has been designed. It can receive commands from the controller, which control the PTZ motion, the camera, NEAR/FAR, TELE/WIDE, Close/Open. The parameters of the camera can be saved in memory.First of all, the background of the subject, the classification of PTZ and the development of PTZ Controller are introduced. The functions of PTZ are analyzed. A program for these functions is proposed. Secondly, the entire process in detail about software is described. In the process of software design, the basic concepts of serial communication and both the PELCO-D and PELCO-P protocol are introduced. The main software programs and subroutine are finished. Finally, the reliability design about software is described.Through the actual running of the system, it is proofed that the system runs stable. The PTZ rotating and the parameters of the camera lens and Preset function can be controlled. The goal of the expected is achieved.KEY WORDS: pan/tilt/zoom, protocol, monitoring system, decoder前言云台控制器是视频监控系统中重要的前端控制设备，它接收中心控制设备发送的串行编码信号，通过软件解码后驱动不同的硬件电路，以控制云台、镜头、辅助照明灯光、雨刷等操作，能方便地跟踪被监控目标。
单片机毕业论文范文精选3篇(全文)
单片机毕业论文范文精选3篇(全文)第一章绪论1. 1 课题的提出及意义单片机作息时间操纵实现了对时间操纵的智能化,摆脱了传统由人来操纵时间的长短的不便,实现代学校必不可少的设备。
1. 2 设计的任务及要求1.作息时间能操纵电铃2.作息时间能启动和关闭放音机单片机作息时间操纵的功能如下:? 使用4位七段显示器来显示现在的时间。
? 显示格式为“时分”? 由led闪动来作秒计数表示? 具有4个按键来作功能设置,可以设置现在的时间及显示定时设置时间? 一旦时间到则发出一阵声响,同时继电器启动,可以操纵放音机开启和关闭。
第二章总体方案设计2. 1 芯片比较2.1.1 单片机选型当今单片机厂商琳琅满目,产品性能各异。
常用的单片机有很多种:intel8051系列、motorola和m68hc系列、atmel的at89系列、台湾winbond(华邦)w78系列、荷兰pilips的pcf80c51系列、microchip公司的pic系列、zilog的z86系列、atmel的at90s系列、韩国三星公司的ks57c系列4位单片机、台湾义隆的em-78系列等。
我们最终选用了atmel公司的at89c52单片机。
at89c52是美国atmel公司生产的低电压,高性能cmos8位单片机,片内含8kbytes的可反复擦写的只读程序存储器(perom)和256bytes的随机存取数据存储器(ram),器件采纳atmel公司的高密度、非易失性存储技术生产,与标准mcs-51指令系统及8052产品引脚兼容,片内置通用8位ZY处理器(cpu)和flash存储单元,功能强大at89c52单片机适用于许多较为复杂操纵应用场合。
2.1.2显示器接口芯片的选择led显示器接口芯片的选择常用的显示器接口芯片有cd4511,cd4513,mc14499,8279,max7219,74hc164等,它们的功能有:1.cpu接受来自键盘的输入数据,并作预处理;2.数据显示的治理和数据显示器的操纵。
云台综合设计
云台综合设计[摘要]舵机又称微伺服电机，其主要组成部分为伺服电机，包含伺服电机控制电路以及减速齿轮组。
伺服电机是指在伺服系统中控制机械元件运转的发动机，是一种补助马达间接变速装置。
舵机转子转速受输入信号控制，并能快速准确反应，可以将电压信号转化为转矩和转速以驱动控制对象。
与其他电机相比，舵机有着精度高、性能好、抗过载能力强、输出功率高、稳定性好、及时性强、噪声低等优点。
现代社会，在生产与生活中，舵机所占的比重越来越大，只要是要有动力源，而且对精度有要求的工程一般都可能涉及到舵机，如机床、印刷设备、机器人、自动化生产线等对工艺精度、加工效率和工作可靠性等要求相对较高的设备。
所以对舵机的学习与研究是相当有必要的。
在本设计中，我们采用单片机来驱动舵机工作，单片机通过改变输出的pwm信号占空比来控制舵机的转角与转速; 舵机能够实现正转、反转、自动旋转等功能。
关键词STC芯片PWM控制舵机一、任务与要求本次设计是以单片机为控制器，设计一个云台控制系统，使云台按期望的方式运行。
本次设计完成的任务：（1）单片机控制MG996R舵机转向相应的角度，从-90°到+90°（2）使用键盘输入控制云台步进电机。
二、电路的设计及设计原理电路设计：原理图：本次设计原理图直接使用示波器会比用电机更好，因为这样如果出现问题可以直接找出问题所在。
设计原理：（1）舵机是一种位置伺服的驱动器，适用于那些需要角度不断变并可以保持的控制系统。
其工作原理是：控制信号由接收机的通道进入信号调制芯片，获得直流偏置电压。
它内部有一个基准电路，产生周期为20ms，宽度为1.5ms的基准信号，将获得的直流偏置电压与电位器的电压比较，获得电压差输出。
最后，电压差的正负输出到电机驱动芯片决定电机的正反转。
当电机转速一定时，通过级联减速齿轮带动电位器旋转，使得电压差为0，电机停止转动。
（2）舵机的控制一般需要一个20ms左右的时基脉冲，该脉冲的高电平部分一般为0.5ms-2.5ms范围内的角度控制脉冲部分，总间隔为2ms。
基于AVR单片机的机载惯性稳定云台设计
电源VCC的电压为直流5 V；U1是ATmega32单片机，内置10位高精度A/D转换器，量程为0~5 V，分辨率约4.88 mV；U2是Silicon Sensing公司的CRS03-02型MEMS陀螺仪，该陀螺仪能够以电压模拟量的方式输出其安装位置的轴角角速度，量程0~±100°/s，其输出端直接与单片机U1的A/D转换器模拟量输入引脚相连；J1和J3分别是运动控制单元与中央控制单元同步进电机驱动模块的通信接口。
此外，运动控制单元还设置了一个行程限位开关S1与U1单片机的中断0引脚连接。当系统上电时，运动控制单元会将U1中断0引脚置高电平并驱动步进电机，让云台平面以较低的角速度向有限位开关的一侧运动。当云台触碰到限位开关后，U1中断0引脚与地接通，U1的低电平中断被触发。由于云台平面在各轴向上的最大旋转角度在机械结构设计完成后就是一个固定的参数，因此，运动控制单元接着驱动步进电机，将云台平面旋转到中间的平衡位置，完成云台姿态的上电复位。
Xk=Ak，k-1 Xk-1+Bk，k-1 Wk(1)
测量方程为：
Yk=Ck Xk+Vk(2)
其中，Xk为k时刻系统的状态向量；Ak，k-1为k到(k-1)时刻的状态转移矩阵；Bk，k-1为k到(k-1)时刻的过程噪声驱动矩阵；Yk为k时刻系统的输出向量；Ck为测量矩阵；Wk和Vk分别为过程噪声和测量噪声，并且被假设为高斯白噪声[2-3]和随机数噪声[4]。
1.3 运动控制单元设计
系统设有3个运动控制单元，分别与云台航向、俯仰和横滚3个轴向上的陀螺仪和步进电机驱动模块相连，用于云台的实时姿态调整。当云台在相应轴向上发生姿态变化时，陀螺仪的输出电压也会跟随着发生线性变化。运动控制单元检测到这一变化后，向步进电机驱动模块发出控制信号和驱动脉冲，驱动相应轴向上的步进电机对云台姿态进行实时反向补偿，消除外界振动或飞行姿态的变化对云台产生的影响，使云台保持稳定。
单片机控制系统毕业论文
. I毕业设计（论文）论文题目：单片机控制系统毕业论文中文摘要随着新技术的不断开发与应用，近年来单片机发展十分迅速，一个以微机应用为主的新技术革命浪潮正在蓬勃兴起，单片机的应用已经渗透到电力、冶金、化工、建材、机械、食品、石油等各个行业。
传统的温度采集方法不仅费时费力，而且精度差，单片机的出现使得温度的采集和数据处理问题能够得到很好的解决。
温度是工业对象中的一个重要的被控参数。
然而所采用的测温元件和测量方法也不相同；产品的工艺不同，控制温度的精度也不相同。
因此对数据采集的精度和采用的控制方法也不相同。
大型水箱是很多发电厂生产过程中必不可少的部件，而水箱的控制性能和工作质量的优良不仅仅对生产有着巨大的影响，而且也关系着生产的安全。
在过去，大量的对水箱操作是由相应的人员进行手动操作控制的，这样工作方式给操作人员带来了很多的不便，不仅增强了劳动强度，而且操作员稍有疏忽，可能给生产带来无法弥补的损失，更严重的会危及到生产人员的人身安全。
所以，对水箱的控制，如果能够使用精密的而且完全会严格按照生产规定运行的自动化系统，可以降低生产人员的劳动强度，最大限度的避免发生事故的几率，同时也能节省资源并能有效提高生产的效率。
温度控制无论是在工业生产过程中，还是在日常生活中都起着非常重要的作用，在现代冶金、石油、化工及电力生产过程中，温度是极为重要而又普遍的热工参数之一。
在环境恶劣或温度较高等场合下，为了保证生产过程正常安全地进行，提高产品的质量和数量，以及减轻工人的劳动强度、节约能源等方面有重要意义。
关键词单片机水位控制报警温度采集目录中文摘要 (1)关键词 (1)1 单片机控制系统的基本结构 (3)2 系统的构成原则 (3)2.1 社会需求决定智能模块的成本 (4)2.2社会需求需要全面发展的人才 (4)2.3社会需求需要创造性设计 (5)3 通讯的原则 (6)4水箱水位自动控制系统的意义 (6)4.1水箱控制系统发展现状 (7)4.2 80C51单片机介绍 (7)4.3 80C51单片机水箱控制系统工作原理介绍 (8)4.4 80C51单片机输入输出设计 (9)5 80C51单片机水箱控制系统程序设计 (10)5.1 程序概要设计 (10)5.2 系统程序原理 (10)5.2.1 主程序原理以及流程框图 (10)5.2.2 自动模式子程序原理以及流程框图 (10)5.2.3 手动模式子程序原理框图以及流程框图 (12)参考文献 (15)附录 (16)图1 单片机系统结构图 (3)图2多功能智能模块控制器 (5)图3主程序原理框图 (10)图4 自动模式子程序原理框图 (11)图5 手动模式子程序原理框图 (13)在当今社会，建设工程及日常生活中温度控制都起着重要作用，最早的温度控制应用于工厂生产中，可以起到实时采集温度数据，提高生产效率、产品质量的作用。
一种基于单片机智能控制的云台设计
一种基于单片机智能控制的云台设计作者：陈超,杨毅,李远军,邓华德,王先春来源：《现代电子技术》2011年第09期摘要：为实现监控更智能和节能的目的，采用单片机与传感器结合控制步进电机转动的方法，设计一种以单片机为核心的智能控制云台。
该云台只在有人进入传感器监测区域时才工作，且能根据传感器采集的信息计算出人的位置，从而控制云台转动，实现自动追踪监控，无需人控制，成本低，与现在市面上的云台相比更智能和节能，有很强的实用价值。
在研究分析后做出了实物，经测试该云台能实现有人时工作和自动追踪监控，验证了方案的可行性。
关键词：单片机；传感器；步进电机; 智能控制中图分类号：TN87-34文献标识码：A文章编号：1004-373X(2011)09-0149-04Design of PTZ Based on SCM Intelligent ControlCHEN Chao,YANG Yi,LI Yuan-jun,DENG Hua-de,WANG Xian-chun(Hunan University of Arts and Science,Changde 415000,China)Abstract： To achieve the purpose of more intelligent control and energy-saving,using SCM and sensor to control the rotation of stepping motor method for designing a SCM-based intelligent control PTZ. The PTZ only working in the condition of that someone enter a sensor monitoring area,and figuring out position according to information collected by sensors to control PTZ rotation and achieve automatic tracking control. It has low cost and strong practical value,and is more intelligent and energy-saving. This scheme is feasible and can achieve automatic tracking control.Keywords： SCM； sensor； stepping motor; intelligent control随着现代社会的发展和科学技术的进步，各种各样的监控摄像装置被应用于社会的诸多方面，为实现全方位准确监控摄像，很多摄像头都配上了云台。
云台之家基于STM32的云台控制技术论文.docx
基于STM32的云台控制学校：XXXXXXXXXXXX队伍：云台之家组长：XXXXXX队员：XXXXXX队员：XXXXXX指导老师：XXXXX目录摘要 (3)Abstract (4)第1章绪论 (5)1.1 课题研究背景 (5)1.2 国内外云台研究发展现状 (5)1.3 本文的主要工作和结构安排 (6)第2章系统概述 (8)2.1 STM32F103处理器 (8)2.1.1 STM32 F107处理器概述 (8)2.1.2 STMF103处理器系统结构 (9)2.1.3 STM32微处理器对电机的控制 (10)2.1.4 STM32F103处理器低功耗 (11)2.2 电机的定义及控制原理 (11)2.2.1 直流电机定义 (11)2.2.2 直流无刷电机工作原理 (12)第3章直流电机控制模块 (13)3.1 直流电机驱动电路 (13)3.1.1 直流电机驱动芯片L293D (13)3.2 直流电机转速PWM控制 (14)3.3 直流电机闭环控制 (15)3.3.1 PID控制算法 (15)第4章倾角检测模块 (17)4.1加速度传感器 (17)4.2测倾角原理 (18)第5章基于STM32云台系统硬件设计 (21)5.1 驱动电路的介绍 (21)5.2 倾角检测电路的介绍 (22)第6章基于STM32云台控制系统软件设计 (23)6.1 软件设计流程图如下 (23)第7章总结 (24)7.1 总结 (24)摘要随着经济社会的发展，人们对于想在高空拍摄地面图片的要求越来越高，云台技术得到了迅速发展并逐步开始应用各个领域。
为了能够扩大拍摄视野，便于远程操作，常借助于云台，即把摄像机安装在云台上，通过云台转动来带动摄像机转动，同时通过云台控制协议设置摄像机镜头参数，云台在拍摄系统中起着非常重要的作用。
而现在又的云台控制系统普遍采用步进电机作为驱动源，存在着稳定性差、功耗大、计数不准确等特点，而采用体积小，节能环保的直流电机作为驱动源的云台控制系统成为研究的热点，并且具有广阔的应用前景。
一种基于单片机智能控制的云台设计
一种基于单片机智能控制的云台设计陈超;杨毅;李远军;邓华德;王先春【摘要】To achieve the purpose of more intelligent control and energy-saving, using SCM and sensor to control the rotation of stepping motor method for designing a SCM-based intelligent control PTZ. The PTZ only working in the condition of that someone enter a sensor monitoring area, and figuring out position according to information collected by sensors to control PTZ rotation and achieve automatic tracking control. It has low cost and strong practical value, and is more intelligent and energy-saving. This scheme iS feasible and can achieve automatic tracking control.%为实现监控更智能和节能的目的,采用单片机与传感器结合控制步进电机转动的方法,设计一种以单片机为核心的智能控制云台.该云台只在有人进入传感器监测区域时才工作,且能根据传感器采集的信息计算出人的位置,从而控制云台转动,实现自动追踪监控,无需人控制,成本低,与现在市面上的云台相比更智能和节能,有很强的实用价值.在研究分析后做出了实物,经测试该云台能实现有人时工作和自动追踪监控,验证了方案的可行性.【期刊名称】《现代电子技术》【年(卷),期】2011(034)009【总页数】4页(P149-152)【关键词】单片机;传感器;步进电机;智能控制【作者】陈超;杨毅;李远军;邓华德;王先春【作者单位】湖南文理学院芙蓉学院,湖南常德415000;湖南文理学院芙蓉学院,湖南常德415000;湖南文理学院芙蓉学院,湖南常德415000;湖南文理学院芙蓉学院,湖南常德415000;湖南文理学院芙蓉学院,湖南常德415000【正文语种】中文【中图分类】TN87-34随着现代社会的发展和科学技术的进步，各种各样的监控摄像装置被应用于社会的诸多方面，为实现全方位准确监控摄像，很多摄像头都配上了云台。
x基于MCF5272的云台控制系统设计
第+ 期 ,//; 年 ./ 月
微! 处! 理! 机
"#$%&’%&$())&%)
>C8 + ! &NL8 ， ,//;
基于 "$*+,-, 的云台控制系统设计
陈春辉， 季晓勇
（ 南京大学电子科学与工程系， 南京 ,.//01 ） ! ! 摘! 要： 主要介绍在 "$*+,-, 硬件平台和 2$34526 嵌入式操作系统下， 设计并实现网络摄像机 前端云台控制系统的方法。 关键词： 嵌入式系统； "$*+,-, ； 云台控制； 2$34526 中图分类号： 7’1/,8 . ； 7’1..! 文献标识码： 9! 文章编号： .//, : ,,-0 （ ,//; ） /+ : //<0 : /,
的开源 !$%% 服务器， 分析了 !"# 这个基于 !&3& 的 扩展管理系统在企业级应用开发和管理中的核心作 用和地位。将来， 可以 在 !"# 中 加 入 一 定 的 智 能 性， 使得企业应用开发程序员更深刻地从编码中解 放出来， 把常规性的管理工作都交由 !"# 系统完 成。
!" 基于 !"# 实现的 24"8 适配器服务
!" 建立开发平台：
为了在该系统中使用 -./01-2， 首先需要进行内 核的移植， 即将 -./01-2 内核二进制映象文件移植 到目标板上。该移植属于板级移植， 只需要修改目 标地址即可。 和绝大多数的嵌入式软件开发一样， -./01-2 开 发也是通过交叉编译的方式进行的。交叉编译调试 环境建立在宿主 ". （ 3456） 机上， 对应的开发板叫做 目标板。由 于 目 标 板 资 源 有 限， 所以先烧写一个 7446/489:; 程序到目标板上， 在目标板上电的时候， 7446/489:; 通过 ,<," 协议从宿主机下载 -./01-2 可 执行映像到 =#>， 然后再运行。为了引导 -./01-2 内核到目标板上， 必须对宿主机进行一些设置。 宿主机安装了 =:9?86$@ A ， 配置宿主机 (" 0BC41B0D :6?E &FA@ &GH@ A@ IA 由于 =:9?86$@ A 的防火墙会拒绝外来的 (" 访 问， 所 以 要 关 闭 防 火 墙， 运 行 5:6-J， 选 择 <0;:K8// C41B0D-;86041， 选中 L4 B0;:。然后在系统服务中， 去掉 0JC?8015 和 0J687/:5， 选中 1B5 和 6B6J 服务， 退出 5:6-J。 接下来我们只需要编写一个系统调用程序， 调 试成功后， 将它编译入内核， 通过 7446/489:; 下载可 执行映象文件到目标板上， 这样就可以在目标系统 上运行可执行代码。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
四川理工学院毕业设计（论文）基于单片机的云台控制系统设计学生：李建学号：专业：电气工程及其自动化班级：2006.4指导教师：***四川理工学院自动化与电子信息学院二零一零年六月摘要本论文在分析了云台结构和控制要求的基础上，设计了以AT89C52单片机为控制器的云台控制系统，同时通过RS-485总线的串口通信实现与PC机之间的通信。
该控制系统由单片机控制模块、键盘模块、电机驱动模块、远程控制模块组成，并进行相应的软件设计、调试和仿真。
关键字: AT89C52；云台控制；步进电机；串口通信；仿真ABSTRACTThis paper design a Yuntai control system using AT89C52 MCU based on analysis of the Yuntai of the structure and it's control requirements. And the same time realize communication of computer through serial communication of RS-485 bus. MCU control module, keyboard module, motor driver module and remote control module comprise the control system. And complete the corresponding software design, testing and simulation.Key word: A T89C52; Yuntai control; Stepper motor; Simulation ;Serial communication目录摘要 (I)ABSTRACT (II)第1章引言 (1)1.1 云台 (1)1.2 单片机 (1)1.3 本设计完成的任务 (2)第2章云台 (3)2.1 云台概述 (3)2.1.1 云台内部结构 (3)2.1.2云台的性能指标 (3)2.1.3云台电机 (5)2.2 步进电机 (6)2.2.1步进电机的工作原理 (6)2.2.2 步进电机主要技术指标 (8)第3章总体方案 (10)3.1云台控制系统简析 (10)3.2控制系统实现 (10)第4章系统硬件设计 (12)4.1 AT89C52单片机简介 (12)4.1.1 AT89C52 (12)4.1.2 AT89C52各引脚功能 (13)4.1.3 AT89C52串口通信 (15)4.1.4 AT89C52中断系统 (16)4.2 单片机系统 (18)4.2.1 复位电路 (18)4.2.2 时钟电路 (18)4.2.3 电源电路 (19)4.3 ULN2003A驱动电路 (19)4.4 RS485总线设计 (21)4.4.1 RS-232RS-485电平转换电路 (21)4.4.2 RS-485终端单片机接口电路 (22)4.5 键盘 (23)第5章软件基础 (25)5.1 C语言简介 (25)5.2 Keil 编译器 (25)5.2.1 Keil 8051 C编译器简介 (25)5.2.2 如何使用Keil软件开发 (26)5.3 Proteus仿真软件 (31)5.4 MSComm控件 (37)5.4.1 基于VC的MSComm控件串口编程基本步骤 (38)5.4.2 MSComm控件属性 (38)5.5 Visual C++软件 (38)第6章系统软件设计 (42)6.1 系统流程 (42)6.2 初始化模块 (43)6.3 键盘模块 (44)6.4 延时模块 (44)6.5 串口中断模块 (44)6.6 步进电机动作模块 (45)第7章系统调试与运行 (46)7.1 虚拟串口 (46)7.2 Keil软件程序编译 (46)7.3 Proteus仿真 (47)第8章结束语 (49)致谢 (50)参考文献 (51)附录一单片机程序源代码 (53)附录二上位机源程序 (58)附录三单片机云台控制系统电路原理图 (60)第1章引言1.1 云台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。
电动云台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。
步进电机作为云台的转动器件，它的工作可靠性直接影响了云台的质量。
目前国内外的云天控制技术系统已经相当的成熟，它给人们的生产生活带来了极大的便利，为人们的生命财产安全提供了相当大的保障。
云台系统已经运用到了生活的几乎每一个场所，当需要对某个地方进行实时监控时，就可以很方便的运用其代替人力，很大程度上降低了人力资源，并且还可以根据需要进行远程监控，这一点在生活中是及其有利的，它很大程度上节约了时间。
目前市面上所生产的云台控制器，大都采用一体化设计，这种设计方法具有密封性能好、集成度高便于安装等优点。
1.2 单片机单片机是指一个集成在一块芯片上的完整计算机系统。
尽管它的大部分功能集成在一块小芯片上，但是它具有一个完整计算机所需要的大部分部件：CPU、内部和外部总线系统。
单片机是将中央处理器，随机存储器，只读存储器，定时器芯片和IO接口电路集成于一个芯片上的微控制器。
单片机以其价格低廉，功耗小，工作可靠，可编程等优点，得到应用者的青睐。
单片机是靠程序的，并且可以修改。
通过不同的程序实现不同的功能，尤其是特殊的独特的一些功能，这是别的器件需要费很多力气才能做到的，有些则是花大力气也很难做到的。
单片机通过编写的程序可以实现高智能，高效率，以及高可靠性。
单片机所具有的特点：（1）高集成度，体积小，高可靠性（2）控制功能强（3）低电压，低功耗，便于生产便携式产品（4）易于扩展（5）优异的性价比目前单片机渗透到人们生活的各个领域，几乎很难找到哪个领域没有单片机的踪迹。
导弹的导航装置，飞机上各种仪表的控制，计算机的网络通讯与数据传输，工业自动化过程的实时控制和数据处理，广泛使用的各种智能IC卡，民用豪华轿车的安全保障系统，录像机、摄像机、全自动洗衣机的控制，以及程控玩具、电子宠物等等，这些都离不开单片机。
更不用说自动控制领域的机器人、智能仪表、医疗器械了。
1.3 本设计完成的任务本次设计是以单片机为控制器，设计一个云台控制系统，使云台按期望的方式运行，同时还要与远程控制室计算机进行通信。
本次设计完成的任务：（1）设计单片机外围电路及步进电机驱动电路，驱动云台步进电机运行。
（2）使用键盘输入控制云台步进电机。
（3）PC使用RS485总线远距离控制云台步进电机。
（4）使用Keil uVision2编写软件，在Proteus软件中完成仿真。
第2章云台2.1 云台概述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，这样就能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。
云台的核心器件是步进电机，所以本设计的重点就是如何灵活的控制步进电机的运转，从而达到灵活的控制摄像机的目的。
云台可以按照运动功能、工作电压、承载重量、安装方式、使用环境等分类。
2.1.1 云台内部结构全方位云台内部有两个电机，分别负责云台的上下和左右各方向的转动。
其工作电压的不同业决定了该云台的整体工作电压，一般有交流24V、交流220V、及直流24V。
当接到上下动作电压时，垂直电机转动，接到左右动作电压时，水平电机转动。
需要说明的是云台都有水平、垂直的限位拴，云台分别由两个微动开关实现限位功能。
当转动角度达到预先设定的限位时，微动开关动作切断电源，云台停止转动。
限位装置可以位于云台外部，调整过程简单，也可以位于云台内部，通过外设的调整机构进行调整，调整过程相对复杂。
但外置限位装置的云台密封性不如内置限位装置的云台。
室外云台与室内云台大体一致，只是由于室外防护罩重量较大，使云台的载重能力必须加大。
同时，室外环境的冷热变化大，易遭到雨水或潮湿的侵蚀。
因此室外云台一般都没有设计成密封防雨型。
另外室外云台还具有高转矩和扼流保护电路以防止云台冻结时强行启动而烧毁电机。
在低温的恶劣条件下还可以在云台内部加装温控型加热器。
2.1.2云台的性能指标（一）云台的转动速度云台的转动速度衡量云台档次高低的重要指标。
云台水平和垂直方向是由两个步进电机驱动的，因此云台的转动速度也分为水平转速和垂直转速。
由于载重的原因，垂直电机在启动和运行保持时的扭矩大于水平方向的扭矩，在加上实际监控时对水平转速的要求要高于垂直转速，因此一般来说云台的垂直转速要低于水平转速。
直流型云台大都采用的是直流步进电机，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。
直流型云台都具有变速功能，提供的电压是直流0至36V之间的变化电压。
变速的效果由控制系统和解码器的性能决定，以使云台电机根据输入的电压大小做相应速度的转动。
（二）云台的转动角度云台的转动角度尤其是垂直转动角度与负载（防护罩摄像机镜头总成）安装方式有很大关系。
云台的水平转动角度一般都能达到355°，因为限位拴会占用一定的角度，但是出现少许的监控死角。
当前的云台都改进了限位装置使其可以达到360°甚至365°（有5°的覆盖角度），以消除监控死角。
使用时可以根据现场的实际情况进行限位设置。
例如安装在墙壁上的壁装式，即使云台具有365°的转动角度，实际上只需要监视云台正面的180°角度，即使转动到后面的180°也只能看到墙壁，没有实际监控意义，因此壁装式只需要监视水平的180°的范围即可，角装式只需监视270°即可。