基于单片机的摄像机云台控制系统软硬件设计与实现(本科生毕业论文)
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一、 云台...................................................................................................................1 二、 步进电机...........................................................................................................2
兰州交通大学毕业设计（论文）
摘要
本论文在分析了摄像机云台结构、步进电机工作原理以及云台系统控制要求的基础 上，设计了以 STC89C52 单片机为控制器的摄像机云台控制系统，以 ULN2003 为步进 电机驱动芯片，利用独立按键控制云台转动，同时编写上位机程序并通过串口通信实现 与 PC 机之间的串口通信。
（一） 步进电机的工作原理...........................................................................2 （二） 步进电机主要技术指标.......................................................................3 三、 单片机...............................................................................................................4 （一） STC89C52.............................................................................................5 （二） STC89C52 各个引脚的功能................................................................6 （三） STC89C52 串口通信............................................................................8 （四） STC89C52 中断系统............................................................................9 四、 本设计完成的任务.........................................................................................10 第二章 总体方案.............................................................................................................11 一、 云台控制系统简析.........................................................................................11 二、 控制系统实现.................................................................................................11 第三章 软件基础.............................................................................................................13 一、 C 语言简介....................................................................................................13 二、 Keil 编译器....................................................................................................13 （一） Keil 8051 C 编译器简介.................................................................... 13 （二） 如何使用 Keil 软件开发....................................................................14 三、 Proteus 仿真软件...........................................................................................17 四、 MSComm 控件..............................................................................................21 （一） 基于 VC 的 MSComm 控件串口编程基本步骤.............................. 22 （二） MSComm 控件属性...........................................................................22 五、 Visual C++ 软件............................................................................................ 23 第四章 系统设计.............................................................................................................26
云台的运行有自动运行和手动运行模式，同时受上位机控制。键盘或 PC 输入信息， 单片机接收后对输入信息进行处理，然后发出控制信号送 ULN2003A，ULN2003A 驱动 步进电机运转。利用独立按键可以实现云台手动控制，利用计算机远程控制云台转动， 增强了云台控制系统的实用性；同时利用 VC6.0 编写上位机，利用 Keil4 编译和调试， 利用 Proteus 进行系统仿真，使系统更加完善。 关键字: 单片机；云台；键盘；步进电机；串口通信
PTZ operation with automatic operation and manual operation mode，as well as by PC control. Keyboard or PC input information, the microcontroller after receiving the input information processing, and then send control signals to send ULN2003A, ULN2003A drive stepper motor running. Separate buttons can be achieved using the PTZ manual control, the use of computer remote control PTZ, PTZ control system enhances the practicality; while using VC6.0 prepared by the host computer, use Keil4 compile and debug the system using the Proteus simulation, so system more perfect. Keyword: STC89C52；Camera Pan；Keyboard；Stepper Motor；Serial Communication
The control system consists of single-chip control module, keyboard module, motor drive module, the remote PC control module. MCU control module include handling keyboard input, respond to PC serial port interrupt, control the motor running; Keyboard control modules using stand-alone keyboard input of information; motor drive module using ULN2003 driver circuit control camera pan and tilt movement; remote PC control module microcomputer remote control microcontroller, then control the stepper motor.
II
兰州交通大学毕业设计（论文）
目录
摘 要................................................................................................................................. I Abstract.............................................................................................................................. II 目 录...............................................................................................................................III 第一章 绪论.......................................................................................................................1
I
兰州交通大学毕业设计（论文）
Aபைடு நூலகம்stract
This thesis analyzes the structure of camera pan and tilt, stepper motor system works and PTZ control requirements based on the design of the controller to STC89C52 microcontroller camera pan and tilt control system to ULN2003 stepper motor driver chip for the use of separate buttons control the PTZ rotation, as well as prepare the PC program and through the serial communication with the PC serial communication between.
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 PC 机控制模块组 成。单片机控制模块的工作包括处理键盘输入、响应 PC 串口中断、控制电机运行；键 盘模块采用独立式键盘控制信息的输入；电机驱动模块采用 ULN2003 驱动电路控制摄 像机云台的运动；远程 PC 机控制模块实现微机远程控制单片机，进而控制步进电机。
兰州交通大学毕业设计（论文）
摘要
本论文在分析了摄像机云台结构、步进电机工作原理以及云台系统控制要求的基础 上，设计了以 STC89C52 单片机为控制器的摄像机云台控制系统，以 ULN2003 为步进 电机驱动芯片，利用独立按键控制云台转动，同时编写上位机程序并通过串口通信实现 与 PC 机之间的串口通信。
（一） 步进电机的工作原理...........................................................................2 （二） 步进电机主要技术指标.......................................................................3 三、 单片机...............................................................................................................4 （一） STC89C52.............................................................................................5 （二） STC89C52 各个引脚的功能................................................................6 （三） STC89C52 串口通信............................................................................8 （四） STC89C52 中断系统............................................................................9 四、 本设计完成的任务.........................................................................................10 第二章 总体方案.............................................................................................................11 一、 云台控制系统简析.........................................................................................11 二、 控制系统实现.................................................................................................11 第三章 软件基础.............................................................................................................13 一、 C 语言简介....................................................................................................13 二、 Keil 编译器....................................................................................................13 （一） Keil 8051 C 编译器简介.................................................................... 13 （二） 如何使用 Keil 软件开发....................................................................14 三、 Proteus 仿真软件...........................................................................................17 四、 MSComm 控件..............................................................................................21 （一） 基于 VC 的 MSComm 控件串口编程基本步骤.............................. 22 （二） MSComm 控件属性...........................................................................22 五、 Visual C++ 软件............................................................................................ 23 第四章 系统设计.............................................................................................................26
云台的运行有自动运行和手动运行模式，同时受上位机控制。键盘或 PC 输入信息， 单片机接收后对输入信息进行处理，然后发出控制信号送 ULN2003A，ULN2003A 驱动 步进电机运转。利用独立按键可以实现云台手动控制，利用计算机远程控制云台转动， 增强了云台控制系统的实用性；同时利用 VC6.0 编写上位机，利用 Keil4 编译和调试， 利用 Proteus 进行系统仿真，使系统更加完善。 关键字: 单片机；云台；键盘；步进电机；串口通信
PTZ operation with automatic operation and manual operation mode，as well as by PC control. Keyboard or PC input information, the microcontroller after receiving the input information processing, and then send control signals to send ULN2003A, ULN2003A drive stepper motor running. Separate buttons can be achieved using the PTZ manual control, the use of computer remote control PTZ, PTZ control system enhances the practicality; while using VC6.0 prepared by the host computer, use Keil4 compile and debug the system using the Proteus simulation, so system more perfect. Keyword: STC89C52；Camera Pan；Keyboard；Stepper Motor；Serial Communication
The control system consists of single-chip control module, keyboard module, motor drive module, the remote PC control module. MCU control module include handling keyboard input, respond to PC serial port interrupt, control the motor running; Keyboard control modules using stand-alone keyboard input of information; motor drive module using ULN2003 driver circuit control camera pan and tilt movement; remote PC control module microcomputer remote control microcontroller, then control the stepper motor.
II
兰州交通大学毕业设计（论文）
目录
摘 要................................................................................................................................. I Abstract.............................................................................................................................. II 目 录...............................................................................................................................III 第一章 绪论.......................................................................................................................1
I
兰州交通大学毕业设计（论文）
Aபைடு நூலகம்stract
This thesis analyzes the structure of camera pan and tilt, stepper motor system works and PTZ control requirements based on the design of the controller to STC89C52 microcontroller camera pan and tilt control system to ULN2003 stepper motor driver chip for the use of separate buttons control the PTZ rotation, as well as prepare the PC program and through the serial communication with the PC serial communication between.
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 PC 机控制模块组 成。单片机控制模块的工作包括处理键盘输入、响应 PC 串口中断、控制电机运行；键 盘模块采用独立式键盘控制信息的输入；电机驱动模块采用 ULN2003 驱动电路控制摄 像机云台的运动；远程 PC 机控制模块实现微机远程控制单片机，进而控制步进电机。