基于STM32低功耗云臺(tái)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì).pdf

1、隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展，人們對(duì)公共安全的重視，視頻監(jiān)控技術(shù)得到了迅速發(fā)展并逐步開(kāi)始應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域。為了擴(kuò)大監(jiān)控視野，便于遠(yuǎn)程操作，常借助于云臺(tái)，即把攝像機(jī)安裝在云臺(tái)上，通過(guò)云臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)來(lái)帶動(dòng)攝像頭轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)可通過(guò)云臺(tái)控制協(xié)議設(shè)置攝像機(jī)鏡頭參數(shù)，云臺(tái)在監(jiān)控系統(tǒng)中起著非常重要的作用。而現(xiàn)有的云臺(tái)控制系統(tǒng)普遍采用步進(jìn)電機(jī)來(lái)作為驅(qū)動(dòng)源，存在著穩(wěn)定性差、功耗大、計(jì)數(shù)不準(zhǔn)確等缺點(diǎn)，而采用體積小，節(jié)能環(huán)保的直流電機(jī)作為驅(qū)動(dòng)源的云臺(tái)控制系統(tǒng)成為研究的熱點(diǎn)，并且

2、具有廣闊的應(yīng)用前景。
　　 本文提出以低功耗云臺(tái)設(shè)計(jì)為出發(fā)點(diǎn)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案。以現(xiàn)有的單片機(jī)技術(shù)和控制理論為依托，研究如何從硬件和軟件兩方面，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行低功耗設(shè)計(jì)。硬件核心處理器采用的是意法半導(dǎo)體公司的STM32F107芯片，該芯片使用高性能且低功耗的ARMCortex-M3處理器。云臺(tái)驅(qū)動(dòng)源采用低功耗的直流電機(jī)，在角度計(jì)數(shù)方面配合OMRON旋轉(zhuǎn)編碼器實(shí)現(xiàn)了云臺(tái)的精確定位功能。軟件方面依靠意法半導(dǎo)體公司開(kāi)放的電機(jī)驅(qū)動(dòng)代碼為支撐，程

3、序設(shè)計(jì)采用結(jié)構(gòu)靈活的模塊方式。
　　 論文采用模塊化的設(shè)計(jì)理念，以STM32處理器為核心，通過(guò)外圍電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路來(lái)驅(qū)動(dòng)直流電機(jī)，實(shí)現(xiàn)電機(jī)的正轉(zhuǎn)與反轉(zhuǎn)，同時(shí)由直流電機(jī)的特性曲線可知，直流電機(jī)的轉(zhuǎn)速與其電樞兩端的電壓成正比，根據(jù)這一特性可通過(guò)STM32單片機(jī)PWM外設(shè)接口控制直流電機(jī)的轉(zhuǎn)速，借助于高精度OMRON角度編碼器可以精確記錄云臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度，當(dāng)云臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)快或過(guò)慢時(shí)，通過(guò)OMRON角度編碼器輸出反饋?zhàn)饔糜赟TM32微控制器，S