帆板控制系统设计--毕业设计

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1、 毕业论文（设计）毕业论文（设计） 题目题目: : 帆板控制系统设计帆板控制系统设计 帆板控制系统 摘摘 要要 通过分析帆板控制系统的任务和基本要求，设计制作了 帆板控制系统。系统主要是由电源电路、中央处理器、运算 放大电路、角度检测电路、AD/DA 转换电路、帆板偏转机构 以及显示系统等部分组成。系统可通过独立键盘预设倾角或 设置风扇转速。控制风扇直流电机转速，则采用模糊 PI 算法 实现风扇电机转速闭环控制， 利用 PWM 结合增量式 PI 算法 进行自动调节控制。系统以 STC89C52 单片机为控制核心， 通过单轴倾角传感器 SCA60C 水平固定在帆板转轴上，达到 实时检测帆板角度的

2、目的，并利用 STC89C52 的定时器实现 脉宽调制，以 L298 芯片为驱动芯片从而控制风扇转速实现 帆板的转动角度设定，系统稳定。 关键词：单片机 DAC0832 自动控制 帆板 目 录 1、绪论 1 2、总体设计 4 2.1 设计风扇控制系统总体方案. 4 2.2 设计分析. 5 2.2.1 基础设计. 5 2.2.2 补充部分. 6 2.3 器件选定. 6 2.3.1 选定主控器. 7 2.3.2 选定角度传感器. 8 2.3.3 选定显示模块. 8 2.3.4 选定电机驱动模块 9 2.4 风扇控制电路. 11 2.5 角度检测原理. 11 2.6 控制算法. 12 3、系统详细设

3、计 13 3.1 电路设计. 13 3.2 程序流程图设计. 14 4、测试 15 4.1 测试方法及器材. 16 4.2 数据处理. 17 4.3 结果分析. 18 附录 19 参考文献 20 1 1、绪论、绪论 随着电子技术、信息技术和自动控制技术的飞速发展，近来单片机等微型处 理器在控制方面的应用也越来越多。随之逐渐渗透到我们生活的各个领域，几乎 很难找到哪个领域没有单片机的踪迹。 例如： 导弹导航装置， 飞机上仪表的控制， 网络通讯与数据传输，工业自动化中的实时控制和数据处理，以及广泛使用的各 类智能 IC 卡，轿车的安全保障系统，录像机、摄像机、全自动洗衣机的控制， 以及程控玩具等等

4、，所有这些都离不开单片机。加上其体积小、功耗低、控制功 能强、扩展灵活、微型化和使用方便等优点，使之广泛应用于仪器仪表中，并结 合不同类型的传感器，实现诸如电压、功率、频率、流量、湿度、温度、速度、 厚度、长度、角度、硬度、元素、压力等物理量的测量。并且，采用单片机控制 会使得仪器仪表变得数字化、智能化和微型化，而且其功能比起采用电子或数字 电路会更加强大。所以用该类型芯片开发的产品成本低廉且使用方面。 单片机还 可以构成像工厂流水线的智能化管理，电梯智能化控制、各种报警系统，与计算 机联网构成二级控制系统等形式多样的控制系统、数据采集系统。 由于单片机其体积小、功耗低、控制功能强、扩展灵活、

5、微型化和使用方便 等的这些优点，所以在经过分析设计后，我们决定设计出基于STC89C52单片机 为控制核心的帆板控制系统。帆板系统主要实现对风扇转速的控制，并调节风力 大小，改变其转角，有着很广泛的应用前景和发展空间。 2 2、总体总体设计设计 2 2.1.1设计设计风扇控制系统总体方案风扇控制系统总体方案 首先，系统主要由如下图（图一）中所示的 STC89C52 单片机主控器模块、 SCA60C 单轴角度检测模块、 12 位 A/D 转换模块 TLC2543 芯片、 电机驱动芯片 L298 以及键盘显示模块等组成。 图一图一 硬件框图硬件框图 其中 LCD1602 数据口接 P0 口。Rw

6、接 P2.5、Rs 接 P2.6、En 接 P2.7；A/D 转 换芯片 TLC2543 的 Clk 接 P2.0、Din 接 P2.1、Dout 接 P2.2、Cs 接 P2.3。 2 2.2.2设计设计分析分析 2 2.2.1.2.1基础基础设计设计 其一， 系统先通过角度传感器SCA60C实时测量角度并通过电压值发送到主控 单片机STC89C52，然后通过A/D芯片TLC2543转换为数值，单片机得到数值后实现 在显示模块LCD1602上显示出来。 其二， 通过按键设置风速大小并通过电机驱动芯片L298来改变直流风扇电机 的脉宽调制来改变风扇转速，从而改变帆板的倾斜角度，并通过问题一的解决方 案实时显示出帆板的角度值。 其三， 可在系统调试的时候测出帆板与风扇距离为10厘米且帆板被风扇吹起 45度时电机的占空比并存入程序中，当通过按键显示模块设置帆板转角为45度 时，调用45度所对应的脉宽调制来控制电机转速，使帆板倾角呈现45度来达到题 目要求。 2 2.2.2.2.2补充补充部分部分 可在其三的基础上， 将帆板与风扇距离为10厘米时帆板被风扇吹起的角度从