单片机控制三面翻广告设计

单片机控制三面翻广告设计 毕业论文 论文题目:单片机控制三面翻设计 专业:应用电子专业学生 班级:08电三 学生姓名:任芙祯 校内指导教师:高志伟老师 周口科技职业技术学院 电子 工程 路基工程安全技术交底工程项目施工成本控制工程量增项单年度零星工程技术标正投影法基本原理 系 摘要 三面翻广告牌最早诞生于20世纪80年代，当时其价格极为昂贵且技术尚不成 熟,难以适应市场。随着技术的发展,三面翻广告牌以其稳定的性能和适宜价格很 快被国 三面翻广告牌; 单片机AT89S51; ISD2560语音芯片; 光电开 关 目录 单片机控制三面翻系统的机械本体和控制电路 第一章 三面翻广告屏的简介 1.1 三面翻广告屏的发展…………………… 1.2 三面翻广告屏的安装……………………. 1.3 三面翻广告屏的优势……………………. 1.4 三面翻广告屏的维护保养………………. 第二章 三面翻广告屏的控制传动部分 2.1概述……………………………………… 2.2步进电机的基础知识及其选用………… 2.2.1步进电机的特点…………………………… 2.2.2本设计所选步进电机的型号及参数……… 2.2.3步进电机控制系统的典型构成…………… 2.2.4步进电机的控制电路……………………….. 2.2.4步进电机的直流供电电源的确定………… 2.3 单片机的选用型号及其特点……………….. 第三章 三面翻展示屏的传动齿轮设计 3.1概述 3.1.1齿轮传动优点及材料 3.1.2齿轮传动分类 3.1.3齿轮传动基本要求 3.2该展示屏的齿轮传动设计 3.2.1齿轮曲面的形成 3.2.2锥齿轮大端背当量齿轮及当量齿数 3.2.3直齿锥齿轮传动的运动设计 3.2.4直齿锥齿轮的传动条件 3.2.5直齿锥齿轮的几何尺寸计算 第四章 三面翻展示屏的传动轴设计 4.1 概述 4.1.1对主轴部分的基本要求 4.1.2主轴组件的布局 4.1.3传动件的合理布置 4.2传动轴和支承的设计 第五章 联轴器的基本知识 5.1联轴器的作用 5.2联轴器的类型及特点 第六章 结束语 第一章 单片机控制三面翻系统的机械本体和控制电路 三面翻广告牌的翻转模式很多，本系统采用左渐进翻转模式,其机械本体如图1所示,包括拨杆、三角形栅极和皮带传送机构,其特征是在栅极的一端设置槽轮,槽轮的槽口间距为120度,带轮上设置两个拨杆,拨杆随轮移动,可依次进入所诉槽轮的槽口,并拨动槽轮转动120度后离开槽口,槽轮转动带动栅条逐个换面,形成波浪式动感。另外，栅条与框架的连接，一端采用弹性顶紧机构，手动即可压缩弹簧， 让栅条与框架分离，还可在框架上设置弹性球，让槽轮定位。 针对上述机械结构，提出具体的控制 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 ，控制系统是三面翻广告牌中重要的一环，其好坏直接影响到整个系统的性能。本系统的控制框图如图2所示，主要包括以下几部分:利用单片机控制电机的启动、停止和正反转;通过语音芯片为三面翻广告牌的不同的画面配送不同的音乐，实现画面翻转与语音播放的精确的配合;选择合适的传感器，通过单片机TO端口来接收传感器送来的脉冲信号，并采用计数中断方式实现对电机工作状态和顺序放音的控制。 第二章 硬件设计 本系统的硬件设计主要包括电机的驱动控制电路、ISD2560语音芯片的录放电 路和传感器信号处理电路。 2.1 概述 该三面翻的控制传动部分是由步进电机和AT89S51单片机组成的,由单片机控制步进电机提供原动力,使步进电机转动输出动力,从而带动主传动轴转动,由齿轮转向,将动力提供给展示屏,进而画面反转。 电机的驱动控制电路如图3所示，单片机P00和P01端口经光电耦合器和三极管组成的驱动电路控制两个直流继电器,从而实现对一个220V 交流 第4课唐朝的中外文化交流教案班主任工作中的交流培训班交流发言材料交流低压配电柜检验标准小王子读书交流分享介绍 电机的正反 ，P01=I时，继电器K1常开触点闭合，电机正转;当P00=I,P01=0 控制。当P00=-0 时，继电器K2常开触点闭合，电机反转。本次设计选择的继电器型号是MY2NJ,它的工作电压是12V直流电压，能用较小的电流去控制较大的电流，在电路中起着自动调节、安全保护、转换电路等作用。 2(2 ISD2560语音芯片的录放电路 语音芯片选用美国ISD公司的2560芯片，其录音时间为60s，有1024个地址空间，具体分配如下:地址0—599作为分段录音用(每10个地址存储1s的录音，共存60s的录音时间)，地址600,767未使用，地址768,1023为工作模式选择。 ISD2560与单片机AT89S51的接口电路以及外围电路如图4所示。单片机的P2口、P04和P05分别与ISD2560的A0,A9相连，用以设置语音段的起始地址。P06、P07、P30、P31接ISD2560的PD、/CE、P/R和/EOM端口，实现控制录音状态。 P10连接一个录音按键，供录音时使用。进行一段录音时，首先按下录音键，单片机通过端口线设置该语音段的起始地址，再设PD端、P/R端和、\CE端为低电平来启动录音，在录音时按键一直闭合;结束时，松开录音键，/CE端回到高电平，即完成一段语音的录制，同样的方法可录制第二段、第三段。录音的内容都被保存在E2PROM中，本设计中语音字段比较少，可根据每一段的内容多少，直接分配地址单元。一般来说，每秒钟说2,3个字，根据总字数计算所需录音时间， 再根据ISD2560地址分辨率为100ms，即可计算出各语音段所需的地址单元数。 需要放音时，首先找到相应的语音段起始地址，再设P/R端为高电平，PD端为地电平，并让/CE端产生一负脉冲即可启动放音。此时只需要等待ISD2560的，EOM端产生信息结束信号，该信号为一负脉冲，在负脉冲的上升沿，该段语音才播放结束，所以单片机必须要检测到/EOM的上升沿才能进行下一段播放，否则播放的语音就不连续，而且会产生啪啪声，这一点在软件设计时一定要注意。 2(3传感器的电路设计 传感器选用槽型的光电开关，所谓槽型光电开关，就是把一个光发射器和一个接收器面对面地装在一个槽的两侧，发光器能发出红外光或可见光，在无阻情况下光接收器能收到光，但当被检测物体从槽中通过时，光被遮挡，光电开关便动作，输出一个开关控制信号，切断或接通负载电流，从而完成一次控制动作。 图5传感器信号处理电路 安装时制作一个遮光叶片放在电机的转轴上，当传感器经过叶片时，产生电脉冲信号，经过如图5所示的信号处理电路输入单片机的TO口，单片机对脉冲的个数进行计数，当达到某一计数值时，使电机停止转动，等待ISD2560的/EOM产生信息结束信号，此后根据电机的正反转状态继续配送第 二段音乐，依次循环进行。 第三章 软件设计 模块化设计，可分为主程序模块和子程序模 本次程序的编译采用C语言编程、 块。子程序主要包括键盘子程序，录音子程序和计数器0中断服务子程序等。 主程序实现的主要功能是:通过三个按键“停止”、“正转”、“反转”实现对广告牌画面翻转的控制，依次转过三个画面即完成一次播放，同时利用ISD2560语音芯片录音三段，时间各为20s，并与电机的旋转相配合，为每个画面同步配送一段音乐。主程序流程图如图6所示。 图6主程序流程图 录音子程序是通过ISD2560实现三段语音录音，时间各为20s，并将其地址存贮在地址单元中，供放音时提取，流程图如图7所示。 图7 计数器0中断服务程序主要是通过对光电开关送来的脉冲进行计数，根据计数值和电机的正反转顺序来顺次播放音乐，其流程图8所示。 第四章 三面翻的组成、工作原理、安装流程 一、三面翻控制系统的组成 感应器和驱动马达三大部分。常用的控制器 三面翻控制系统主要包括控制器、 有IC集成电路板和可编程序逻辑控制器两种，感应器一般选用金属接近开关，而驱动马达则选用单相减速马达，马达功率不应小于90W。 二、工作原理 由控制器接收感应器信号以控制三面翻起停或者判断三面翻是否执行纠错，输出信号给马达，马达驱动传动轴从而转到三面翻。三面翻控制的要点有:1.夜晚停机能够有选择的停留在某个画面上2.每个画面停留时间能够单独调解3.多轴传动时如因信号干扰而翻乱画面，能在第一时间自动快速纠错。4.能够方便的改变三面翻翻动模式，如由波浪式转换为开幕式。5.接线简单，操作方便。满足了以上控制要点后，三面翻的控制系统才算完善，三面翻控制器才能够得以胜任。 三 三面翻安装制作流程 一、基础支架: 广告牌由于自身重量较大，所以需要安装在非常牢固的金属支架或直接固定在建筑物的壁面上。三面翻基础支架由购方自行安装制作，并需要经过严格的广告牌基础抗压和三面翻支架抗风强度测算，使之达到广告牌金属支架和三面翻广告牌自重对承重支架抗压的基本要求，达到当地最大风力的抗风要求。如果三面翻广告牌是安装在金属支架上，则应 把三面翻广告牌支架的背面用铁板全部封闭和固定，以免后部因穿透光线而影响画面的展示效果。 对三面翻基础支架制作精度要求: 1、三面翻横梁要求水平，立柱要求竖直; 2、在三面翻广告牌长度方向要求不平直误差小于10mm，而三面翻广告牌高度位置要求上下横梁不平行度小于20mm。 基础支架制作对强度的要求: 下横梁是支撑三面翻广告牌重量的主要承重部分，要求三面翻广告牌所连接的每一个接点在安装后，不超过2mm的弹性变形; 特别提醒:三面翻广告牌基础支架的设计、制作都应找具有相关三面翻工程安装资质的专业技术团队设计、制作，否则很可能会在使用中因基础支架设计、安装上的误差造成事故和损失。 二、三面翻广告牌安装步骤 根据不同的尺寸，应先装三面翻广告牌的上、下外框(要求外框内角为90度)将其固定在支架上，再将左、右外框与上、下框密封固定，最后再安装三面翻广告牌内的三棱柱画面. 重庆蜀都三面翻是由特制的铝型材料及三棱柱组合而成，三面翻的内部系统采用微电脑控制，通过三面翻内的电 机驱动凸轮和连轴产生运动，使各三棱柱按照预先设置好的方式进行不同形式、顺序的翻转，定格后分别组成三幅画面。 一、三面翻的翻动方式--[九种翻动方式，一机合成] 1.开幕式，2.闭幕式，3.左渐进，4.右渐进，5.同步式， 7.右波浪，8.左分段，9.右分段; 6.左波浪， 二、三面翻的优点——[传统三面翻的质量问题和解决方案] 重庆蜀都三面翻与传统三面翻的区别 重庆蜀都三面翻与传统三面翻的区别 三面翻广告牌由很多元件组成，但三面翻广告牌中最核心的部件只有两个:梅花和拨轮。这些部件由于长时间的转动，因而时常老化磨损，时间再长一点三面翻中就会出现间隙，并使其中的铝合金三梭柱错位。这些给三面翻广告牌带来最直接的影响就是:画面外观不平整，甚至发生页片的碰撞、卡死现象。而三面翻广告牌一旦出现故障需要更换零部件时，必须将几乎所有的零部件全部拆下，重新装配，这对用户的后期服务承诺也造成了影响。 1.重庆蜀都三面翻传动部件的材料 ?主要传动部件:拨轮采用铜铝合金压铸成型工艺，完全解决了塑料部件老化的问题，保证了三面翻广告牌的正常使用，同时也侧底解决了三面翻更换部件困难的问题。 ?重庆蜀都三面翻虽然采用的也是尼龙拨轮，但其可以轻松取出，使零件更换时更加轻松方便。 2.传统三面翻的铝合金三棱柱容易弯曲:其画面的平整度低，叶片经常碰撞容易造成三面翻机的损坏 三面翻的三棱柱在弯曲后非常容易引起画面相互碰撞、导致机器损坏这是三面翻的最大难题。 重庆蜀都三面翻广告牌的每个零部件在出厂前都会经过严格的检验。重庆蜀都开发出了三棱柱“电子验直机”，这是国内三面翻同行业中目前唯一的高精度三棱柱验直设备，通过这道检验程序，充分保证了三棱柱的平直，以及安装后整个三面翻广告牌的高质量运转。 3.解决传动轴断裂或扭曲问题 传统三面翻广告牌经常出现传动轴断裂、扭曲现象。因为通常情况下，传动轴都需要驱动六米左右、几十个拨轮的画面，在受到阻力时，由于传动轴的直径过小因而很容易扭曲变形。 重庆蜀都三面翻广告牌将传动轴直径进行了加粗、使传动轴扭力比传统三面翻机增加了一倍以上。 4.重庆蜀都三面翻的控制电路简单，易于维护 传统三面翻电路过于复杂:所有电机电线、探头电线都要通过“总电机”。一台普通三面翻机少的10几条线路，多者几十条，出现问题很难进行故障排查。如果不是专业人员根 本无法检查，而电路也容易因干电路出现混乱而使三棱柱转动时相互碰撞或造成画面传动次序错乱。 重庆蜀都三面翻经过上千例的实践和改进，集电脑芯片与传统电子于一身，设计出高度集成化的“全能型智能控制器”，和大功率分级传动探头，不管三面翻机的规格多大，只需要三条电线就能控制所有程序，并确保三面翻广告牌“绝对”不会出现转动顺序倒置的情况。控制器的操作简单，无需任何技术即可维护，更换元件也只需要1分钟。 三面翻广告牌是由一组并排定位的三棱柱组合构成，通过三面翻机器可进行三面翻动。结构内的三棱柱由特制铝型材加工而成，在电机驱动时所有的三棱柱围绕其自身的中心轴旋转，利用三棱柱的三个侧面可组成三幅不同的画面。而三面翻的三副画面可通过轴承旋转速度和先后不同，形成不同的成画效果。 三面翻广告牌具有同一面积可三倍表现的空间和视觉动感的优势。 三面翻的主要结构: 1.独特的三面翻微电脑智能控制系统; 2.三重三面翻安全保护装置:三棱柱弹性保护、传动轴扭力过载保护、电机延时断电保护。 4结束语 广告牌的控制系统的设计，用以实现三面翻广告牌 顺序翻转、音乐的同步配送等功能。该系统结构简 单新颖、性能稳定，音乐可以根据需要进行重复录 放，而且省去了,D、D，A转换器，并有效解决了 三面翻广告牌的画面共面和停止到位等问题。 致谢 本论文是在高志伟老师的悉心指导下完成的,在此,学生谨向老师表示最衷心的感谢。同时也向在设计中给予我热心帮助的课题组同学表示感谢。