DZ237車載云臺(tái)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)
DZ237車載云臺(tái)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì),dz237,車載,控制系統(tǒng),設(shè)計(jì)
目錄第一章 緒論..............................................................................................................11.1 課題的背景及意義 ................................................................................................1第二章 單片機(jī)介紹 ...................................................................................................22.1 單片機(jī)基本情況介紹 ............................................................................................22.1.1 主控芯片 STC12C5410 的功能簡(jiǎn)介 .............................................................22.1.2 管腳圖（見圖 2.1） 、主要性能參數(shù)及特點(diǎn)..................................................22.2 寄存器的介紹 ........................................................................................................32.2.1 STC12C5410 單片機(jī)系統(tǒng)管理特殊功能寄存器如表 2.1 .............................32.2.2 中斷優(yōu)先級(jí)及中斷寄存器..............................................................................42.2.3 定時(shí)器 0/1 的介紹 ..........................................................................................42.2.5 PCA/PWM 的介紹 ...........................................................................................9第三章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) .............................................................................................133.1 系統(tǒng)框圖及特點(diǎn) ..................................................................................................133.2 模塊電路設(shè)計(jì)的介紹 ..........................................................................................143.2.1 單片機(jī)控制電路............................................................................................143.2.2 串行口通信電路模塊....................................................................................142.2.3 RF 無線接收解碼電路 ...................................................................................193.2.4 云臺(tái)旋轉(zhuǎn)及轉(zhuǎn)速控制電路............................................................................23第四章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) ...............................................................................................264.1 主程序說明 ..........................................................................................................264.2 云臺(tái)旋轉(zhuǎn)控制程序說明 ......................................................................................294.3 云臺(tái)轉(zhuǎn)速控制程序說明 ......................................................................................30結(jié)束語 .........................................................................................................................32致謝 .............................................................................................................................33參考文獻(xiàn) .....................................................................................................................34附錄 1：電路圖 ..........................................................................................................35附錄 2：PCB 圖 .........................................................................................................36附錄 3：設(shè)計(jì)程序 ......................................................................................................37車載云臺(tái)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)共 48 頁 第 1 頁 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊裝┊┊┊┊┊訂┊┊┊┊┊線┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊第一章 緒論伴隨著世界各國汽車數(shù)量的增加，城市交通狀況日益受到人們的重視。如何有效地進(jìn)行交通管理，越來越成為各國政府和有關(guān)部門所關(guān)注的焦點(diǎn)。針對(duì)此問題，人們運(yùn)用新的科學(xué)技術(shù)，相繼研制開發(fā)出了各種交通道路監(jiān)視、管理系統(tǒng)，這些系統(tǒng)一般都包括車輛檢測(cè)裝置，通過這些裝置對(duì)過往車輛實(shí)施檢測(cè)，提取有關(guān)交通數(shù)據(jù)，以達(dá)到監(jiān)控、管理、指揮交通以及打擊犯罪的目的。移動(dòng)車載云臺(tái)控制系統(tǒng)為實(shí)時(shí)交通管理和交通信息采集處理提供了有力的支持，它在交通管理和公安安全中占有重要的地位，有著多種應(yīng)用，例如運(yùn)用其實(shí)時(shí)全面拍攝交通事故現(xiàn)場(chǎng)情況，為后期處理提供了很大的方便；通過無線網(wǎng)絡(luò)提取犯罪資料，對(duì)犯罪人員進(jìn)行圍追堵截等。所以移動(dòng)車載警務(wù)已成為現(xiàn)代交通警察交通管理及處理重點(diǎn)和熱點(diǎn)問題。1.1 課題的背景及意義隨著國民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，國內(nèi)高速公路、城市道路、停車場(chǎng)建設(shè)越來越多，對(duì)交通控制、安全管理的要求也日益提高，智能交通系統(tǒng)，簡(jiǎn)稱 ITS(Intelligent Traffic System)已成為世界交通領(lǐng)域研究的前沿課題，它是在當(dāng)代科學(xué)技術(shù)充分發(fā)展背景下產(chǎn)生的，旨在將先進(jìn)的信息技術(shù)、數(shù)據(jù)通信技術(shù)、電子控制技術(shù)及計(jì)算機(jī)處理技術(shù)等有效地綜合運(yùn)用于地面交通管理體系，從而建立起一種大范圍、全方位發(fā)揮作用的，實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確、高效的交通管理系統(tǒng)。而在這些管理系統(tǒng)的基礎(chǔ)是各式各樣的信息采集，本次設(shè)計(jì)的車載云臺(tái)設(shè)計(jì)是基于高速公路移動(dòng)警務(wù)車載平臺(tái)，旨在有效的控制云臺(tái)旋轉(zhuǎn)能夠采集到有用的信息，對(duì)高速公路突發(fā)事件監(jiān)測(cè)處理、預(yù)防起著重要的作用，加之此次裝備巡邏車輛具有無線聯(lián)網(wǎng)功能，能夠?qū)崟r(shí)有效的將信息傳達(dá)到交通管理中心，并且可以從管理中心提取事件相關(guān)資料對(duì)事件進(jìn)行及時(shí)處理。本設(shè)計(jì)主要以單片機(jī)STC12C5410AD 為主控處理器，其控制端有：車載計(jì)算機(jī)和無線遙控。單片機(jī)控制云臺(tái)具有功能靈活多樣,脈沖輸出準(zhǔn)確,實(shí)時(shí)性強(qiáng)等特點(diǎn),通過軟件設(shè)計(jì)可以實(shí)現(xiàn)各種復(fù)雜的控制,其系統(tǒng)成本較低。車載云臺(tái)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)共 48 頁 第 2 頁 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊裝┊┊┊┊┊訂┊┊┊┊┊線┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊第二章 單片機(jī)介紹2.1 單片機(jī)基本情況介紹2.1.1 主控芯片 STC12C5410 的功能簡(jiǎn)介STC12C5410 單片機(jī)是宏晶科技公司的單時(shí)鐘/機(jī)器周期（1T）的單片機(jī)，是高速/ 低功耗/超強(qiáng)抗干擾的新一代 8051 單片機(jī)，指令代碼完全兼容傳統(tǒng) 8051，但速度快 8—12 倍，內(nèi)部集成 MAX810 專用復(fù)位電路。4 路 PWM，針對(duì)電機(jī)控制。超強(qiáng)抗干擾：高抗靜電（ESD 保護(hù)） ；輕松過 4KV 快速脈沖干擾（EFT 測(cè)試）；寬電壓，不怕電源抖動(dòng)；寬溫度范圍。超低功耗：掉電模式，典型功耗<0.1uA;空閑模式，典型功耗 1.8mA;正常工作模式，典型功耗 2.7mA—7mA;掉電模式可有外部中斷喚醒，適用于電池供電系統(tǒng)。2.1.2 管腳圖（見圖 2.1） 、主要性能參數(shù)及特點(diǎn)·工作電壓：5.5V—3.5V·工作頻率范圍：0—35MHz·溫度范圍：-40℃--85 ℃·10K 字節(jié)片內(nèi) Flash 程序存儲(chǔ)器，擦寫次 數(shù) 10 萬次以上 ·512 字節(jié)片內(nèi) RAM 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器·芯片內(nèi) EEPROM 功能·ISP/IAP，在系統(tǒng)可編程/在應(yīng)用可編程， 無需編程器/仿真器 ·4 通道捕獲/比較單元（PWM/PCA/CCU）,也可以用來實(shí)現(xiàn) 4 個(gè)定時(shí)器或 4 個(gè)外部中斷（支持上升沿/下降沿中斷）·6 個(gè) 16 位定時(shí)器，兼容普通 8051 的定時(shí)器T0/T1 ·硬件看門狗（WDT） 圖 2.1 STC12C5410 管腳圖·高速 SPI 通信端口·全雙工異步串行口（UART） ，兼容普通 8051 的串口·先進(jìn)的指令集結(jié)構(gòu)，兼容普通 8051 指令集，4 組 8 個(gè) 8 位通用工作寄存器，有硬件乘法/除法指令·24 個(gè)通用 I/O 口，每個(gè) I/O 口驅(qū)動(dòng)能力均可達(dá)到 20mA，但整個(gè)芯片最大不得超過 55mA車載云臺(tái)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)共 48 頁 第 3 頁 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊裝┊┊┊┊┊訂┊┊┊┊┊線┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊·時(shí)鐘源:外部高精度晶振/時(shí)鐘，內(nèi)部 R/C 振蕩器在下載程序時(shí)，可選擇使用內(nèi)部時(shí)鐘還是外部時(shí)鐘常溫下 R/C 振蕩器頻率為：5.2~6.8MHz，精度要求不高時(shí)可選用內(nèi)部時(shí)鐘，但由于制造誤差和溫漂，應(yīng)認(rèn)為 4~8MHz·外部中斷兩路，下降沿中斷觸發(fā)或低電平觸發(fā)中斷，Power Down 模式可由外部中斷喚醒·內(nèi)部集成 MAX810 專用復(fù)位電路，外部晶體 20MHz 以下，可省去外部復(fù)位電路2.2 寄存器的介紹2.2.1 STC12C5410 單片機(jī)系統(tǒng)管理特殊功能寄存器如表 2.1表 2.1：Mnemonic D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 復(fù)位值PCON SMOD SMOD0 LVDF POF GF1 GF0 PD IDL 0011,0000AUXR T0x12 T1x12 UART_M0X6EADCI ESPI ELVDI-- -- 0000,00xx1、電源控制 PCON：·SMOD：波特率倍速位，置 1，串口通訊波特率快一倍·POF：上電復(fù)位標(biāo)志位，單片機(jī)停電后，上電復(fù)位標(biāo)志位為 1，軟件清 0·PD：將其置 1，進(jìn)入 Power down 模式，可有外部中斷低電平觸發(fā)或下降沿中斷觸發(fā)喚醒。進(jìn)入掉電模式時(shí)，外部時(shí)鐘停振，CPU、定時(shí)器、串行口全部停止工作，只有外部中斷工作·IDL：將其置 1，進(jìn)入 IDLE 模式（空閑） ，除 CPU 不工作外，都繼續(xù)工作，可由任意一個(gè)中斷喚醒?！F1,GF0：兩個(gè)通用工作標(biāo)志位，可以任意使用。2、定時(shí)器 0 和定時(shí)器 1：STC12C5410 單片機(jī)是 1T 的 8051 單片機(jī)，為了兼容傳統(tǒng) 8051，定時(shí)器 0 和定時(shí)器 1 復(fù)位后是傳統(tǒng) 8051 的速度，即 12 分頻，但也可不進(jìn)行 12 分頻，實(shí)現(xiàn)真正的 1T?！0x12：置 0，定時(shí)器 0 是傳統(tǒng) 8051 速度，12 分頻；置 1，速度是傳統(tǒng) 8051 的 12 倍，不分頻·T1x12：置 0，定時(shí)器 1 是傳統(tǒng) 8051 速度，12 分頻；置 1，速度是傳統(tǒng) 8051的 12 倍，不分頻如果 UART 串口定時(shí)器 1 做波特率發(fā)生器，T1x12 就可以控制 UART 串口是12T 還是 1T.車載云臺(tái)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)共 48 頁 第 4 頁 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊裝┊┊┊┊┊訂┊┊┊┊┊線┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊3、UART 串口的模式 0：·UART_M0X6：0，UART 串口模式 0 是傳統(tǒng) 12T 的 8051 速度，12 分頻；1，UART 串口模式 0 的速度是傳統(tǒng) 12T 的 8051 的 6 倍，2 分頻。如果用定時(shí)器 1 做波特率發(fā)生器，UART 串口的速度由 T1 的溢出率決定?！ADCI：0，禁止 A/D 中斷；1，允許 A/D 中斷·ESPI： 0，禁止 SPI 中斷；1，允許 SPI 中斷·ELVDI：0，禁止低壓中斷； 1，允許低壓中斷此次所用單片機(jī)是 5V 單片機(jī)，3.7V 以下為低壓。2.2.2 中斷優(yōu)先級(jí)及中斷寄存器STC12C5410 單片機(jī)中斷優(yōu)先級(jí)及中斷查詢次序，與 8051 完全兼容表 2.2：中斷源 中斷查詢次序中斷優(yōu)先級(jí)設(shè)置（IPH,IP ）中斷請(qǐng)求標(biāo)志位/INT0 0 PX0H,PX0 IE0Timer0 1 PT0H,PT0 TF0/INT1 2 PX1H,PX1 IE1Timer1 3 PT1H,PT1 TF1UART 4 PSH,PS RI+TIADC/SPI 5 PADC_SPIH,PADC_SPI ADC_FLAG+SPIFPCA/LVD6 PPCA_LVDH,PPCA_LVD CF+CCF0+CCF1+CCF2+CCF3+LVDF通過設(shè)置新增的特殊功能寄存器 IPH 中相應(yīng)位，可將中斷優(yōu)先級(jí)設(shè)為四級(jí)，如果只設(shè)置 IP，那么中斷優(yōu)先級(jí)只有兩級(jí)，與傳統(tǒng) 8051 單片機(jī)兩級(jí)中斷優(yōu)先級(jí)完全兼容。如表 2.2 所示：如果使用 C 語言編程，中斷查詢次序號(hào)就是中斷號(hào)，例如：void Int0_Routine(void) interrupt 0;void UART_Routine(void) interrupt 4;void ADC_SPI_Routine(void) interrupt 5;void PCA_LVD_Routine(void) interrupt 6;2.2.3 定時(shí)器 0/1 的介紹STC12C5410 有定時(shí)器 0 和定時(shí)器 1 兩個(gè) 16 位定時(shí)器，與傳統(tǒng)的 8051 定時(shí)器完全兼容，也可以設(shè)置為 1T 模式，其中定時(shí)器 1 做波特率發(fā)生器時(shí)，定時(shí)器0 可以做兩個(gè) 8 位定時(shí)器實(shí)用。定時(shí)和計(jì)數(shù)功能由特殊寄存器 TMOD 的控制位 C/T 進(jìn)行選擇，TMOD 寄存器的各位信息如下表 2.3、2.4、2.5 所列?？梢钥闯?，2 個(gè)定時(shí)/計(jì)數(shù)器有四種操作車載云臺(tái)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)共 48 頁 第 5 頁 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊裝┊┊┊┊┊訂┊┊┊┊┊線┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊模式，通過 TMOD 的 M1 和 M0 選擇。2 個(gè)定時(shí)/計(jì)數(shù)器的模式 0、1 和 2 都相同，各模式下的功能如下所述。表2.3：位 符號(hào)功能TMOD.7/ GATE TMOD.7 控制定時(shí)器 1，置 1 時(shí)只有在 INT1 為高及 TR1 控制位置 1 時(shí)才可以打開定時(shí)/計(jì)數(shù)器 1TMOD.3/ GATE TMOD.3 控制定時(shí)器0,置1 時(shí)只有在INT0 腳為高及TR0 控制位置1 時(shí)才可打開定時(shí)器/ 計(jì)數(shù)器0。TMOD.6/ C/T TMOD.6 控制定時(shí)器 1 用作定時(shí)器或計(jì)數(shù)器，清零則用作定時(shí)器（從內(nèi)部系統(tǒng)時(shí)鐘輸入），置 1 用作計(jì)數(shù)器（從 T1/P3.5 腳輸入）TMOD.2/ C/T TMOD.2 控制定時(shí)器 0 用作定時(shí)器或計(jì)數(shù)器，清零則用作定時(shí)器（從內(nèi)部系統(tǒng)時(shí)鐘輸入），置 1 用作計(jì)數(shù)器（從 T0/P3.4 腳輸入）表2.4：TMOD.5（M1）TMOD.4(M2) 定時(shí)器 1/計(jì)數(shù)器 1 模式選擇0 0 13 位定時(shí)器/ 計(jì)數(shù)器，兼容 8048 定時(shí)器模式，TL1 只用低 5 位參與分頻，TH1 整個(gè) 8 位全用。0 1 16 位定時(shí)器/ 計(jì)數(shù)器，TL1、TH1 全用1 0 8 位自動(dòng)重裝載定時(shí)器，當(dāng)溢出時(shí)將TH1 存放的值自動(dòng)重裝入TL1。1 1 定時(shí)器/ 計(jì)數(shù)器 1 此時(shí)無效（停止計(jì)數(shù)）。表2.5：TMOD.1（M1）TMOD.0(M2) 定時(shí)器/計(jì)數(shù)器 0 模式選擇0 0 13 位定時(shí)器 / 計(jì)數(shù)器，兼容 8048 定時(shí)器模式，TL0 只用低 5 位參與分頻，TH0 整個(gè) 8 位全用。0 1 16 位定時(shí)器/ 計(jì)數(shù)器，TL0、TH0 全用1 0 8 位自動(dòng)重裝載定時(shí)器，當(dāng)溢出時(shí)將TH0 存放的值自動(dòng)重裝入TL0。1 1 定時(shí)器 0 此時(shí)作為雙 8 位定時(shí)器/ 計(jì)數(shù)器。TL0 作為一個(gè)8 位定時(shí)器/ 計(jì)數(shù)器，通過標(biāo)準(zhǔn)定時(shí)器 0 的控制位控制。TH0 僅作為一個(gè) 8 位定時(shí)器.1.模式0車載云臺(tái)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)共 48 頁 第 6 頁 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊裝┊┊┊┊┊訂┊┊┊┊┊線┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊將定時(shí)器設(shè)置成模式0 時(shí)類似8048 定時(shí)器，即8 位計(jì)數(shù)器帶32 分頻的預(yù)分頻器。下圖2.2所示為模式0工作方式。此模式下，定時(shí)器配置為13 位的計(jì)數(shù)器，由TLn 的低5 位和THn 的8 位所構(gòu)成。TLn 低5 位溢出向THn 進(jìn)位，THn 計(jì)數(shù)溢出置位TCON 中的溢出標(biāo)志位TFn（n=0，1）。GATE=0 時(shí)，如TRn=1，則定時(shí)器計(jì)數(shù)GATE=1 時(shí)，允許由外部輸入INT1 控制定時(shí)器1，INT0 控制定時(shí)器0，這樣可實(shí)現(xiàn)脈寬測(cè)量。TRn為TCON 寄存器內(nèi)的控制位，TCON 寄存器各位的具體功能描述見TCON 寄存器各位的具體功能描述表2.6。寄存器TCON 各位的功能描述：TCON 地址：88H可位尋址 7 6 5 4 3 2 1 0復(fù)位值：00H TF1 TR1 TF0 TR0 IE1 IT1 IE0 IT0表2.6：位 符 號(hào) 功 能TCON.7 TF1 定時(shí)器/ 計(jì)數(shù)器 1 溢出標(biāo)志位。當(dāng) T1 被允許計(jì)數(shù)后，T1 從初值開始加 1 計(jì)數(shù)，最高位產(chǎn)生溢出時(shí)，置“1 ”TF1 ，并向 CPU 請(qǐng)求中斷，當(dāng) CPU 響應(yīng)時(shí)，由硬件清“0 ”T F 1 ，T F 1 也可以由程序查詢或清“0 ”。TCON.6 TR1 定時(shí)器 T1 的運(yùn)行控制位。該位由軟件置位和清零。當(dāng)GATE（TMOD.7）=0，TR1=1 時(shí)就允許 T1 開始計(jì)數(shù)，TR1=0 時(shí)禁止 T1 計(jì)數(shù)。當(dāng) GATE（TMOD.7）=1，TR1=1 且 INT1 輸入高電平時(shí)，才允許 T 1 計(jì)數(shù)。TCON.5 TF0 定時(shí)器/ 計(jì)數(shù)器 0 溢出標(biāo)志位。當(dāng) T0 被允許計(jì)數(shù)后，T0 從初值開始加 1 計(jì)數(shù)，最高位產(chǎn)生溢出時(shí)，置 “1 ”T F 0，并向 C P U 請(qǐng)求中斷，當(dāng) C P U 響應(yīng)時(shí)，由硬件清“0 ” T F 0 ，T F 0 也可以由程序查詢或清“0 ”。TCON.4 TR0 定時(shí)器 T0 的運(yùn)行控制位。該位由軟件置位和清零。當(dāng)GATE（TMOD.3）=0，TR0=1 時(shí)就允許 T0 開始計(jì)數(shù)，TR1=0 時(shí)禁止 T0 計(jì)數(shù)。當(dāng) GATE（TMOD.3）=1，TR0=1 且 INT0 輸入高電平時(shí)，才允許 T 0 計(jì)數(shù)。TCON.3 IE1 外部中斷 1 中斷請(qǐng)求標(biāo)志位。當(dāng)主機(jī)響應(yīng)中斷轉(zhuǎn)向該中斷服務(wù)程序執(zhí)行時(shí)，由內(nèi)部硬件自動(dòng)將 IE1 位清 0。TCON.2 IT1 外部中斷 1 觸發(fā)方式控制位。 IT1=0 時(shí)，外部中斷 1 為低電平觸發(fā)方式，當(dāng) INT1（P3. 3 ）輸入低電平時(shí)，置位 I E 1 。采用低電平觸發(fā)方式時(shí)，外部中斷源（輸入到 I N T 1 ）必須保持低電平有效，直到該中斷被 CPU 響應(yīng)，同時(shí)在該中斷服務(wù)程序執(zhí)行完之前，外部中斷源必須被清除（P 3 . 3 要變高），否則將產(chǎn)生另一次中斷。當(dāng) I T 1 = 1 時(shí)，則外部中斷 1 （I N T 1 ）端口由“1 ”→“0 ”下降沿跳變，激活中斷請(qǐng)求標(biāo)志位 I E 1 ，向主機(jī)請(qǐng)求中斷處理。TCON.1 IE0 外部中斷 0 中斷請(qǐng)求標(biāo)志位。當(dāng)主機(jī)響應(yīng)中斷轉(zhuǎn)向該中斷服務(wù)程序執(zhí)行時(shí)，由內(nèi)部硬件自動(dòng)將 IE0 位清 0。TCON.0 IT0 外部中斷 0 觸發(fā)方式控制位。 IT0=0 時(shí)，外部中斷 0 為低電平觸發(fā)方式，當(dāng) INT0（P3.2 ）輸入低電平時(shí)，置位 I E 0 。采用低電平觸發(fā)方式時(shí)，外部中斷源（輸入到 I N T 0 ）必須保持低電平有效，直到車載云臺(tái)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)共 48 頁 第 7 頁 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊裝┊┊┊┊┊訂┊┊┊┊┊線┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊該中斷被 CPU 響應(yīng)，同時(shí)在該中斷服務(wù)程序執(zhí)行完之前，外部中斷源必須被清除（P 3 . 2 要變高），否則將產(chǎn)生另一次中斷。當(dāng) I T 0 = 1 時(shí)，則外部中斷 0 （I N T 0 ）端口由“1 ”→“0 ”下降沿跳變，激活中斷請(qǐng)求標(biāo)志位 I E 1 ，向主機(jī)請(qǐng)求中斷處理。圖2.2 模式0工作方式該13 位寄存器包含THn 全部8 個(gè)位及TLn 的低5 位。TLn 的高3 位不定，可將其忽略。置位運(yùn)行標(biāo)志（TRn）不能清零此寄存器。模式0 的操作對(duì)于定時(shí)器0 及定時(shí)器1 都是相同的。2 個(gè)不同的GATE 位（TMOD.7 和TMOD.3）分別分配給定時(shí)器1 及定時(shí)器0。2.模式1（如圖2.3）模式1 除了使用了THn 及TLn 全部16 位外，其他與模式0 完全相同。圖2.3 模式1工作方式3.模式2（如圖2.4）此模式下定時(shí)器/ 計(jì)數(shù)器0 和1 作為可自動(dòng)重裝載的8 位計(jì)數(shù)器（TLn），如下圖所示。TLn 的溢出不僅置位TFn，而且將THn 內(nèi)容重新裝入TLn，THn 內(nèi)容車載云臺(tái)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)共 48 頁 第 8 頁 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊裝┊┊┊┊┊訂┊┊┊┊┊線┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊由軟件預(yù)置，重裝時(shí)THn 內(nèi)容不變。模式2 的操作對(duì)于定時(shí)器0 及定時(shí)器1 是相同的。圖2.4 模式2工作方式4.模式3（如圖2.5）對(duì)定時(shí)器1 ，在模式3 時(shí)，定時(shí)器1 停止計(jì)數(shù)，效果與將TR1 設(shè)置為0 相同。對(duì)定時(shí)器0，此模式下定時(shí)器0 的TL0 及TH0 作為2 個(gè)獨(dú)立的8 位計(jì)數(shù)器。下圖為模式3 時(shí)的定時(shí)器0邏輯圖。TL0 占用定時(shí)器0 的控制位：C/T、GATE、TR0、INT0 及TF0。TH0 限定為定時(shí)器功能（計(jì)數(shù)器周期），占用定時(shí)器1 的TR1 及TF1。此時(shí)，TH0 控制定時(shí)器1 中斷。模式3 是為了增加一個(gè)附加的8 位定時(shí)器/ 計(jì)數(shù)器而提供的，使單片機(jī)具有三個(gè)定時(shí)器/ 計(jì)數(shù)器模式3 只適用于定時(shí)器/ 計(jì)數(shù)器0，定時(shí)器T1 處于模式3 時(shí)相當(dāng)于TR1=0，停止計(jì)數(shù)（此時(shí)T1 可用來作串行口波特率發(fā)生器），而T 0 可作為兩個(gè)定時(shí)器用。車載云臺(tái)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)共 48 頁 第 9 頁 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊裝┊┊┊┊┊訂┊┊┊┊┊線┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊圖2.5 模式3工作方式2.2.5 PCA/PWM 的介紹PCA 含有一個(gè)特殊的16 位定時(shí)器，有4 個(gè)16 位的捕獲/ 比較模塊與之相連（如圖2-6）。每個(gè)模塊可編程工作在4種模式下：上升/ 下降沿捕獲、軟件定時(shí)器、高速輸出或可調(diào)制脈沖輸出。模塊0 連接到P3.7（CEX0/PCA0/PWM0），模塊1 連接到P3.5（CEX1/PCA1/PWM1），模塊2 連接到P2.0（CEX2/PCA2/PWM2），模塊3 連接到P2.4（CEX3/PCA3/PWM3）。寄存器CH 和CL 的內(nèi)容是正在自由遞增計(jì)數(shù)的16 位PCA 定時(shí)器的值。PCA 定時(shí)器是4 個(gè)模塊的公共時(shí)間基準(zhǔn)，可通過編程工作在：1/12 振蕩頻率、1/2 振蕩頻率、定時(shí)器0 溢出或ECI 腳的輸入（P3.4）。定時(shí)器的計(jì)數(shù)源由CMOD SFR 的CPS1 和CPS0 位來確定（見CMOD特殊功能寄存器表2.7說明）。位 符號(hào) 描述7 CIDL 計(jì)數(shù)器陣列空閑控制：CIDL=0 時(shí)，空閑模式下 PCA 計(jì)數(shù)器繼續(xù)工作，CIDL=1 時(shí)，空閑模式下 PCA 計(jì)數(shù)器停止工作。6-3- 保留為將來使用2-1CPS1,CPS0 PCA 計(jì)數(shù)脈沖選擇（見下表）0 ECF PCA 計(jì)數(shù)溢出中斷使能：ECF=1 時(shí)，使能寄存器 CCON CF 為中斷，ECF=0 時(shí)，禁止該功能。表2.7 CMOD-PCA模式寄存器的位描述CMOD SFR 還有2 個(gè)位與PCA 相關(guān)。它們分別是：CIDL，空閑模式下允許停止PCA；ECF，置位時(shí)，使能PCA 中斷，當(dāng)PCA 定時(shí)器溢出將PCA 計(jì)數(shù)溢出標(biāo)志車載云臺(tái)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)共 48 頁 第 10 頁 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊裝┊┊┊┊┊訂┊┊┊┊┊線┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊CF（CCON SFR）置位。CCON SFR 包含PCA 的運(yùn)行控制位（CR）和PCA 定時(shí)器標(biāo)志（CF）以及各個(gè)模塊的標(biāo)志（CCF3/CCF2/CCF1/CCF0）。位 符號(hào) 描述7 CF PCA 計(jì)數(shù)器陣列溢出標(biāo)志，計(jì)數(shù)值翻轉(zhuǎn)時(shí)由硬件置位。如果 CMOD 寄存器的ECF 位置位，CF 位可用來產(chǎn)生中斷.CF 位可由硬件或軟件來置位，但只可通過軟件來清零。6 CR PCA 計(jì)數(shù)器陣列運(yùn)動(dòng)控制位，該位通過軟件置位，用來啟動(dòng) PCA 計(jì)數(shù)陳列計(jì)數(shù)，該位通過軟件清零，用來關(guān)閉 PCA 計(jì)數(shù)器。54 - 保留用于將來使用3 CCF3 PCA 模塊 3 中斷標(biāo)志。當(dāng)出現(xiàn)匹配或捕獲時(shí)該位由硬件置位，必須由軟件清零2 CCF2 PCA 模塊 2 中斷標(biāo)志。當(dāng)出現(xiàn)匹配或捕獲時(shí)該位由硬件置位，必須由軟件清零1 CCF1 PCA 模塊 1 中斷標(biāo)志。當(dāng)出現(xiàn)匹配或捕獲時(shí)該位由硬件置位，必須由軟件清零0 CCF0 PCA 模塊 0 中斷標(biāo)志。當(dāng)出現(xiàn)匹配或捕獲時(shí)該位由硬件置位，必須由軟件清零表 2.8 CCON-PCA 控制寄存器的位描述通過軟件置位 CR 位（CCON.6）來運(yùn)行 PCA。CR 位被清零時(shí) PCA 關(guān)閉。當(dāng) PCA 計(jì)數(shù)器溢出時(shí)，CF 位（CCON.7）置位, 如果 CMOD 寄存器的 ECF 位置位,就產(chǎn)生中斷。CF 位只可通過軟件清除。CCON 寄存器的位 0～3 是 PCA 各個(gè)模塊的標(biāo)志（位 0 對(duì)應(yīng)模塊 0，位 1 對(duì)應(yīng)模塊 1,位 2 對(duì)應(yīng)模塊 2,位 3 對(duì)應(yīng)模塊 3） ，當(dāng)發(fā)生匹配或比較時(shí)由硬件置位。這些標(biāo)志也只能通過軟件清除。所有模塊共用一個(gè)中斷向量。位 符號(hào) 描述7 - 保留位6 ECOMn 使能比較器，置 1 時(shí)使能比較器功能5 CAPPn 正捕獲。置 1 時(shí)使能上升沿捕獲4 CAPNn 負(fù)捕獲。置 1 時(shí)使能下降沿捕獲3 MATn 匹配。置 1 時(shí)，PCA 計(jì)數(shù)值與模塊比較/捕獲寄存器的值的匹配將置位CCON 寄存器的中斷標(biāo)志位 CCFn。2 TOGn 翻轉(zhuǎn)。當(dāng) TOGn＝1 時(shí)，工作在 PCA 高速輸出模式，PCA 計(jì)數(shù)器的值與模塊的比較/捕獲寄存器的值的匹配將使 CEXn 腳翻轉(zhuǎn)。(CEX0/P3.7,CEX1/P3.5,CEX2/P2.0,CEX3/P2.4)1 PWMn 脈寬調(diào)節(jié)模式。當(dāng) PWMn＝1 時(shí)，使能 CEXn 腳用作脈寬調(diào)節(jié)輸出。0 ECCFn 使能 CCFn 中斷。使能寄存器 CCON 的比較/ 捕獲標(biāo)志 CCFn，用來產(chǎn)生中斷。表 2.9：（CCAPMn-PCA 比較、捕獲模塊寄存器的位描述）車載云臺(tái)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)共 48 頁 第 11 頁 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊裝┊┊┊┊┊訂┊┊┊┊┊線┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊圖2.6 PCA定時(shí)/計(jì)數(shù)器PCA 的每個(gè)模塊都對(duì)應(yīng)一個(gè)特殊功能寄存器。它們分別是：模塊 0 對(duì)應(yīng)CCAPM0，模塊 1 對(duì)應(yīng) CCAPM1,模塊 2 對(duì)應(yīng) CCAPM2，模塊 3 對(duì)應(yīng) CCAPM3.特殊功能寄存器包含了相應(yīng)模塊的工作模式控制位。當(dāng)模塊發(fā)生匹配或比較時(shí)，ECCFn 位（CCAPMn.0，n ＝ 0，1，2,3 由工作的模塊決定）使能 CCONSFR 的 CCFn 標(biāo)志來產(chǎn)生中斷。PWM（CCAPMn.1）用來使能脈寬調(diào)制模式。當(dāng) PCA 計(jì)數(shù)值與模塊的捕獲/ 比較寄存器的值相匹配時(shí)，如果 TOG 位（CCAPMn.2）置位，模塊的CEXn 輸出將發(fā)生翻轉(zhuǎn)。當(dāng) PCA 計(jì)數(shù)值與模塊的捕獲/ 比較寄存器的值相匹配時(shí)，如果匹配位 MATn（CCAPMn.3）置位，CCON 寄存器的 CCFn 位將被置位。CAPNn（CCAPMn.4）和 CAPPn（CCAPMn.5）用來設(shè)置捕獲輸入的有效沿。CAPNn 位使能下降沿有效，CAPPn 位使能上升沿有效。如果兩位都置位，則兩種跳變沿都被使能，捕獲可在兩種跳變沿產(chǎn)生。通過置位 CCAPMn 寄存器的 ECOMn 位（CCAPMn.6）來使能比較器功能。每個(gè) PCA 模塊還對(duì)應(yīng)另外兩個(gè)寄存器，CCAPnH 和 CCAPnL。當(dāng)出現(xiàn)捕獲或比較時(shí)，它們用來保存 16 位的計(jì)數(shù)值。當(dāng) PCA 模塊用在 PWM 模式中時(shí)，它們用來控制輸出的占空比。詳見表 2.8、2.9。車載云臺(tái)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)共 48 頁 第 12 頁 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊裝┊┊┊┊┊訂┊┊┊┊┊線┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊·PCA 捕獲模式：要使一個(gè) PCA 模塊工作在捕獲模式，寄存器 CCAPMn 的兩位（CAPNn 和CAPPn）或其中任何一位必須置 1。對(duì)模塊的外部 CEXn 輸入的跳變進(jìn)行采樣（CEX0/P3.7CEX1/P3.5,CEX2/P2.0,CEX3/P2.4 口） 。當(dāng)采樣到有效跳變時(shí)，PCA 硬件就將 PCA 計(jì)數(shù)器陣列寄存器（CH 和 CL）的值裝載到模塊的捕獲寄存器中（CCAPnL 和 CCAPnH） 。如果 CCON SFR 的位 CCFn 和 CCAPMn SFR 的位 ECCFn 位被置位，將產(chǎn)生中斷。·16 位軟件定時(shí)器模式：通過置位 CCAPMn 寄存器的 ECOM 和 MAT 位，可使 PCA 模塊用作軟件定時(shí)器（下圖） 。PCA 定時(shí)器的值與模塊捕獲寄存器的值相比較，當(dāng)兩者相等時(shí)，如果位 CCFn（在 CCON SFR 中）和位 ECCFn（在 CCAPMn SFR 中）都置位，將產(chǎn)生中斷?！じ咚佥敵瞿Ｊ皆撃Ｊ街校?dāng)PCA 計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值與模塊捕獲寄存器的值相匹配時(shí)，PCA 模塊的CEXn 輸出將發(fā)生翻轉(zhuǎn)。要激活高速輸出模式，模塊CCAPMn SFR 的TOG,MAT 和ECOM 位必須都置位?！っ}寬調(diào)節(jié)模式(PWM)所有PCA 模塊都可用作PWM 輸出（如圖2.7）。輸出頻率取決于PCA 定時(shí)器的時(shí)鐘源。由于所有模塊共用僅有的PCA 定時(shí)器，所有它們的輸出頻率相同。各個(gè)模塊的輸出占空比是獨(dú)立變化的，與使用的捕獲寄存器｛EPCnL，CCAPnL｝有關(guān)。當(dāng) CL SFR 的值小于｛EPCnL，CCAPnL｝時(shí)，輸出為低，當(dāng)PCA CL SFR 的值等于或大于｛EPCnL，CCAPnL｝時(shí)，輸出為高。當(dāng)CL 的值由FF 變?yōu)?0 溢出時(shí)，｛EPCnH，CCAPnH｝的內(nèi)容裝載到｛EPCnL，CCAPnL｝中。這樣就可實(shí)現(xiàn)無干擾地更新PWM。車載云臺(tái)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)共 48 頁 第 13 頁 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊裝┊┊┊┊┊訂┊┊┊┊┊線┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊圖2.7 脈沖調(diào)節(jié)模式要使能PWM 模式，模塊CCAPMn 寄存器的PWMn 和ECOMn 位必須置位。PCA PWM mode / 可調(diào)制脈沖寬度輸出模式由于PWM 是8 位的，所以: PCA 時(shí)鐘輸入源可以從以下4 種中選擇一種：Fosc / 12， Fosc / 2，定時(shí)器0 的溢出， ECI / P3.4 輸入如果要實(shí)現(xiàn)可調(diào)頻率的PWM輸出,可選擇定時(shí)器0的溢出率或者ECI腳的輸入作為PCA/PWM的時(shí)鐘輸入源當(dāng)EPCnL = 0 及ECCAPnL = 00H 時(shí),PWM 固定輸出高當(dāng)EPCnL = 1 及CCAPnL = 0FFH 時(shí),PWM 固定輸出低第三章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)3.1 系統(tǒng)框圖及特點(diǎn)本設(shè)計(jì)主要有以下幾大模塊電路組成：?jiǎn)纹瑱C(jī)控制電路、串行口電路、電源車載云臺(tái)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)共 48 頁 第 14 頁 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊裝┊┊┊┊┊訂┊┊┊┊┊線┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊管理電路、RF 無線遙控接受控制電路、繼電器控制云臺(tái)電路以及轉(zhuǎn)速調(diào)制控制電路。系統(tǒng)框圖如圖 3.1 所示。移 動(dòng) 車 載 計(jì) 算 機(jī)R F 無 線 遙 控 器串 行 口 通訊 模 塊R F 無 線 接收 模 塊單 片 機(jī) 控 制 電 路 調(diào) 速 模 塊繼電器模塊車 載 云 臺(tái)穩(wěn) 壓 模 塊圖 3.1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)框圖3.2 模塊電路設(shè)計(jì)的介紹3.2.1 單片機(jī)控制電路此模塊電路設(shè)計(jì)選用 STC12C5410 單片機(jī)芯片，此單片機(jī)為 8 為單片機(jī)，28個(gè)引腳 DIP 封裝，接入 11.0592MHz 外部時(shí)鐘，電路圖如下圖 3.2 所示：車載云臺(tái)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)共 48 頁 第 15 頁 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊裝┊┊┊┊┊訂┊┊┊┊┊線┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊圖 3.2 單片機(jī)控制電路本次設(shè)計(jì)所涉及到的接口：P3.0、P3.1 分別接到串行口的輸出和輸入； 6、7管腳接至外部時(shí)鐘；P2 口低四位接有無線接收到的解碼數(shù)據(jù)；P1 口低四位接到繼電器控制云臺(tái)的旋轉(zhuǎn)；P3.7 輸出脈沖寬度調(diào)制信號(hào)，繼而控制云臺(tái)的轉(zhuǎn)速；就像就像上節(jié)所介紹此單片機(jī)內(nèi)集成 MAX810 復(fù)位電路，所以就省去了外部電路的設(shè)計(jì)。3.2.2 串行口通信電路模塊串行通訊是 CPU 與外界交換信息的一種基本通信方式。單片機(jī)運(yùn)用于數(shù)據(jù)采集或工業(yè)控制時(shí)，往往作為前端機(jī)安裝在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)，遠(yuǎn)離主機(jī)，現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)必須采用串行通信方式發(fā)往主機(jī)進(jìn)行處理，以降低通信成本，提高通信可靠性。設(shè)計(jì)電路如下圖 3.3 所示：車載云臺(tái)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)共 48 頁 第 16 頁 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊裝┊┊┊┊┊訂┊┊┊┊┊線┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊圖 3.3 串行口通信電路1、串行通訊有兩種通信方式·并行通信——所傳數(shù)據(jù)的各位同時(shí)發(fā)送或接受·串行通信——所傳數(shù)據(jù)的各位按順序一位一位的發(fā)送或接受并行通信方式，通信速度快，但傳輸線多，價(jià)格較貴，適合近距離傳輸，而串行通訊僅需要一兩根傳輸線即可，故在長(zhǎng)距離傳輸時(shí)，比較經(jīng)濟(jì)。但由于每次只能傳一位，所以傳送速度較慢。以下圖 3.4（a） （b）分別為計(jì)算機(jī)與外設(shè)或計(jì)算機(jī)與計(jì)算機(jī)的并行通信即串行通信的連接方法。圖 3.4 并行與串行通信連接方法由于此次設(shè)計(jì)所要用到傳輸線的距離遙遠(yuǎn)（5-6 米） ，所以選用串行通信方式。2、串行通信分為兩種方式——同步和異步·異步通信——一幀的數(shù)據(jù)先用一個(gè)起始位“0”表示字符的開始，然后是5-8 位數(shù)據(jù)即該字符的代碼，規(guī)定低位在前，高位在后，接下來是奇偶校驗(yàn)位（可省去）最后一位停止位“1”表示字符的結(jié)束。由于異步通信每車載云臺(tái)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)共 48 頁 第 17 頁 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊裝┊┊┊┊┊訂┊┊┊┊┊線┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊傳送一幀有固定的格式，通信雙方只需按約定的格式來發(fā)送和接收數(shù)據(jù)，所以硬件結(jié)構(gòu)比同步通信簡(jiǎn)單，此外它還能用校驗(yàn)位檢查錯(cuò)誤。·同步通信——發(fā)送的數(shù)據(jù)或字符開始處就用同步字符（常約定一至兩個(gè)字節(jié)）指示一幀的開始，由時(shí)鐘來實(shí)現(xiàn)發(fā)送端和接受端的同步，接收方一旦檢測(cè)到與規(guī)定的同步字符符合，就連續(xù)的傳送若干個(gè)數(shù)據(jù)。由于同步通信去掉了字符開始和結(jié)束的標(biāo)志，一幀可以傳送若干個(gè)數(shù)據(jù)，所以速度高于異步通信，但這種方式對(duì)硬件結(jié)構(gòu)要求較高。3、串行口通信的任務(wù)在串行傳輸中，通信的雙方都要按通信協(xié)議進(jìn)行，所謂通信協(xié)議就是通信雙方所要共同遵循的一種約定，約定包括數(shù)據(jù)的格式、同步的方式、傳送的步驟、檢糾錯(cuò)的方式和控制字符的定義等。串口接口的任務(wù)是：·實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)格式化因?yàn)闉?CPU 發(fā)出的數(shù)據(jù)是并行數(shù)據(jù)，接口電路應(yīng)實(shí)現(xiàn)不同串行方式下的數(shù)據(jù)格式化任務(wù)，如自動(dòng)生成起始方式的幀數(shù)據(jù)格式（異步方式）或在待傳輸?shù)臄?shù)據(jù)塊前加同步字符等。·進(jìn)行串并轉(zhuǎn)換在發(fā)送端，接口將 CPU 送來的并行信號(hào)轉(zhuǎn)化成串行數(shù)據(jù)進(jìn)行傳輸；而在接受端，接口要將接受到的串行數(shù)據(jù)變成并行數(shù)據(jù)送往 CPU，由 CPU 進(jìn)行處理?！た刂茢?shù)據(jù)的傳輸速率接口應(yīng)具備對(duì)數(shù)據(jù)傳輸速率——波特率的控制選擇能力?！みM(jìn)行傳送錯(cuò)誤檢測(cè)在發(fā)送時(shí)接口對(duì)傳送的數(shù)據(jù)自動(dòng)生成奇偶校驗(yàn)位或校驗(yàn)碼，在接受時(shí)，接口檢查校驗(yàn)位或校驗(yàn)碼，以確定傳輸中是否有誤碼。4、關(guān)于 RS-232CRS-232C 接口其實(shí)是一種串行通信標(biāo)準(zhǔn)，是由美國 EIA（電子工業(yè)聯(lián)合會(huì)）和 BELL 公司一起研發(fā)的通信協(xié)議，他對(duì)信號(hào)線的功能、電氣特性、連接器等都有明確的規(guī)定。由于 RS-232C 早期不是專為計(jì)算機(jī)通信設(shè)計(jì)的，因此有 25 針連接器和 9 連接器，近期計(jì)算機(jī)都是采用 9 針連接器。如圖 3.5 所示。RS-232C 連接在數(shù)據(jù)終端和 MODEM 之間，除通過它傳輸數(shù)據(jù)外，還對(duì)雙方互傳起著協(xié)調(diào)作用，這就是握手信號(hào)。·基本數(shù)據(jù)傳輸引腳TXD(Transmitted Data)數(shù)據(jù)發(fā)送引腳，串行數(shù)據(jù)從該引腳發(fā)出。車載云臺(tái)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)共 48 頁 第 18 頁 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊裝┊┊┊┊┊訂┊┊┊┊┊線┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊RXD(Received data)數(shù)據(jù)接收引腳，串行數(shù)據(jù)從該引腳接收。GND(Groud)信號(hào)地線在串行通信中最簡(jiǎn)單的通信只需這三根。圖 3.5 RS-232C 串行接口插座信號(hào)·握手信號(hào)RTS(Request to sent)微機(jī)向 MODEM 的準(zhǔn)備發(fā)送信號(hào)，以控制 MODEM 進(jìn)入發(fā)送狀態(tài)。CTS(Clear to sent)MODEM 發(fā)向微機(jī)的 RTS 向應(yīng)信號(hào)，表示 MODEM 進(jìn)入可發(fā)送狀態(tài)。DCD(Data carrier detection)數(shù)據(jù)載體檢出。DSR(Data set ready)數(shù)傳及就緒。DTR(Data set ready)數(shù)據(jù)終端就緒?！る娖魈匦訰S-232C 采用的是 EIA 電平其規(guī)定如下：ⅰ在 TXD 和 RXD 數(shù)據(jù)線:，邏輯 1， （MARK）=-3～-15V；邏輯 0， （SPACE）=+3～+15V.ⅱ在 RTS、CTS、DCD、DSR、DTR 等控制線上：信號(hào)有效（接通、ON 狀態(tài)、正電壓）=+3～+15V；信號(hào)無效（斷開、OFF 狀態(tài)、負(fù)電壓）=-3～-15V。本設(shè)計(jì)選用串口半雙工異步通訊，選用 T1 做波特率發(fā)生器，在模式 2 下重車載云臺(tái)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)共 48 頁 第 19 頁 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊裝┊┊┊┊┊訂┊┊┊┊┊線┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊裝載 8 位計(jì)數(shù)器，波特率為 9600 波特，時(shí)鐘 11.0592MHz 從內(nèi)部時(shí)鐘口輸入，根據(jù)下面公式可計(jì)算定時(shí)器初值： (132(56)122561093oscscTfxxBaudFD??????的 溢 出 率 ）波 特 率 初 值3、MAX232 及 RS232 的介紹MAX232 芯 片 是 美 信 公 司 專 門 為 電 腦 的 RS-232 標(biāo) 準(zhǔn) 串 口 設(shè) 計(jì) 的 接 口 電路 ,使 用 +5v 單 電 源 供 電 。內(nèi) 部 結(jié) 構(gòu) 基 本 可 分 三 個(gè) 部 分 ：·第 一 部 分 是 電 荷 泵 電 路 。 由 1、 2、 3、 4、 5、 6 腳 和 4 只 電 容 構(gòu) 成 。功 能 是 產(chǎn) 生 +12v 和 -12v 兩 個(gè) 電 源 ， 提 供 給 RS-232 串 口 電 平 的 需 要 ?！さ?二 部 分 是 數(shù) 據(jù) 轉(zhuǎn) 換 通 道 。 由 7、 8、 9、 10、 11、 12、 13、 14 腳 構(gòu)成 兩 個(gè) 數(shù) 據(jù) 通 道 。 其 中 13 腳 （ R1IN） 、 12 腳 （ R1OUT） 、 11 腳 （ T1IN） 、14 腳 （ T1OUT） 為 第 一 數(shù) 據(jù) 通 道 。 8 腳 （ R2IN） 、 9 腳 （ R2OUT） 、 10腳 （ T2IN） 、 7 腳 （ T2OUT） 為 第 二 數(shù) 據(jù) 通 道 。 TTL/CMOS 數(shù) 據(jù) 從T1IN、 T2IN 輸 入 轉(zhuǎn) 換 成 RS-232 數(shù) 據(jù) 從 T1OUT、 T2OUT 送 到 電 腦 DP9插 頭 ； DP9 插 頭 的 RS-232 數(shù) 據(jù) 從 R1IN、 R2IN 輸 入 轉(zhuǎn) 換 成 TTL/CMOS數(shù) 據(jù) 后 從 R1OUT、 R2OUT 輸 出 ?！さ?三 部 分 是 供 電 。 15 腳 DNG、 16 腳 VCC（ +5v） 。詳 見 下 圖 3.6 所 示 ：圖 3.6 MAX232 的管腳結(jié)構(gòu)信息圖車載云臺(tái)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)共 48 頁 第 20 頁 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊裝┊┊┊┊┊訂┊┊┊┊┊線┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊2.2.3 RF 無線接收解碼電路此設(shè)計(jì)本著簡(jiǎn)單而不是功能的原則，選用了成品接收模塊和以 PT2272 芯片為解碼電路，遙控器選用對(duì)應(yīng)的產(chǎn)品，這樣節(jié)省了電路板的面積和成本，無形中使最終的產(chǎn)品達(dá)到物美價(jià)廉的水平。下圖 3.7 為 RF 無線接收電路圖圖 3.7 RF 接收電路下面將對(duì)電路主要解碼芯片 PT2272 及相應(yīng)編碼芯片 PT2262 做以詳細(xì)介紹：PT2262/PT2272 是臺(tái)灣普城公司生產(chǎn)的一種 CMOS 工藝制造的低功耗低價(jià)位通用編解碼電路，PT2262/PT2272 最多可有 12 位(A0-A11)三態(tài)地址端管腳(懸空,接高電平,接低電平),任意組合可提供 531441 地址碼,PT2262 最多可有 6 位(D0-D5)數(shù)據(jù)端管腳,設(shè)定的地址碼和數(shù)據(jù)碼從 17 腳串行輸出，可用于無線遙控發(fā)射電路。編碼芯片 PT2262 發(fā)出的編碼信號(hào)由：地址碼、數(shù)據(jù)碼、同步碼組成一個(gè)完整的碼字，解碼芯片 PT2272 接收到信號(hào)后，其地址碼經(jīng)過兩次比較核對(duì)后，VT腳才輸出高電平，與此同時(shí)相應(yīng)的數(shù)據(jù)腳也輸出高電平，如果發(fā)送端一直按住按鍵，編碼芯片也會(huì)連續(xù)發(fā)射。當(dāng)發(fā)射機(jī)沒有按鍵按下時(shí)，PT2262 不接通電源，其17 腳為低電平，所以 315MHz 的高頻發(fā)射電路不工作，當(dāng)有按鍵按下時(shí)，PT2262得電工作，其第 17 腳輸出經(jīng)調(diào)制的串行數(shù)據(jù)信號(hào)，當(dāng) 17 腳為高電平期間 315MHz的高頻發(fā)射電路起振并發(fā)射等幅高頻信號(hào)，當(dāng) 17 腳為低平期間 315MHz 的高頻發(fā)射電路停止振蕩，所以高頻發(fā)射電路完全收控于 PT2262 的 17 腳輸出的數(shù)字信號(hào)，從而對(duì)高頻電路完成幅度鍵控（ASK 調(diào)制）相當(dāng)于調(diào)制度為 100％的調(diào)幅。1、PT2262/PT2272 特點(diǎn)·CMOS 工藝制造，低功耗車載云臺(tái)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)共 48 頁 第 21 頁 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊裝┊┊┊┊┊訂┊┊┊┊┊線┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊·外部元器件少·RC 振蕩電阻·工作電壓范圍寬：2.6-15v·數(shù)據(jù)最多可達(dá) 6 位·地址碼最多可達(dá) 531441 種2、PT2262/PT2272 應(yīng)用范圍：·車輛防盜系統(tǒng)；·家庭防盜系統(tǒng)；·遙 控 玩 具；·其他電器遙控。3、PT2262 管腳圖及說明（表 3.1 和圖 3.8）圖 3.8 PT2262 管腳圖和外形圖名稱 管腳 說 明A0-A111-8、10-13地址管腳,用于進(jìn)行地址編碼,可置為“0”,“1”,“f”(懸空),D0-D5 7-8、10-13 數(shù)據(jù)輸入端，有一個(gè)為“1”即有編碼發(fā)出，內(nèi)部下拉Vcc 18 電源正端（＋）Vss 9 電源負(fù)端（－）TE 14 編碼啟動(dòng)端，用于多數(shù)據(jù)的編碼發(fā)射，低電平有效；OSC1 16 振蕩電阻輸入端，與 OSC2 所接電阻決定振蕩頻率；OSC2 15 振蕩電阻振蕩器輸出端；Dout 17 編碼輸出端（正常時(shí)為低電平）表 3.1 管腳說明車載云臺(tái)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)共 48 頁 第 22 頁 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊裝┊┊┊┊┊訂┊┊┊┊┊線┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊在具體的應(yīng)用中，外接振蕩電阻可根據(jù)需要進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)，阻值越大振蕩頻率越慢，編碼的寬度越大，發(fā)碼一幀的時(shí)間越長(zhǎng). 一般用2262/1.2M/2272/200K 組合的，少量產(chǎn)品用 2262/4.7M/2272/820K。編碼電路 PT2262 應(yīng)用電路如圖 3.9圖 3.9 數(shù)據(jù)發(fā)射應(yīng)用4、PT2272 管 腳 圖及說明（表 3.2 和圖 3.10）圖 3.10 PT2272 管腳圖和外形圖車載云臺(tái)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)共 48 頁 第 23 頁 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊裝┊┊┊┊┊訂┊┊┊┊┊線┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊名稱 管腳 說 明A0-A111-8、10-13地址管腳,用于進(jìn)行地址編碼,可置為“0”,“1”,“f”(懸空),必須與 2262 一致,否則不解碼D0-D57-8、10-13地址或數(shù)據(jù)管腳,當(dāng)做為數(shù)據(jù)管腳時(shí),只有在地址碼與 2262 一致,數(shù)據(jù)管腳才能輸出與 2262 數(shù)據(jù)端對(duì)應(yīng)的高電平,否則輸出為低電平,鎖存型只有在接收到下一數(shù)據(jù)才能轉(zhuǎn)換Vcc 18 電源正端（＋）Vss 9 電源負(fù)端（－）DIN 14 數(shù)據(jù)信號(hào)輸入端，來自接收模塊輸出端OSC1 16 振蕩電阻輸入端，與 OSC2 所接電阻決定振蕩頻率；OSC2 15 振蕩電阻振蕩器輸出端；VT 17 解碼有效確認(rèn) 輸出端（常低）解碼有效變成高電平（瞬態(tài)）表 3.2 管腳說明PT2272 解碼芯片有不同的后綴，表示不同的功能，有 L4/M4/L6/M6 之分，其中 L 表示鎖存輸出，數(shù)據(jù)只要成功接收就能一直保持對(duì)應(yīng)的電平狀態(tài)，直到下次遙控?cái)?shù)據(jù)發(fā)生變化時(shí)改變。M 表示非鎖存輸出，數(shù)據(jù)腳輸出的電平是瞬時(shí)的而且和發(fā)射端是否發(fā)射相對(duì)應(yīng)，可以用于類似點(diǎn)動(dòng)的控制
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