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1、摘要1Abstract2第1章前言31.1课题研究的背景31.2课题主要研究工作4第 2 章方案选择及验证52.1通信类型的选择52.2主控芯片的选择62.3方案确定及验证9第3章硬件系统设计103.1系统总体结构设计103.2CPU 模块113.3通信模块143.4灯控模块203.5电机模块223.6电源模块243.7总电路图25第4章软件设计264.1软件部分总体分析264.2流程图274.3具体程序设计28参考文献30致谢31附录：源程序32基于PIC单片机的遥控探照灯的设计摘要：在舞台上，有时为了营造某种特殊效果，需要关闭除探照灯以外的所有现场灯。 针对舞台、监狱、各种高空作业，设计一
2、种支持数据存储的遥控探照灯系统则具有相当 大的实用价值。本文通过无线控制探照灯上下左右360度自由转动及灯光亮度256段控制，以达到尽 可能的满足舞台需求。在发送探照灯转动控制、亮度控制等命令时采用无线发送，单片机则通过接收无线 遥控信息，从而实现准确、方便的调节，实现探照灯的功能。该方案通过试验结果表明，该系统性能稳定，可准确地完成灯控、转动，以及频道 的存储及调出等功能，并具有操作方便、简单的优点。关键字：PIC单片机；无线遥控；步进电动机；Based on the PIC microcontroller remote controlthe searchlight designAbstra
3、ct:On stage, Sometimes in order to create a special effect, Need to shut down all the scene outside except the searchlight lights. Aimed at the stage, prison, various aloft working, Design a support data storage remote control the searchlight system has considerable practical value.This article thro
4、ugh wireless control the searchlight up, down, left and right 360-degree free rotation and lamp brightness 256 section control, In order to achieve the meet needs. As possible stage .When sending the searchlight turn control, brightness control command , used by wireless transmission, microcontrolle
5、r is receiving wireless remote control information, thus realize accurate, convenient adjustment, realize the searchlight functionThe plan by the experimental results show that the system has stable performance, we can accurately finish lamp control, rotation, and a channel storage, and has the adva
6、ntages of convenient operation, sim.Key word: PIC microcontroller; Wireless remote control; Stepper motor第1章前言1.1课题研究的背景在舞台上，有时为了营造某种特殊效果，需要关闭除探照灯以外的所有现场灯。探 照灯必须照在演员身上。由于探照灯高高悬挂在天花板上，当演员移动时，依靠人工来 完成探照灯方向调节非常不方便，而通过遥控调节则很方便。有时演员的位置又是固定 的，这可能需要多台探照灯同时照射一个固定位置（例如舞台的中央）。如果探照灯能够 将这些位置以及灯的亮度预先预存，需要时再直接调用则
7、会方便很多。针对此应用，设 计一种支持数据存储的遥控探照灯系统则具有相当大的实用价值。该系统不仅仅可用于 表演舞台上，还可应用在监狱、各种高空作业和旷野、海面等工作场所，对远距离巡查、 追踪、搜索、拯救和作业施工进行全方位、多角度照明。而针对此次毕业设计，为简单起见，则通过单片机遥控一个探照灯同样能够实现相 应功能。遥控探照灯的发展起步较早，目前已日趋成熟。各种各样的遥控探照灯层出不穷， 功能越来越全、性能越来越完善，目前已形成一个产业化行业，具有相当广阔的市场及 发展前景。遥控探照灯也称高亮度遥控探照灯，遥控强光灯，车载搜索灯等，遥控探灯具有光 效高、显色性好、低能耗、使用寿命长照明距离长、
8、操作简单等特点。在当前主流产品中，各个公司的遥控探照灯的产品在核心元件“单片机”的选择上 基本不同，有的选择51系列担当核心器件，有的则选择PIC、Holtek单片机担当核心元 件。虽然在单片机的选择上有所不同，但实现的功能基本一致。在通信模块大多基本上所有的都采用无线遥控技术，使得在探照灯的调节方面非常 的便利，具有相当大的实用价值。在表演舞台、监狱、各种高空作业和旷野、海面等工 作场所具有广泛的应用，对远距离巡查、追踪、搜索、拯救和作业施工进行全方位、多 角度照明提供了极大的便利。随着科技的日新月异，探照灯的更新换代也是一个不可避免的过程。随着科技的进 步，全自动化，完全脱离人工操作的智能
9、探照灯必将在探照灯的世界里脱颖而出，并随 着自动化程度的一步步提高，照明精度等也会进一步得到提高。该课题大体可分为五个模块：CPU模块、电源模块、电机模块、灯控模块和通信 模块。因为照射点的位置不定，要求探照灯可以上下左右360度自由转动，所以本系统 采用了两个电机，一个控制探照灯上下转动，另一个控制探照灯左右转动。此外，有时 两台探照灯离得很近。当控制某一台探照灯时，不能影响邻近的探照灯，这就要求遥控 控制信号的角度不能太大。相反，如果角度过小，探照灯又很难接收到信号，会使控制 很不方便，因此信号的角度也不能太小。另一方面，为便于操作，探照灯的可控制距离 应尽可能地远。发送探照灯转动控制、亮
10、度控制等命令时采用无线发送，单片机则通过 接收无线遥控信息，从而实现准确、方便的调节。将灯的亮度从最亮到熄灭划分为256 个段，灯的亮度控制则尽可能采用微调来满足各种亮度需求。通过初步方案讨论与选择，该系统性应具有稳定，准确地完成灯控、转动，以及某 个频道的存储及调出等功能，并且操作方便等优点。1.2课题主要研究工作（1）了解舞台探照灯的基本结构及其工作原理。（2）掌握无线遥控的基本原理，选择具体的控制类型，确定通信模块的主要遥控 技术。（3）了解并掌握相关单片机的基本结构、工作原理及其相关功能，通过对比选择 最合适的单片机担当核心元件。（3）具体分析遥控探照灯的各个组成模块，了解并掌握各个模
11、块的基本原理、相 关功能及其实现方案。（4）设计本课题的具体硬件、软件的实现方案以实现该课题所要求的具体功能。第2章 方案选择及验证2.1通信类型的选择无线遥控，即是在控制端把控制指令以某种编码方式形成易于传输的信号，通过无 线传输，在受控端经解码等处理形成相应的控制操作。无线控制方式多种多样，可以根据不同的应用需要采用适宜的方式。各种遥控方式 的不同，主要在于信息的编码处理方式和信息的传输方式。所传信息的形式以及信息量 的大小决定采用何种信息编码和处理方式，而信息传送的距离决定采用何种传输方式。在编码方式上，目前在简单信息的遥控中常采用的是PCM方式和DTMF方式。这两 种方式均具有实现简单
12、、可靠性高的优点。对于复杂以及大量信息的遥控，可以采用相 应的信号处理方式，经过适当的信源信道编码以及数字调制等处理来生成易于传输的信 号。对于这些编码处理方式，可以根据系统功能需要进行灵活选择。在传输方式上，对于近距离遥控，可以采用基带传输。对于远距离遥控，需要选择 适当的调制方式，进行频带传输。目前常用的调制方式有幅度调制，频率调制和相位调 制三种。对于不同形式的基带信号，又可以分为模拟调制和数字调制。对于各种调制方 式的选择，可以根据基带信号的形式，传输的带宽限制等因素决定。对于无线遥控技术，当前基本上通过以下几种方式实现：红外线遥控方式，无线电 遥控方式，超声波遥控方式和声音遥控方式。
13、红外技术出现比较早，成本低，价格也具 有优势。红外遥控具有以下优点：控制内容多，抗干扰能力比较强，不会发生任何误动 作；响应速度快，不会对其他电器产生干扰从而影响用户使用；体积小，成本低，功耗 小，与其他方式比可以降低功耗90%。但是他的缺点也很明显，在使用中需要保证遥控 发射器和遥控接收设备处与一定的角度范围，中间不能有任何物品，否则就会阻挡红外 线的传输，因为红外线不能穿越砖瓦水泥砌筑的墙体，这在日常使用中经常会造成不便, 毕竟用户不希望只能在一定的角度范围内才能对对象进行操作，之外红外线方式也容易 受到外界干扰。超声波遥控方式中的超声传感器频带窄，能携带的信息量少，易于受干 扰而引起误动
14、作，同时该种方式作用距离短，通用性强可以互换因而不适合在灯具遥控 中运用。声音遥控方式通用性强，作用距离短，声音携带的信息量少，易受干扰而引起 误动，它适合于像声控电灯开关的场合。无线电作为新一代的信息传送方式，具有绕射 和穿透特性，只要在有效工作范围之内，无线设备就可以不受角度，方向和障碍物的限 制而自由使用。并且采用特定的编码解码技术可以防止无线电波的互相干扰，抗干扰能 力强。所以在遥控方面选择无线电遥控技术作为通信模块的遥控技术。2.2主控芯片的选择单片机是一种集成在电路芯片，是采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力 的中央处理器CPU、随机存储器RAM、只读存储器ROM、多种I/O
15、 口和中断系统、定时器 /计时器等功能（可能还包括显示驱动电路、脉宽调制电路、模拟多路转换器、A/D转换 器等电路）集成到一块硅片上构成的一个小而完善的计算机系统。单片机具有集成度高、系统结构简单，使用方便，实现模块化、可靠性高、处理功 能强，速度快等特点，因此广泛应用在生活中的各个方面。如：导弹的导航装置，飞机上各种仪表的控制，计算机的网络通讯与数据传输，工 业自动化过程的实时控制和数据处理，广泛使用的各种智能IC卡，民用豪华轿车的安 全保障系统，录像机、摄像机、全自动洗衣机的控制，以及程控玩具、电子宠物等等， 这些都离不开单片机，更不用说自动控制领域的机器人、智能仪表、医疗器械以及各种 智
16、能机械。单片机诞生于20世纪70年代末，经历了 SCM （单片微型计算机）、MCU （微控制器）、 SoC （片上系统）三大阶段。2.2.1 51单片机的介绍由于51单片机硬件结构合理，指令系统规范，加之生产历史“悠久”，所以应用相 当广泛。世界有许多著名的芯片公司都购买了51芯片的核心专利技术，并在其基础上进 行性能上的扩充，使得芯片得到进一步的完善，形成了一个庞大的体系，直到现在仍在 不断翻新。51系列优点之一是它从内部的硬件到软件有一套完整的按位操作系统，称作位处理 器，或布尔处理器。它的处理对象不是字或字节而是位。它不光能对片内某些特殊功能 寄存器的某位进行处理，如传送、置位、清零、测试等，还能进行位的逻辑运算，其功 能十分完备，使用起来得心应
