本發(fā)明涉及攝影器材領(lǐng)域，特別涉及一種基于單片機(jī)控制的二自由度云臺。

背景技術(shù)：

云臺主要用于監(jiān)控與攝影，安全監(jiān)控是隨著人們生活生產(chǎn)需求應(yīng)運(yùn)而生的一項(xiàng)安全技術(shù)，安防系統(tǒng)由前端、傳輸、信息處理/控制/顯示/通信三大單元組成。云臺系統(tǒng)作為支架部分，在整個(gè)系統(tǒng)中發(fā)揮了非常重要的作用。

隨著我國影視業(yè)的飛速發(fā)展，促使對攝影器材的要求更加多樣，尤其是拍攝時(shí)常用來支撐攝影機(jī)的支架(云臺)。傳統(tǒng)的云臺一般靠人為手動(dòng)的操作，費(fèi)時(shí)費(fèi)力又不精確，因此對傳統(tǒng)云臺的改造和升級已經(jīng)勢在必行。

因此，如何靈活方便自動(dòng)的通過手動(dòng)和自動(dòng)的方式控制云臺，從而達(dá)到靈活的控制攝像機(jī)的目的，使得云臺功能可以按照運(yùn)動(dòng)要求、工作電壓、承載重量、安裝方式、使用環(huán)境等分類，是技術(shù)人員需要研究的一個(gè)課題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是克服上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，提供一種基于單片機(jī)控制的二自由度云臺，不但可以手動(dòng)控制云臺，還可以通過不同方向的光照強(qiáng)度來自動(dòng)控制云臺的轉(zhuǎn)動(dòng)方向。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：基于單片機(jī)控制的二自由度云臺，包括二自由度云臺體，還包括控制模塊、光電轉(zhuǎn)換模塊、ad轉(zhuǎn)換模塊、驅(qū)動(dòng)模塊、鍵盤模塊、指示燈以及與二自由度云臺體的x軸連接的步進(jìn)電機(jī)一、與二自由度云臺體的y軸連接的步進(jìn)電機(jī)二；所述光電轉(zhuǎn)換模塊用于采集光信號，包括多個(gè)面向不同光照方向的用于檢測光照強(qiáng)度的光敏電阻，各光敏電阻分別將各自所采集的光信號轉(zhuǎn)換為電信號并發(fā)送給所述ad轉(zhuǎn)換模塊；所述ad轉(zhuǎn)換模塊用于接收所述光電轉(zhuǎn)換模發(fā)送來的電信號，將該電信號轉(zhuǎn)換成控制模塊可識別的數(shù)字信號，并將該數(shù)字信號發(fā)送給控制模塊；所述鍵盤模塊用于接收手動(dòng)控制(即使用手進(jìn)行操控的向上、向下、向左以及向右轉(zhuǎn)的動(dòng)作)以及自動(dòng)控制操作指令，并將操作指令發(fā)送給控制模塊；所述控制模塊用于接收所述ad轉(zhuǎn)換模塊發(fā)送來的數(shù)字信號，并對數(shù)字信號進(jìn)行處理，根據(jù)所接收到的數(shù)字信號向驅(qū)動(dòng)模塊發(fā)送受各個(gè)光敏電阻的接收光強(qiáng)度控制的驅(qū)動(dòng)方位角信號，以調(diào)整與步進(jìn)電機(jī)一連接x軸以及與步進(jìn)電機(jī)二連接的y軸的轉(zhuǎn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)控制云臺的高度與角度，達(dá)到利用采集到的光信號對云臺進(jìn)行方位控制，實(shí)現(xiàn)云臺自動(dòng)追蹤光照的目的；所述控制模塊還用于接收所述鍵盤模塊發(fā)送來的手動(dòng)控制和自動(dòng)控制操作指令，從而控制驅(qū)動(dòng)模塊發(fā)出驅(qū)動(dòng)方位角信號，以調(diào)整電機(jī)云臺的高度與角度；所述驅(qū)動(dòng)模塊用于接收控制模塊發(fā)送來的控制數(shù)字信號與驅(qū)動(dòng)方位角信號，從而控制步進(jìn)電機(jī)一驅(qū)動(dòng)x軸以及控制步進(jìn)電機(jī)二驅(qū)動(dòng)y軸；所述指示燈用于在鍵盤模塊發(fā)送自動(dòng)控制操作指令給控制模塊時(shí)，進(jìn)行點(diǎn)亮提示。

較佳地，所述控制模塊為stc8951系列單片機(jī)。

較佳地，所述驅(qū)動(dòng)模塊的型號為uln2803。

本發(fā)明的有益效果：本發(fā)明實(shí)施例中，提供一種單片機(jī)控制的二自由度云臺，能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)控制和手動(dòng)控制，使云臺在接收到手動(dòng)控制的執(zhí)行命令后，手動(dòng)顯示燈變亮，準(zhǔn)確完成向上下轉(zhuǎn)動(dòng)、向右左轉(zhuǎn)動(dòng)等功能，當(dāng)切換到自動(dòng)控制模式時(shí)，自動(dòng)指示燈點(diǎn)亮，利用光電轉(zhuǎn)換模塊采集到的光信號對云臺進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)云臺自動(dòng)追蹤光照可以改為光源信號。自動(dòng)控制模式的原理是首先利用光敏電阻把采集到的光信號轉(zhuǎn)換成電信號，其次經(jīng)過ad模塊轉(zhuǎn)換成單片機(jī)可識別的數(shù)字信號。單片機(jī)對信號進(jìn)行分析處理，最后輸出相應(yīng)的控制數(shù)字信號與驅(qū)動(dòng)方位角以調(diào)整電機(jī)的高度與角度，實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的位置調(diào)節(jié)。因此，本發(fā)明所提供的云臺能被靈活控制并按期望方式運(yùn)行，可以代替人力來支撐攝影機(jī)和調(diào)節(jié)攝影機(jī)角度，不僅擴(kuò)大了拍攝的范圍還提高了拍攝的速度和準(zhǔn)確度。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的系統(tǒng)整體框圖；

圖2為本發(fā)明的光電轉(zhuǎn)換電路。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖，對本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)描述，但應(yīng)當(dāng)理解本發(fā)明的保護(hù)范圍并不受具體實(shí)施方式的限制。

如圖1所示，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種基于單片機(jī)控制的二自由度云臺，包括二自由度云臺體，還包括控制模塊、光電轉(zhuǎn)換模塊、ad轉(zhuǎn)換模塊、驅(qū)動(dòng)模塊、鍵盤模塊、指示燈以及與二自由度云臺體的x軸連接的步進(jìn)電機(jī)一、與二自由度云臺體的y軸連接的步進(jìn)電機(jī)二；所述光電轉(zhuǎn)換模塊用于采集光信號，包括多個(gè)面向不同光照方向的用于檢測光照強(qiáng)度的光敏電阻，各光敏電阻分別將各自所采集的光信號轉(zhuǎn)換為電信號并發(fā)送給所述ad轉(zhuǎn)換模塊；所述ad轉(zhuǎn)換模塊用于接收所述光電轉(zhuǎn)換模發(fā)送來的電信號，將該電信號轉(zhuǎn)換成控制模塊可識別的數(shù)字信號，并將該數(shù)字信號發(fā)送給控制模塊；所述鍵盤模塊用于接收手動(dòng)控制(即使用手進(jìn)行操控的向上、向下、向左以及向右轉(zhuǎn)的動(dòng)作)以及自動(dòng)控制操作指令，并將操作指令發(fā)送給控制模塊；參見圖2，本實(shí)施例的光電轉(zhuǎn)換的工作原理是接收光信號在將光信號轉(zhuǎn)換成電信號，單片機(jī)會根據(jù)光電轉(zhuǎn)換裝置采集的信號,分析后對驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)器uln2083發(fā)出指令,控制電機(jī)的轉(zhuǎn)向最終達(dá)到控制光電板位置的目的,使得光電板始終垂直于太陽光線，其中d6這個(gè)光敏電阻對原理的光線進(jìn)行檢測，一旦光線遠(yuǎn)離光電板時(shí)，d6檢測到信號立即發(fā)送給單片機(jī)，單片機(jī)就會對驅(qū)動(dòng)模塊發(fā)出向左轉(zhuǎn)動(dòng)的指示，步進(jìn)電機(jī)就向左轉(zhuǎn)動(dòng)。同理，d7是檢測光線向右遠(yuǎn)離信號的，d5是檢測光線向上遠(yuǎn)離信號的，d8是檢測光線向下遠(yuǎn)離信號的，它們共同作用，使得單片機(jī)對驅(qū)動(dòng)裝置做出不同的指示，以此來使得光電板一直處于垂直于光線的目的。進(jìn)而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制的。所述控制模塊用于接收所述ad轉(zhuǎn)換模塊發(fā)送來的數(shù)字信號，并對數(shù)字信號進(jìn)行處理，根據(jù)所接收到的數(shù)字信號向驅(qū)動(dòng)模塊發(fā)送受各個(gè)光敏電阻的接收光強(qiáng)度控制的驅(qū)動(dòng)方位角信號，以調(diào)整與步進(jìn)電機(jī)一連接x軸以及與步進(jìn)電機(jī)二連接的y軸的轉(zhuǎn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)控制云臺的高度與角度，達(dá)到利用采集到的光信號對云臺進(jìn)行方位控制，實(shí)現(xiàn)云臺自動(dòng)追蹤光照的目的；所述控制模塊還用于接收所述鍵盤模塊發(fā)送來的手動(dòng)控制和自動(dòng)控制操作指令，從而控制驅(qū)動(dòng)模塊發(fā)出驅(qū)動(dòng)方位角信號，以調(diào)整電機(jī)云臺的高度與角度；所述驅(qū)動(dòng)模塊用于接收控制模塊發(fā)送來的控制數(shù)字信號與驅(qū)動(dòng)方位角信號，從而控制步進(jìn)電機(jī)一驅(qū)動(dòng)x軸以及控制步進(jìn)電機(jī)二驅(qū)動(dòng)y軸；所述指示燈用于在鍵盤模塊發(fā)送自動(dòng)控制操作指令給控制模塊時(shí)，進(jìn)行點(diǎn)亮提示。

進(jìn)一步地，所述控制模塊為stc8951系列單片機(jī)。

進(jìn)一步地，所述驅(qū)動(dòng)模塊的型號為uln2803。

本發(fā)明的利用傳感器(光敏電阻)把接收到的光信號轉(zhuǎn)換成電信號，然后經(jīng)過信號處理及單片機(jī)控制后，由控制電路輸出相應(yīng)的控制數(shù)字信號驅(qū)動(dòng)方位角調(diào)整機(jī)構(gòu)和高度角調(diào)整機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的位置調(diào)整。以下是對本發(fā)明的基本電路硬件介紹：

選用stc8951系列單片機(jī)作為控制核心部分。51芯片具備一般單片機(jī)體積小、微型化、低功耗、易于擴(kuò)展、成本較低等優(yōu)點(diǎn)。stc8951屬于入門級的一款微型控制器，控制技術(shù)較為成熟。

選擇步進(jìn)電機(jī)具有以下特點(diǎn)：輸入脈沖步驟的方式操作的同期。在開環(huán)方式來完成高度準(zhǔn)確定位。啟動(dòng)和停止響應(yīng)能力出眾。不會有累積誤差角站。因?yàn)殡姍C(jī)結(jié)構(gòu)簡單，很容易維護(hù)。驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)控制器必須是，只需輸入磁盤驅(qū)動(dòng)脈沖一種簡單的方式開環(huán)高精度定位控制。

驅(qū)動(dòng)模塊的選擇：用uln2803驅(qū)動(dòng)繼電器。uln2803有比較多的驅(qū)動(dòng)電路，含有8個(gè)npn達(dá)林頓晶體管，可以直接驅(qū)動(dòng)兩個(gè)步進(jìn)電機(jī)。輸出端直接接繼電器線圈一端,繼電器線圈的另一端接電源正極,當(dāng)我們用的是5伏繼電器,也就是繼電器線圈另一端接5v電源.uln2803的9腳要接5v正電源,片內(nèi)有續(xù)流二極管。uln2803的輸入端直接和單片機(jī)i/o相連,不必加電阻。單片機(jī)輸出高電平就可驅(qū)動(dòng)繼電器動(dòng)作。綜合考慮采用uln2083驅(qū)動(dòng)繼電器，因?yàn)閡ln2083有較多的驅(qū)動(dòng)電路可以直接驅(qū)動(dòng)水平方向和垂直方向兩個(gè)步進(jìn)電機(jī)，uln2803不需加電阻。功能全面而且價(jià)格實(shí)際

單片機(jī)控制模塊：為方便使用，在線系統(tǒng)要求可以被重寫，并且可以存儲在電力的情況下的數(shù)據(jù)，而不需要保護(hù)的電源供應(yīng)器，而該系統(tǒng)是使用盡可能少的周向膨脹芯片，以提高系統(tǒng)的可靠性，需要mcu有一個(gè)芯片電可擦除可編程只讀存儲器，用于上述原因，該系統(tǒng)設(shè)計(jì)使用stc89c52rc微控制器。stc89c52rcstc單片機(jī)是一種低功耗的發(fā)電公司，高性能的微控制器。8k字節(jié)flansh，512字節(jié)的ram。它由一個(gè)復(fù)位電路和晶體振蕩器電路構(gòu)成。

晶振電路：scm有晶振，在單片機(jī)系統(tǒng)晶振效果稱為非常大，充分晶體振蕩器，它結(jié)合以產(chǎn)生所希望的單片微控制器的內(nèi)部時(shí)鐘頻率，微控制器晶體時(shí)鐘頻率越高，微控制器運(yùn)行速度更快，收到的所有指令執(zhí)行單片基于單片機(jī)的晶振時(shí)鐘頻率。在正常工作條件下，普通晶振頻率高達(dá)百萬分之五十的絕對準(zhǔn)確性。先進(jìn)更高的精度。一些晶體也可通過在一定范圍內(nèi)的施加電壓的頻率，被稱為一個(gè)電壓控制振蕩器(vco)來調(diào)節(jié)。晶體在共振狀態(tài)可以相互轉(zhuǎn)化晶體的電和機(jī)械能工作，以提供穩(wěn)定的和精確的單頻振蕩。微控制器晶體的作用是為系統(tǒng)提供一個(gè)基本時(shí)鐘信號。使用不同的頻率和射頻振蕩器一些組通信系統(tǒng)，和通過調(diào)整電子方法的頻率保持同步。的晶體，通常與一個(gè)鎖相環(huán)電路一起使用，以提供所需的系統(tǒng)時(shí)鐘頻率。如果不同的子系統(tǒng)要求不同頻率的時(shí)鐘信號可以與不同的鎖相環(huán)與晶體，以提供連接使用。stc89c5111.0592mhz的晶體振蕩器作為振蕩源，由于內(nèi)部振蕩器電路與微控制器，所以只要一個(gè)晶體和兩個(gè)電容器的外部連接，電容通常是50pf的15pf的之間。

復(fù)位電路：設(shè)置和復(fù)位了微控制器初始化電路在一定的狀態(tài)下，在一般情況下，微控制器復(fù)位電路的諸如狀態(tài)機(jī)的作用初始化為空狀態(tài)，而在mcu，mcu復(fù)位時(shí)，用于存儲負(fù)載設(shè)定值的設(shè)備的一些登記和制造商。單片機(jī)復(fù)位電路基本上是一個(gè)單片機(jī)復(fù)位引腳rst外部電阻器和電容器，上電復(fù)位。當(dāng)復(fù)位電平持續(xù)兩個(gè)機(jī)器周期以上的復(fù)位是有效的。復(fù)位電平持續(xù)時(shí)間必須大于兩個(gè)機(jī)器周期的微控制器。特定值可以使用的rc時(shí)間常數(shù)電路來計(jì)算。

光電轉(zhuǎn)換模塊選用光電傳感器：光敏電阻器是利用半導(dǎo)體的光電導(dǎo)效應(yīng)制成的一種電阻值隨入射光的強(qiáng)弱而改變的電阻器，當(dāng)它受到光的照射時(shí)，半導(dǎo)體片內(nèi)就激發(fā)出電子—空穴對，參與導(dǎo)電，使電路中電流增強(qiáng)。

其工作原理是根據(jù)內(nèi)光電效應(yīng)。在半導(dǎo)體光敏材料兩端裝上電極引線，將其封裝在帶有透明窗的管殼里就構(gòu)成光敏電阻，為了增加靈敏度，兩電極常做成梳狀。入射光消失后，由光子激發(fā)產(chǎn)生的電子—空穴對將復(fù)合，光敏電阻的阻值也就恢復(fù)原值。在光敏電阻兩端的金屬電極加上電壓，其中便有電流通過，受到一定波長的光線照射時(shí)，電流就會隨光強(qiáng)的增大而變大，從而實(shí)現(xiàn)光電轉(zhuǎn)換。光敏電阻沒有極性，純粹是一個(gè)電阻器件，使用時(shí)既可加直流電壓，也加交流電壓。半導(dǎo)體的導(dǎo)電能力取決于半導(dǎo)體導(dǎo)帶內(nèi)載流子數(shù)目的多少。

參見圖2所示，本發(fā)明的光電轉(zhuǎn)換的工作原理是接收光信號在將光信號轉(zhuǎn)換成電信號,單片機(jī)會根據(jù)光電轉(zhuǎn)換裝置采集的信號,分析后對驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)器uln2083發(fā)出指令,控制電機(jī)的轉(zhuǎn)向最終達(dá)到控制光電板位置的目的,使得光電板始終垂直于太陽光線，其中d6這個(gè)光敏電阻對原理的光線進(jìn)行檢測，一旦光線遠(yuǎn)離光電板時(shí)，d6檢測到信號立即發(fā)送給單片機(jī)，單片機(jī)就會對驅(qū)動(dòng)模塊發(fā)出向左轉(zhuǎn)動(dòng)的指示，步進(jìn)電機(jī)就向左轉(zhuǎn)動(dòng)。同理，d7是檢測光線向右遠(yuǎn)離信號的，d5是檢測光線向上遠(yuǎn)離信號的，d8是檢測光線向下遠(yuǎn)離信號的，它們共同作用，使得單片機(jī)對驅(qū)動(dòng)裝置做出不同的指示，以此來使得光電板一直處于垂直于光線的目的。進(jìn)而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制的。

ad轉(zhuǎn)換模塊：ad數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊包括ad轉(zhuǎn)換部分，電壓信號輸入部分，ad電壓采樣與信號輸出部分。從光電轉(zhuǎn)換電路得到的最終信號為模擬信號，之后還需要采用ad轉(zhuǎn)換器，把模擬信號變?yōu)閿?shù)字信號，其次通過單片機(jī)來處理。模擬量一般是電壓、電流等等信號，但是在ad轉(zhuǎn)換前，輸入進(jìn)ad轉(zhuǎn)換器里面的輸入信號一定得是電壓信號。當(dāng)ad轉(zhuǎn)換完成后，輸出的數(shù)字信號一般有8位、10位、12位和16位等。我們在此設(shè)計(jì)中使用的是pcf8591芯片，pcf8591芯片是一種擁有i2c總線接口的8位a/dd/a轉(zhuǎn)換芯片。i2c總線是飛利浦公司推出的串行總線，它和傳統(tǒng)的通信方式相比較擁有可靠性高，結(jié)構(gòu)簡單，易實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)擴(kuò)展，可維護(hù)性好，讀寫方便，易實(shí)現(xiàn)模塊化標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)等優(yōu)點(diǎn)。

pcf8591需要一個(gè)單電源(2.56v)一般是5v，cmos技術(shù)與pcf85914個(gè)8位a/d輸入，是逐次比較型，包括采樣和保持電路；一個(gè)8位d/a輸出，含有該dac數(shù)據(jù)的最大轉(zhuǎn)化率內(nèi)注冊/dd/a是大約11千赫茲，但由外部參考所需的功率的轉(zhuǎn)換。pcf8591具有四個(gè)模擬輸入，一個(gè)模擬輸出和串行i2c總線接口。pcf8591三個(gè)地址引腳a0，a1和a2可以用于編程的硬件地址，允許在不附加硬件訪問八個(gè)pcf8591設(shè)備相同i2c總線上。輸入和輸出的pcf8591裝置地址，控制和數(shù)據(jù)信號通過兩線雙向i2c總線串行發(fā)送。

步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)電路：步進(jìn)電機(jī)交流或直流電源不能單獨(dú)行使，要想實(shí)現(xiàn)其功能必須與加驅(qū)動(dòng)電路輔助，步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)(驅(qū)動(dòng)電路)的一項(xiàng)決定被用來改變控制電路(或邏輯電路)的順序和控制電機(jī)輸出功率整流電路(或電源電路(功率級))組件。這個(gè)數(shù)字是一個(gè)步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路圖。驅(qū)動(dòng)電路uln2803構(gòu)成更多的驅(qū)動(dòng)電路的，八npn達(dá)林頓晶體管連接陣列是理想的數(shù)字邏輯接口電平電路和高電流/電壓。uln2803是專為標(biāo)準(zhǔn)ttl。該電路的反向輸出型，在輸入電壓為低時(shí)，輸出端被以工作接通。它的基本工作原理：如果一個(gè)高輸入引腳16腳輸出低電平01，而同樣的在一般情況下，步進(jìn)電機(jī)的操作電壓是5v，9腳對應(yīng)芯片為5v的步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的工作電壓。輸入上拉電阻連接到單片機(jī)引腳。輸入是低，uln2003輸出高電平，與相關(guān)的正和負(fù)輸入電平。

系統(tǒng)實(shí)物平臺搭建：設(shè)計(jì)要求：機(jī)械部由電池板保持的，旋轉(zhuǎn)軸，基極和一個(gè)步進(jìn)馬達(dá)，由馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的機(jī)構(gòu)，電池板可自由地水平0和80度和360度之間垂直旋轉(zhuǎn)?？刂撇糠种饕蓅tc89c51單片機(jī)系統(tǒng)。跟蹤系統(tǒng)的機(jī)械結(jié)構(gòu)通常用螺絲來控制在基座上的步進(jìn)電機(jī)控制的方向，然后在步進(jìn)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)的步進(jìn)電機(jī)基座的水平連接上述安裝軸上。步進(jìn)電機(jī)的電平還通過螺釘在垂直方向的基礎(chǔ)上控制的，但也安裝了一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)軸線，并且連接到所述太陽能電池板和光敏電阻等元件。它分別工程機(jī)的機(jī)械結(jié)構(gòu)，使用兩個(gè)步進(jìn)電機(jī)的仰角和方位角控制兩個(gè)方向。垂直于平面的跟蹤方位角軸，控制水平方向；另一個(gè)軸是垂直于方向軸稱為俯仰軸控制的垂直方向，最后兩個(gè)步進(jìn)電機(jī)與所述單芯片控制系統(tǒng)相連，特別是與驅(qū)動(dòng)器芯片uln2803連接，而這又是與芯片的ad連接轉(zhuǎn)換芯片來控制步進(jìn)電機(jī)。在操作中，太陽能跟蹤器，根據(jù)通過所述旋轉(zhuǎn)軸方位變化的取向的太陽的位置移動(dòng)到由俯仰軸改變水平方向作為俯仰改變接收平臺的傾斜角度來改變垂直方向使太陽光線和太陽能電池板垂直，以實(shí)現(xiàn)跟蹤的目的。

本發(fā)明的基于單片機(jī)控制的二自由度云臺實(shí)現(xiàn)了以下幾項(xiàng)功能：

設(shè)計(jì)具有光電轉(zhuǎn)換模塊，可以對光線的采集，完成信號的放大，ad部分能將電壓信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號。

單片機(jī)可以通過接收光ad模塊輸出的信號，分析處理后發(fā)出指令控制電機(jī)自動(dòng)完成向前方、向后方、向左面、向右面轉(zhuǎn)動(dòng)。

通過切換鍵，可以切換到手動(dòng)控制模式，手動(dòng)控制狀態(tài)下使云臺能在依靠人為控制下各個(gè)方向自由移動(dòng)。

指示燈光顯示也能正常的進(jìn)行顯示和提示云臺目前處于自動(dòng)模式還是手動(dòng)模式，方便人們的觀察。

本次設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了云臺的基本功能。從采集模塊來看，它能夠較為準(zhǔn)確的采集光照信號，并將采集到的數(shù)據(jù)處理后進(jìn)行放大轉(zhuǎn)換，能發(fā)送處理后的信息。從執(zhí)行模塊來看，云臺可以完成數(shù)據(jù)的接受，將接收到的信號經(jīng)過單片機(jī)處理后驅(qū)動(dòng)電機(jī)的各種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)完成，也能正常的進(jìn)行模式的顯示。

綜上所述，本發(fā)明實(shí)施例提供的一種單片機(jī)控制的二自由度云臺，能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)控制和手動(dòng)控制，使云臺在接收到手動(dòng)控制的執(zhí)行命令后，手動(dòng)顯示燈變亮，準(zhǔn)確完成向上下轉(zhuǎn)動(dòng)、向右左轉(zhuǎn)動(dòng)等功能，當(dāng)切換到自動(dòng)控制模式時(shí)，自動(dòng)指示燈點(diǎn)亮，利用光電轉(zhuǎn)換模塊采集到的光信號對云臺進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)云臺自動(dòng)追蹤光照信號。自動(dòng)控制模式的原理是首先利用光敏電阻把采集到的光信號轉(zhuǎn)換成電信號，其次經(jīng)過ad模塊轉(zhuǎn)換成單片機(jī)可識別的數(shù)字信號。單片機(jī)對信號進(jìn)行分析處理，最后輸出相應(yīng)的控制數(shù)字信號與驅(qū)動(dòng)方位角以調(diào)整電機(jī)的高度與角度，實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的位置調(diào)節(jié)。因此，本發(fā)明所提供的云臺能被靈活控制并按期望方式運(yùn)行，可以代替人力來支撐攝影機(jī)和調(diào)節(jié)攝影機(jī)角度，不僅擴(kuò)大了拍攝的范圍還提高了拍攝的速度和準(zhǔn)確度。

以上公開的僅為本發(fā)明的幾個(gè)具體實(shí)施例，但是，本發(fā)明實(shí)施例并非局限于此，任何本領(lǐng)域的技術(shù)人員能思之的變化都應(yīng)落入本發(fā)明的保護(hù)范圍。