国旗自动升降系统课件

国旗自动升降系统国旗自动升降系统1

国旗升降自动控制系统：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。国旗的升降用的是精确控制的步进电机，拥有红外遥控和语音播放的功能，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。总述： 国旗升降自动控制系统：设计一个自动控制升降旗系统，该系统2 （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（要有标志指示）；降旗时，按下降键，国歌停奏，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。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3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。数字实时显示旗帜所在的高度，误差不大于2厘米。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。 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20—60秒钟，步进1秒。此时国歌停奏。具有无线遥控升、降旗及停止功能。注意事项：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4工作原理：系统整体框图

单片机最小系统

ISD1700系列语音模块

12864液晶显示模块

28BYJ-48步进电机以及驱动系统

VS1838B红外遥控模块

独立键盘

5V电源PC机音频输出口工作原理：系统整体框图单片机ISD175

电机控制实时显示语音模块核心部分：电机控6 型号：5V64细分 28BYJ-48步进电机 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： 型号：5V64细分电机控制：7

工作原理： 步进电机是将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制元件。在非超载的情况下，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，而不受负载变化的影响，即给电机加一个脉冲信号，电机则转过一个步距角。

电机控制： 工作原理：电机控制：8

控制原理： 步进电机连接转轴，转轴控制旗的升降，根据步进电机的工作原理首先计算出转轴的周长即步进电机转一周所带动的旗帜的升降位移，由于系统所用的电机是64细分的，步进一步为5.625度，也就是说步进电机转一周所需要的脉冲数是360/5.625*64=4096个，根据步进电机转轴所连外壳周长为33cm。依据杆的高度我们设定步进电机转的圈数为4圈，即脉冲总数为4096*4=16384。上升1cm所需要转化的脉冲数为4096*1/33=124，所以在国旗上升到最高时，单片机需要给步进电机的脉冲数是16384个，系统对步进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： 控制原理：电机控制：9电机控制：步进电机驱动模块：电机控制：步进电机驱动模块：10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进行校正的。其次，我们多次对旗杆的高度进行测量，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），当然数据不可能刚好是正数的，我们进行了微调，将线人为的延长了一点点，为了保证理论数据的准确性。最后是调整转轴与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不会乱摆）。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。电机控制：国旗调整：11实时显示：

型号：12864液晶屏幕

优点：（1）功耗低，体积小，重量轻 （2）显示字符、数字，还可以显 示各种图形、曲线及汉字。

实时显示：型号：12864液晶屏幕12实时显示：12864液晶显示模块：

液晶的话我们让它显示了初始化的一些东西，并让它每秒扫描一次进行实时的高度以及时间显示，因为单片机自带字模的不太完全，我们暂时给它写成了英文显示。实时显示：12864液晶显示模块：13语音模块：型号：ISD1700语音模块

特点：

●按键模式和MCU串行控制模式(SPI协议)●MIC和ANAin两种录音模式●PWM和AUD/AUX三种放音输出方式●可处理多达255段以上信息●有丰富多样的工作状态提示●多种采样频率对应多种录放时间●音质好，电压范围宽，应用灵活，可录、放音十万次，存储内容可以断电保留一百年语音模块：型号：ISD1700语音模块14语音模块：ISD1700语音模块：语音模块：ISD1700语音模块：15语音模块：ID1700模块主要的功能是录放音以及跟PC机进行实时通讯下载。模块共有6个功能键，分别是FWD(跳转键)、ERASE（擦除）、REC（录音）、PALY（播放）、FT（直通）、VOL（音量），6个功能键都是低电平触发，其中我们系统所使用的功能是FWD，跳转播放，因为我们录了两段音，其中一段是人为的提示音，另一段是从PC机上实时下载的歌曲（1分钟内）。PALY，播放键，这个不用说了，这里我们把这个键直接连接到了单片机的一个口上，人为的控制单片机输出高低电平来控制它。FT+REC键，这两个键同时为低电平（一直为低）时触发的是直通录音功能，也就是说当我们要从单片机上实时下载歌曲是只需要控制这两个键就可以了。最后如果需要加减音量可以按VOL键，需要换过一首歌曲则按下ERASE键擦除，然后再按直通录音就可以。操作方式：语音模块：ID1700模块主要的功能是录放16红外接收：

红外无线遥控都说烂了，利用遥控器键值的不同和单片机的解码程序给单片机的某一口进行相应的赋高低电平（或者高低脉冲）就可以模拟普通的独立键盘的功能，加上键盘扫描程序，可以完成相应的操作。红外接收：红外无线遥控都说烂了，利用遥控器17软件部分：系统设计的程序流程图：while初始化引导语显示红外键盘扫描正常升旗升半旗手动控制设定音乐长度播放音乐开动电机设定音乐长度播放音乐开动电机显示历史高度时间返回上电软件部分：系统设计的程序流程图：while初始化引导语18谢谢观赏MakePresentationmuchmorefun谢谢观赏MakePresentationmuchmor19谢谢！谢谢！20国旗自动升降系统国旗自动升降系统21

国旗升降自动控制系统：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。国旗的升降用的是精确控制的步进电机，拥有红外遥控和语音播放的功能，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。总述： 国旗升降自动控制系统：设计一个自动控制升降旗系统，该系统22 （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（要有标志指示）；降旗时，按下降键，国歌停奏，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。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23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。数字实时显示旗帜所在的高度，误差不大于2厘米。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。 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20—60秒钟，步进1秒。此时国歌停奏。具有无线遥控升、降旗及停止功能。注意事项：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24工作原理：系统整体框图

单片机最小系统

ISD1700系列语音模块

12864液晶显示模块

28BYJ-48步进电机以及驱动系统

VS1838B红外遥控模块

独立键盘

5V电源PC机音频输出口工作原理：系统整体框图单片机ISD1725

电机控制实时显示语音模块核心部分：电机控26 型号：5V64细分 28BYJ-48步进电机 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： 型号：5V64细分电机控制：27

工作原理： 步进电机是将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制元件。在非超载的情况下，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，而不受负载变化的影响，即给电机加一个脉冲信号，电机则转过一个步距角。

电机控制： 工作原理：电机控制：28

控制原理： 步进电机连接转轴，转轴控制旗的升降，根据步进电机的工作原理首先计算出转轴的周长即步进电机转一周所带动的旗帜的升降位移，由于系统所用的电机是64细分的，步进一步为5.625度，也就是说步进电机转一周所需要的脉冲数是360/5.625*64=4096个，根据步进电机转轴所连外壳周长为33cm。依据杆的高度我们设定步进电机转的圈数为4圈，即脉冲总数为4096*4=16384。上升1cm所需要转化的脉冲数为4096*1/33=124，所以在国旗上升到最高时，单片机需要给步进电机的脉冲数是16384个，系统对步进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： 控制原理：电机控制：29电机控制：步进电机驱动模块：电机控制：步进电机驱动模块：30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进行校正的。其次，我们多次对旗杆的高度进行测量，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），当然数据不可能刚好是正数的，我们进行了微调，将线人为的延长了一点点，为了保证理论数据的准确性。最后是调整转轴与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不会乱摆）。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。电机控制：国旗调整：31实时显示：

型号：12864液晶屏幕

优点：（1）功耗低，体积小，重量轻 （2）显示字符、数字，还可以显 示各种图形、曲线及汉字。

实时显示：型号：12864液晶屏幕32实时显示：12864液晶显示模块：

液晶的话我们让它显示了初始化的一些东西，并让它每秒扫描一次进行实时的高度以及时间显示，因为单片机自带字模的不太完全，我们暂时给它写成了英文显示。实时显示：12864液晶显示模块：33语音模块：型号：ISD1700语音模块

特点：

●按键模式和MCU串行控制模式(SPI协议)●MIC和ANAin两种录音模式●PWM和AUD/AUX三种放音输出方式●可处理多达255段以上信息●有丰富多样的工作状态提示●多种采样频率对应多种录放时间●音质好，电压范围宽，应用灵活，可录、放音十万次，存储内容可以断电保留一百年语音模块：型号：ISD1700语音模块34语音模块：ISD1700语音模块：语音模块：ISD1700语音模块：35语音模块：ID1700模块主要的功能是录放音以及跟PC机进行实时通讯下载。模块共有6个功能键，分别是FWD(跳转键)、ERASE（擦除）、REC（录音）、PALY（播放）、FT（直通）、VOL（音量），6个功能键都是低电平触