电动云台的控制教学课件.ppt

1、任务七任务七 电动云台的控制电动云台的控制学习目标：过学习任务七的完成方法，熟悉步进电机的工作原理，掌握单片机的串行通信过程等。任务描述：在安防系统中与摄像机配合使用的电动云台一般使用的是步进电机实现对云台的控制，从而实现对不同角度的摄像的功能。要求通过单片机的串行口实现对电动云台的控制。任务七电动云台的控制学习目标：过学习任务七的完成方法，熟悉步步进电机是机电控制中一种常用的执行机构，它的用途是将电脉冲转化为角位移，它的的驱动电路根据控制信号工作，控制信号由单片机产生。当步进驱动器接收到 一个脉冲信号，它就驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度，控制换相顺序，即通电控制脉冲必须严格按照一

2、定顺序分别控制各相的通断。通过控制脉冲个 数即可以控制角位移量，从而达到准确定位的目的。控制步进电机的转向，即给定工作方式正序换相通电，步进电机正转，若按反序通电换相，则电机就反转。控制 步进电机的速度，即给步进电机发一个控制脉冲，它就转一步，再发一个脉冲，它会再转一步，两个脉冲的间隔越短，步进电机就转得越快。同时通过控制脉冲频率 来控制电机转动的速度和加速度，从而达到调速的目的。步进电机的工作原理步进电机是机电控制中一种常用的执行机构，它的用途是将电脉冲转第6章 MCS-51单片机的串行口?6.1计算机串行通信基础基本概念通信方式?6.2 MCS-51单片机的串行口?6.3 MCS-51单片

3、机串行口的应用?6.4串行通信的标准接口?思考题第6 章MC S -5 1 单片机的串行口?6.1 计算机串行通信基础基本概念?串行通信是将数据的各位一位一位地依次传送。适合于计算机之间、计算机与外部设备之间的远距离通信。返回本章首页AB6.1计算机串行通信基础0100001011100111基本概念?串行通信是将数据的各位一位一位地依次传送。适合于计通信方式?串行通信从数据传输方式分为：单工方式、半双工方式、全双工方式。?从信息格式来说，串行通信有两种方式：异步通信方式、同步通信方式。?波特率：每秒钟传送二进制代码的位数。b/s、bps、位/秒。返回本章首页通信方式?串行通信从数据传输方式分

4、为：单工方式、半双工方式、A发B接(a)单工方式A 发B 接(a)单工方式(b)半双工方式AB发收发收(b)半双工方式A B 发收发收(c)全双工方式A发收B收发(c)全双工方式A 发收B 收发第n个字符(一串行帧)n+1n-1P0/10D0D1D2D3D4D5D60/10/1D0起始位数据位校停验止位位异步通讯的帧格式P1第n 个字符(一串行帧)n+1 n-1 P 0/1 0 D 0 D 1 D 2 D接收设备接收设备发送设备发送设备同步同步发送设备时钟与接收设备时钟严格一致。发送设备时钟与接收设备时钟严格一致。校 验 字 符 2校 验 字 符 1数据n 数 据2数据1同 步 字 符 2同

5、步 字 符 1接收设备发送设备同步发送设备时钟与接收设备时钟严格一致。6.2 MCS-51单片机的串行口单片机的串行口?一、串行口的结构?二、串行口的工作方式?三、波特率的计算返回本章首页6.2 MC S-5 1 单片机的串行口?一、串行口的结构?二、串MCS-51串行口组成示意一、串行口的结构P3.1P3.0MC S-5 1 串行口组成示意一、串行口的结构P 3.1 P 3.0发送：CPUD7D6D5D4D3D2D1D0发送寄存器SBUF01D0D1D2D3D4D5D6D7发送时钟发送：C P U D 7 D 6 D 5 D 4 D 3 D 2 D 1 D 0 发送寄存器S B U接收:D0

6、D1D2D3D4D5D6D710D7D6D5D4D3D2D1D0CPU接收时钟接收数据寄存器SBUF接收:D 0 D 1 D 2 D 3 D 4 D 5 D 6 D 7 1 0 D 7 D 6 D 5 D 4 D2串行口控制寄存器串行口控制寄存器SCON该寄存器的字节地址为98H，可位寻址。1 1串行口数据缓冲器SBUFSM0SM1SM2RENTB8RB8TIRITI /RI：中断请求标志位（前面已讲过）RB8：接收的第九位数TB8：发送的第九位数REN：允许接收控制位SM2：多机通信控制位（常与RB8配合，决定是否激活RI）SM0、SM1：工作方式选择位（四种工作方式）2 串行口控制寄存器S

7、 C O N 该寄存器的字节地址为9 8 H，可位3特殊功能寄存器PCON其字节地址为87H，没有位寻址功能。PCON的格式如图7-7所示，其中与串行接口有关的只有D7位。返回本节SMODSMOD位用于决定波特率的倍数。0 20=1倍1 21=2倍3 特殊功能寄存器P C O N 其字节地址为8 7 H，没有位寻址功能二、串行口的工作方式表7-1 串行口工作方式MCS-51的串行口有四种工作方式，它是由SCON中的SM1和SM0来决定的，如表格 7-1 二、串行口的工作方式表7-1 串行口工作方式MC S-5 1 的1方式0 同步移位寄存器方式数据从RXD输入或输出，TXD仅作同步移位脉冲波特

8、率固定为fosc/12RXD接收发送数据TXD产生同步移位脉冲接收/发送完，置位RI/TI，（要求SM2=0）D7D6D5D4D3D2D1D0D0D1D2D3D4D5D6D7发送接收无起始位，无停止位。可用于并口的扩展。1 方式0 同步移位寄存器方式数据从R X D 输2方式1 8位UART1起始位、8位数据位、1位停止位D0D1D2D3D4D5D6D7停止位起始位发送D7D6D5D4D3D2D1D0起始位停止位接收送RB8发送完置位TI。当接收到数据后，置位RI是有条件的。即：REN=1，RI=0且SM2=0或SM2=1但是接收到的停止位为1。此时，数据装载SBUF，RI置1，停止位进入RB

9、8。2 方式1 8 位U A R T 1 起始位、8 位数据位、1 位停波特率=（2SMOD/32）T1溢出率例T1的方式2下，1T=（28-X）12 fosc1 foscT1的溢出率=T 12 （28-X）波特率=（2 S MO D/3 2）T 1 溢出率例T 1 的方式2 下，13方式2 9位UART一般用于多机通信。一帧信息11位。D0D1D2D3D4D5D6D7TB8停止位起始位发送发送完数据置位TI。RB8D7D6D5D4D3D2D1D0起始位停止位接收接收到有效数据完毕，置位RI的条件：REN=1，RI=0 且SM2=0或接收到第9位数据为1，此时，数据装载SBUF，RI置1，第9

10、位数据（TB8）RB8。送RB83 方式2 9 位U A R T 一般用于多机通信。一帧信息1方式方式2波特率：（固定）波特率：（固定）2SMOD/64fosc方式2 波特率：（固定）2 S MO D/6 4 f o s c4方式方式3?当SM0SM1=11时，串行口工作在方式3。方式3为波特率可变的9位异步通信方式，除了波特率外，方式3和方式2相同。?方式3的波特率由下式确定：方式3波特率=（2SMOD/32）定时器T1的溢出率返回本节4 方式3?当S M0 S M1=1 1 时，串行口工作在方式3。方式三三、波特率的计算波特率的计算表7-2 波特率计算公式方式计算公式方式0fosc/12方

11、式1（2SMOD/32）(T1溢出率）方式2（2SMOD/32）/64方式3（2SMOD/32）(T1溢出率）三、波特率的计算表7-2 波特率计算公式方式计算公式方式0表7-3 常用的波特率及计算器初值返回本节表7-3 常用的波特率及计算器初值返回本节63 MCS-51单片机串行口的应用一、串行口方式0用作扩展并行I/O口二、方式1与点对点的异步通讯三、方式2、方式3与多机通讯四、微机与单片机之间的通讯返回本章首页6 3 MC S-5 1 单片机串行口的应用一、串行口方式0 用作一、串行口方式0用作扩展并行I/O口图 7-11 串行口方式 0扩展并行输出口一、串行口方式0 用作扩展并行I/O

12、口图7-1 1 串行口方式MOVSCON，#00H；串行口方式0初始化MOVA，#80H；最左一位发光二极管先亮CLRP1.0；关闭并行输出START1：MOVSBUF，A；开始串行输出LOOP：JNBTI，LOOP；查询TISETBP1.0；启动并行输出ACALLDELAY；显示延时CLRTI；清发送中断标志RRA；准备右边一位显示CLRP1.0；关闭并行输出SJMPSTART1；再一次串行输出返回本节MO V S C O N，#0 0 H；串行口方式0 初始化MO V A，#8 0例 甲乙两台单片机以方式1进行串行通信,波特率为1200,甲发送,数据在甲机外RAM1000H101FH单元中

13、;乙接收,把数据存入外RAM1000H101FH单元中。甲乙的晶振频率为6MHZ。解解（1）（2）波特率=（2SMOD/32）fosc/12 （28-X）令令SMOD=0256-X=6 106/（384 1200）X=243=0F3H（3）SCON=0100 0000=40H 0101 0000=50H甲TXDGND乙RXDGND二、方式1与点对点的异步通讯例甲乙两台单片机以方式1 进行串行通信,波特率为1 2 0 0,甲发（4）甲机程序清中断标志数据送完?改数据地址取发送数据启动串行发送中断返回主程序中断服务程序串行口初始化定时器1初始化送时间常数启动T1开中断取首址数据启动串行发送等待中断

14、（4）甲机程序清中断标志数据送完?改数据地址取发送数据启动串ORG 0000HLJMP MAINORG 0023HLJMP ZDORG 0600HMAIN：MOV SCON，#40HMOV TMOD#20HMOV TH1，#0F3HMOV TL1，#0F3HSETB TCON.6SETB EASETB ESMOV DPTR，#1000HMOV R0，#00HMOVX A，DPTRMOV SBUF，ASJMP$ORG 0070HZD：CPL TICJNE R0，#1FH，LOOPCLR ESSJMP L1LOOP：INC R0INC DPTRMOVX A，DPTRMOV SBUF，AL1：RET

15、IENDO R G 0 0 0 0 H L J MP MA I N O R G 0 0 2 3 H L J M（5）乙机程序串行口初始化定时器1初始化送时间常数启动T1开中断置初值等待中断主程序中断服务程序数据送完?中断返回清中断标志取接收数据数据送相应区修改指针禁止中断（5）乙机程序串行口初始化定时器1 初始化送时间常数启动T 1 开ORG 0000HLJMP MAINORG 0023HLJMP ZDORG 0600HMAIN：MOV SCON，#50HMOV TMOD#20HMOV TH1，#0F3HMOV TL1，#0F3HSETB TCON.6SETB EASETB ESMOV DPT

16、R，#1000HMOV R0，#00HSJMP$ORG 0060HZD：CPL RIMOV A，SBUFMOVX DPTR，ACJNE R0，#1FH，LOOPCLR ESSJMP L1LOOP：INC R0INC DPTRL1:RETIENDO R G 0 0 0 0 H L J MP MA I N O R G 0 0 2 3 H L J M例 在下面给出的实现指定功能的通讯程序中，发送和接收都通过调用子程序来完成，并设发送数据区的首地址为 20H，接收数据区的首地址为40H。主程序：MOVTMOD，#20H；定时器；定时器1设为方式设为方式2MOVTL，#0F3H；定时器初值MOVTH1，

17、#0F3H；8位重装值SETB TR1；启动定时器1MOVSCON，#50H；串行口设为方式1，REN1MOVR0，#20H；发送数据区首址MOVR1，#40H；接收数据区首址ACALL SOUT；输出一个字符；输出一个字符$：SJMP$；等待中断；等待中断中断服务程序：ORG0023H；串行口中断入口AJMP SBRl；转至中断服务程序SBRl：JNBRI，SEND；TI1，为发送中断ACALL SIN；RI1，为接收中断SJMP NEXT；转至统一的出口例在下面给出的实现指定功能的通讯程序中，发送和接收都通过调用SEND：ACALL SOUT；调用发送子程序NEXT：RETI；中断返回发送

18、子程序：SOUT：MOVA，Ro；取发送数据到AMOVC，P；加上奇校验位CPLCMOVACC.7，CINCR0；修改发送数据指针MOVSBUF，A；发送ASCII码CLRTI；清发送中断标志RETS E N D：A C A L L S O U T；调用发送子程序N E X T：R E T接收子程序：SIN：MOVA，SBUF；读出接收缓冲区内容；读出接收缓冲区内容MOVC，P；取出校验位CPLC；奇校验ANLA，#7FH；删除校验位MOVR1，A；读入接收缓冲区INCR1；修改接收数据指针；修改接收数据指针CLRRI；清接收中断标志RET返回本节接收子程序：S I N：MO V A，S B

19、U F；读出接收缓冲区内容M三、方式2、方式3与多机通讯TXDRXD80310#从机TXDRXD主机TXDRXD80311#从机TXDRXD8031n#从机多机通讯连接示意图返回本节三、方式2、方式3 与多机通讯T X D R X D 8 0 3 1 0#从机T X四、微机与单片机之间的通讯微机与单片机串行通信接口四、微机与单片机之间的通讯微机与单片机串行通信接口（a）MC1488（b）MC1489TTLRS232RS232TTLMC1488，MC1489引脚返回本节（a）MC 1 4 8 8（b）MC 1 4 8 9 T T L R S 2 3 2 R S 2 36.4 串行通信的标准接口一

20、、相互通道的典型结构二、关于RS-232C、RS-449、RS-422、RS-423和RS-485接口返回本章首页6.4 串行通信的标准接口一、相互通道的典型结构二、关于R S（a）主从式分布（b）串行总线式串行通讯接口主计算机系统TXDRXD1#单片机应用系统TXDRXD2#单片机应用系统TXDRXDn#单片机应用系统TXDRXD0#单片机应用系统发送接收TXDRXDTXDRXD1#单片机应用系统n#单片机应用系统多机系统的相互通道一、相互通道的典型结构返回本节（a）主从式分布（b）串行总线式串行通讯接口主计算机系统T1RS-232C接口公用电话交换网ModemModemRS-232C接口R

21、S-232C接口DTEDCEIBM CompatibleAIBM CompatibleBDTEDCE通过电话网实现远程连接二、关于RS-232C、RS-449、RS-422、RS-423和RS-485接口1 R S-2 3 2 C 接口公用电话交换网Mo d e mMo d e mR S引脚号引脚号符号符号名称名称说明说明1PGND保护地保护地为了安全和大地相连，有时可不接为了安全和大地相连，有时可不接2TXD发送数据发送数据从从DTE到到DCE的数据线3RXD接收数据接收数据从从DCE到到DTE的数据线4RTS请求发送请求发送当当DTE希望在数据线上传递数据时由希望在数据线上传递数据时由DT

22、E发出，发出，DCE通过所得通过所得到的控制信号决定是否响应到的控制信号决定是否响应5CTS允许发送允许计算机发送数据时，则由DCE发出6DSR数字置位就绪当数据线已被接好后由DCE发出发出7SGND信号地信号地作为信号地的公共回路8DCD数据载波检测当当DCE已经从数据线上接收到信号时发出此信号已经从数据线上接收到信号时发出此信号20DTR数字终端就绪当当DTE已准备好和调制解调器交换数据时，由已准备好和调制解调器交换数据时，由DTE发出，使用发出，使用公共通信网时才需要22RI振铃指示振铃指示当正在进行通信时，由DCE发出，使用公共通信网时才需要发出，使用公共通信网时才需要微机中常用的 R

23、S-232C接口信号引脚号符号名称说明1 P G N D 保护地为了安全和大地相连，有时可123:RS-232C 链路发送接收地微机终端123:简单的RS-232C数据通讯1 2 3:R S-2 3 2 C 链路发送接收地微机终端1 2 3:简单的特性参数RS-232CRS-423RS-422RS-485工作模式单端发 单端收单端发 双端收双端发 双端收双端发 双端收在传输线上允许的驱动器和接收器数目1个驱动器1个接收器1个驱动器10个接收器1个驱动器10个接收器32个驱动器32个接收器最大电缆长度15m1200m(1kb/s)1200m(90kb/s)1200m(100kb/s)最大速率20

24、kb/s100kb/s(12m)10Mb/s(12m)10Mb/s(15m)驱动器输出(最大电压)25V6V6V-7V+12V驱动器输出(信号电平)5V(带负载)15V(未带负载)3.6V(带负载)6V(未带负载)2V(带负载)6V(未带负载)1.5V(带负载)5V(末带负载)驱动器负载阻抗3k7k45010054驱动器电源开路电流(高阻抗态)Vmax/300(开路)100A(开路)100A(开路)100A(开路)接收器输入电压范围15V10V12V-7V+12V接收器输入灵敏度3V200mV200mV200mV接收器输入阻抗2k7k4kmi n4kmin12kmin2RS-449、RS-422、RS-423和RS-485接口返回本节特性参数R S-2 3 2 C R S-4 2 3 R S-4 2 2 R S-4 8 5 工分离元件电平转换电路分离元件电平转换电路MC145407引脚MC 1 4 5 4 0 7 引脚（a）（b）终端/计算机与终端/计算机简化连接形式（a）（b）终端/计算机与终端/计算机简化连接形式思考题1、什么叫串行通信？2、UART叫什么？（通用异步接收/发送器）3、单工、半双工、全双工？4、串口有几种工作方式？5、波特率如何设置？（T1的计数初值如何确定）思考题1、什么叫串行通信？2、U A R T 叫什么？（通用异步接收