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科技创新实验室
柳州运输职业技术学院
摘 要
本系统采用凌阳公司的SPCE061A十六位单片机作为主控单元，步进电机作为运动驱动电路，1X8键盘系统的输入,通过数码管输出系统信息。本系统的工作过程首先在数码管显示操作的提示信息，通过键盘选择功能键和数字键输入单片机，系统发出信号到电机控制器控制步进电动机的动作，同时奏国歌,通过滑轮的传动完成升旗和降旗。升降旗过程中能实时显示国旗的高度和时间，且升降旗的速度可调，国旗能在指定位置自动停止。
关键词：SPCE061A 电机控制 ISD4004
Abstract
This system uses the company Sunplus SPCE061A 16 SCM as a main control unit, the stepper motor sport as a driver circuit, 1 X8 keyboard input system, to work through the system of digital information. The system of the first working process in the digital display of the operation of a message through the choice of keyboard function keys and number keys enter SCM, the system sent a signal to the motor controller stepper motor control of the action, Cou national anthem at the same time, through the drive pulley Flag-raising and completion of Xiangqi. Flag movements in real time and displayed the national flag high, and adjustable rate movements flag,the national flag will automatically stop at designated locations.
Key words: SPCE061A motor control ISD4004
1 方案比较及设计论证
根据题目的基本要求，系统主要由5个模块构成：主控单元、电机驱动模块和键盘输入与显示模块、语音模块。
1.1、主控单元的比较与论证
方案一：采用MCS-51系列单片机。经典的MCS-51单片机功能和速度有限,而高档的MCS-51系衍生产品价格昂贵、冗余资源较多、使用范围较窄。
方案二：采用凌阳公司推出的SPCE061A单片机及其开发板--61板作为控制模块。SPCE061A的CPU时钟为0.32MHz～49.152MHz，速度可以满足电机控制对实时性的要求；内置2K Words 的SRAM，为浮点运算提供了足够的数据存储器空间；具有7个触键唤醒中段和2个外部中断，可以满足本系统中键盘对外部中断的要求；外部可接ISD4004扩展，能播放较长时间的语音。SPCE061A可以通过在线调试器Probe和EZ_Probe实现在线程序下载和调试，极大地提高了开发效率。此外使用凌阳公司提供的音频函数库和SPCE061A丰富的时基中断可以方便地实现功能扩展。具有保密能力及WatchDog功能。
鉴于SPCE061A的以上优点，采用方案二。
1.2、电机的比较与论证
方案一：采用带旋转编码器控制直流电机，电机运转平稳，精度可以得到保证。但其驱动电路复杂，在短时间内难与实现。
方案二：采用步进电机。步进电机是一种脉冲控制电机，它是一种能将脉冲信号转换为角位移的数模转换器，可广泛用于无需反馈控制但要求有精确位置的场合。
所以，综合考虑控制要求、成本等多方面的因素，我们选用方案二。
1.3、电动机驱动模块的比较与论证
根据题目的要求，选用两相步进电动机，步进电动机是纯粹的数字控制电动机，有很好的控制精度。易于起停、正反转及变速。电动机的驱动方法我们比较了以下两种方案：
方案一：使用单电压驱动，电动机绕组在工作时，只采用一个电压电源对绕组供电。该方案的优点是电路结构简单。但限流电阻太大会使绕组供电电流减小，使电机的高频性能下降。若在电阻两端并联电容，可以改善高频特性，但又使低频特性变差。