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基于单片机的升旗控制系统设计与实现
摘要
单片机发展至今作为系统控制部分的核心器件被广泛应用在许多电子及工业自动化控制上，本文拟单片机与步进电机相结合研究设计出成本低，抗干扰性强，控制功能强，功耗低，成本低，拓展功能灵活方便，体积小使用方便并且材料环保的国旗自动升降系统，可以通过按键以及红外遥控器对国旗升降进行准确控制并能够在屏幕显示实时高度。让升国旗这项严肃且神圣的仪式与国歌步调一致进行得更加精确无误的研究提供了技术支持。
本文设计选用的核心控制硬件为单片机的STC89C52芯片，播放国歌的语音模块电路搭建可以使用WT588语音模块，系统动力装置电机的驱动芯片要用ULN2003驱动芯片来搭配步进电机，动力提供则选用5线4相步进电机，系统有关信息的显示让LCD1602液晶显示屏来显示，所要使用的单片机控制芯片STC89C52通过控制驱动芯片输出合适的脉冲来控制5线4相步进电机的正转和反转达到升降国旗的效果。通过计算使STC89C52芯片控制输出合适数量的脉冲信号经过驱动芯片控制步进电机的电机转动速度和加速度，来使得国旗上升速度与国歌演奏进度相互吻合。此系统具有布局简单、不容易被周围环境所干扰、可以把控到很细节、可靠性极高以及稳定性也是非常不错的，已经拥有了优越的应用前景。
关键词：STC89C52芯片；驱动芯片；脉冲信号；步进电机
目录
TOC\o1-3\h\z\u引言 1
1绪论 2
1.1国旗自动升降系统研究现状 2
1.2课题研究意义 2
1.3题目解析 3
2系统设计 5
2.1系统框图理论分析 5
2.2电机的选择方案论证 6
2.3电机驱动选择方案论证 6
2.4语音模块的选择方案论证 7
2.5显示屏幕选择方案论证 8
2.6单片机选择方案 8
2.7按键的选择方案 8
3硬件设计 10
3.1单片机STC89C52芯片及最小系统 10
3.1.1单片机STC89C52芯片概述 10
3.1.2单片机复位电路 11
3.1.3单片机时钟电路 11
3.2电机驱动模块 12
3.3步进电机操纵方法 12
3.4语音模块电路 13
3.5升旗按键与指示灯电路设计 14
3.6液晶显示电路 14
4软件设计 16
4.1主程序 16
4.2按键处理程序 16
4.3系统控制升降器程序 17
5系统调试 19
5.1软件调试 19
5.1.1程序调试 19
5.1.2电路仿真调试 19
5.2硬件调试 20
5.2.1元器件的制备 20
5.2.2测试PCB硬件电路板 21
5.2.3测试焊接元器件 21
5.2.4电路导通测试 22
5.2.5显示模块测试 22
5.3整机调试 22
6结论 24
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引言
每一个独立自主，自由的国家都拥有一面单独属于自己国家特色的国旗,对于当今世界每一个国家领导人及国民而言国旗都在充分体现着国家民族的政治尊严感和政治主权理念上也有着同样很重要深远的教育意义。举行升起国旗仪式可以让一个国家人民群众铭记历史,砥砺前行,激励每一个公民的爱国之心,每一个公民在进行升国旗过程中培养和发展了奉献以及大无畏精神。因此,升好国旗仪式就从来开始都就不在只是作为一个很简单的国家仪式,而是成为一项非常地严肃、庄严神圣的重大集体活动。必须要严格的按照《中华人民共和国国旗法》的相关规定来组织进行升国旗仪式。
最早的升国旗仪式是手动式地拉动滑轮升降国旗,发展到后来的电机转动进行升降国旗。但是还是存在着国旗上升与国歌不同步,开关检测误差等其他弊端,可能会导致举行升国旗仪式过程中出现问题导致仪式无法顺利完成。随着科技的不断发展，自动化的设备已经陆续成为生产生活的一部分。单片机被设计得十分小巧、功能丰富、抗干扰能力极强、硬件材质轻、使用灵活性很高、易开发、价格不高等优点被关注并重视，并逐渐推广应用，单片机具有很好的发展前景。如今在许多领域都可以看到单片机的身影，比如机器人、家庭电子产品、医疗器械、航空、通讯设备等等。
1绪论
1.1国旗自动升降系统研究现状
如今仍然有许多基层单位、事业单位以及学校等使用人工拉动滑轮进行升降国旗的方法进行升国旗仪式,这样的传统升国旗仪式过程中容易出现国歌的演奏进度与