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【摘 要】三维方向或角度自动调整的控制系统设计，解决了人们对显示器最佳视觉的要求；系统设计采用了单片机程序控制，遥控采用了士兰微电子公司标准红外发射和接收芯片，系统实用性和可靠性非常高。
【关键词】三维控制；单片机应用；复位程序；最佳视觉；红外遥控；信息处理
随着科技的发展，人们越来越注重生活的品质，对高品质生活和舒适程度的追求，给科技发展提出了更高的要求。就电视显示装置来说，从黑白显示器到彩屏显示器再发展到液晶高清晰彩色显示器，无不完美体现了科技发展带来的成果。人们希望液晶电视（显示器）在不同位置观看时，使其达到最佳的视觉要求。而通常的手工调节很不方便，也不能满足观看视角舒适度的要求，因此，我们开发了一种通过遥控自动调节显示器的姿态视角控制系统装置。
1.系统机械结构简述
系统控制装置通过三维方向电机驱动机构伸缩、左右转动和仰角变化，使显示器符合观看者视角要求。结构原理图略。
2.系统控制原理简述
系统控制包括主控单元，驱动单元，和手持式遥控器三部分组成。主控单元是系统的控制中心，负责接收遥控指令，产生驱动单元控制信号，控制电机运动，限位开关检测等；驱动单元驱动各进给电机运转；手持式遥控器是用户操作单元，用户通过操作遥控按键，将指令发送给主控接收单元，实现控制要求。
系统在接到用户发出的遥控指令后，对接收的信号进行处理分析，再放大后供给驱动单元，电机根据指令按要求旋转，带动机械机构运动，调整显示器位置或视角，达到最佳视角位置。
3.系统硬件
3.1 系统主控单元
系统主控单元主要由红外接收，信号处理、和位置反馈检测等部分构成。主控单元采用台湾松翰电子公司的sn8p27142高性能单片机作为系统处理器，sn8p27142详见松翰电子公司相关技术资料。系统红外信号接收器采用士兰微电子公司的SC9149A芯片，SC9149A芯片是一款专用红外遥控系统接收芯片，与红外遥控发射芯片SC9148A配合使用，构成一个完整的遥控发射接收系统。
系统主控单元还包括信号放大（电平转换）和反馈检测部分，信号放大（电平转换）采用LM339比较器，反馈检测采用电位器随转动位置拾取电位值，送入处理器进行处理分析。红外信号被接收后经解码输出给信号处理器芯片，信号处理器通过对红外命令信号和位置反馈检测信号的分析、判断、比较，产生系统控制信号，并输出到信号放大部分，经信号放大和电平转换后供给驱动部分。
3.2 系统驱动单元
系统驱动单元是将控制单元输出的驱动信号进行整流和功率放大，电路采用桥式整流控制方式，经桥式整流后，控制电流输出给电机。另一路驱动（伸缩方向）采用继电器控制换向的方式，电机均采用带有减速齿轮箱的低压直流电机，限于篇幅不再详述。
3.3 系统硬件原理图（如图1）
图中：IC1接收到信号后在相应脚位（3、4、5、6、7脚）输出高电平。红外接收信号经解码后分别从IC2的1、2、3、13、18脚输入，经软件处理后再先后分别从17、16、15、14、11、10脚输出。
前后伸缩信号从IC2的10、11脚输出，由BG1、BG2、K1、K2等组成的前后伸缩驱动执行电路，S1、S2是前后伸缩运动中的限位开关（使用常闭触点）。
左右轉动信号从IC2的17、16脚流出到IC3电压比较器后，经IC3的7、5脚输入，1、2脚输出轮流通断高电平信号，控制P3、P4、N3、N4场效应管的通断，以达到控制电机转动方向的目的。WK1、WK2是左右转动和俯视调整电机转动到极限位置时的检测电位器，并且电位器中心抽头在中点位置时完成复位。俯仰角度的调整原理同左右转动。
3.4 手持式遥控器
手持式遥控器采用士兰微电子公司SC9148A红外遥控发射芯片设计，本系统使用了五个通道和一个复合通道作为三维方向的控制按钮。单独按下某一个按键，驱动部分会执行某单一动作（如左转或右转）；当同时按下“伸”和“缩”两按键时，左右和仰俯方向会同时复位到中点位置。原理及布置如图2。
4.系统软件处理流程
系统软件主要是系统主控单元sn8p27142单片机程序，系统软件包括：系统初始化，红外接收按键信号检测，信号处理（红外指令信号分析、位置反馈信号分析，信号判断、比较和产生系统控制信号输出），系统软件和复位软件流程图如图3。
作者简介
汪木根，宁波海得工业控制系统有限公司工程师，多年从事机电一体化产品研发设计。
余春，安徽工程大学机械与汽车学院讲师，从事一线教学和科研工作。
【关键词】三维控制；单片机应用；复位程序；最佳视觉；红外遥控；信息处理
随着科技的发展，人们越来越注重生活的品质，对高品质生活和舒适程度的追求，给科技发展提出了更高的要求。就电视显示装置来说，从黑白显示器到彩屏显示器再发展到液晶高清晰彩色显示器，无不完美体现了科技发展带来的成果。人们希望液晶电视（显示器）在不同位置观看时，使其达到最佳的视觉要求。而通常的手工调节很不方便，也不能满足观看视角舒适度的要求，因此，我们开发了一种通过遥控自动调节显示器的姿态视角控制系统装置。
1.系统机械结构简述
系统控制装置通过三维方向电机驱动机构伸缩、左右转动和仰角变化，使显示器符合观看者视角要求。结构原理图略。
2.系统控制原理简述
系统控制包括主控单元，驱动单元，和手持式遥控器三部分组成。主控单元是系统的控制中心，负责接收遥控指令，产生驱动单元控制信号，控制电机运动，限位开关检测等；驱动单元驱动各进给电机运转；手持式遥控器是用户操作单元，用户通过操作遥控按键，将指令发送给主控接收单元，实现控制要求。
系统在接到用户发出的遥控指令后，对接收的信号进行处理分析，再放大后供给驱动单元，电机根据指令按要求旋转，带动机械机构运动，调整显示器位置或视角，达到最佳视角位置。
3.系统硬件
3.1 系统主控单元
系统主控单元主要由红外接收，信号处理、和位置反馈检测等部分构成。主控单元采用台湾松翰电子公司的sn8p27142高性能单片机作为系统处理器，sn8p27142详见松翰电子公司相关技术资料。系统红外信号接收器采用士兰微电子公司的SC9149A芯片，SC9149A芯片是一款专用红外遥控系统接收芯片，与红外遥控发射芯片SC9148A配合使用，构成一个完整的遥控发射接收系统。
系统主控单元还包括信号放大（电平转换）和反馈检测部分，信号放大（电平转换）采用LM339比较器，反馈检测采用电位器随转动位置拾取电位值，送入处理器进行处理分析。红外信号被接收后经解码输出给信号处理器芯片，信号处理器通过对红外命令信号和位置反馈检测信号的分析、判断、比较，产生系统控制信号，并输出到信号放大部分，经信号放大和电平转换后供给驱动部分。
3.2 系统驱动单元
系统驱动单元是将控制单元输出的驱动信号进行整流和功率放大，电路采用桥式整流控制方式，经桥式整流后，控制电流输出给电机。另一路驱动（伸缩方向）采用继电器控制换向的方式，电机均采用带有减速齿轮箱的低压直流电机，限于篇幅不再详述。
3.3 系统硬件原理图（如图1）
图中：IC1接收到信号后在相应脚位（3、4、5、6、7脚）输出高电平。红外接收信号经解码后分别从IC2的1、2、3、13、18脚输入，经软件处理后再先后分别从17、16、15、14、11、10脚输出。
前后伸缩信号从IC2的10、11脚输出，由BG1、BG2、K1、K2等组成的前后伸缩驱动执行电路，S1、S2是前后伸缩运动中的限位开关（使用常闭触点）。
左右轉动信号从IC2的17、16脚流出到IC3电压比较器后，经IC3的7、5脚输入，1、2脚输出轮流通断高电平信号，控制P3、P4、N3、N4场效应管的通断，以达到控制电机转动方向的目的。WK1、WK2是左右转动和俯视调整电机转动到极限位置时的检测电位器，并且电位器中心抽头在中点位置时完成复位。俯仰角度的调整原理同左右转动。
3.4 手持式遥控器
手持式遥控器采用士兰微电子公司SC9148A红外遥控发射芯片设计，本系统使用了五个通道和一个复合通道作为三维方向的控制按钮。单独按下某一个按键，驱动部分会执行某单一动作（如左转或右转）；当同时按下“伸”和“缩”两按键时，左右和仰俯方向会同时复位到中点位置。原理及布置如图2。
4.系统软件处理流程
系统软件主要是系统主控单元sn8p27142单片机程序，系统软件包括：系统初始化，红外接收按键信号检测，信号处理（红外指令信号分析、位置反馈信号分析，信号判断、比较和产生系统控制信号输出），系统软件和复位软件流程图如图3。
作者简介
汪木根，宁波海得工业控制系统有限公司工程师，多年从事机电一体化产品研发设计。
余春，安徽工程大学机械与汽车学院讲师，从事一线教学和科研工作。