帆板控制系统毕业设计论文(编辑修改稿)

帆板控制系统毕业设计论文(编辑修改稿)内容摘要：

滑调节，保证调节过程中本身对风扇的影响最低，但是 L298N的发热太快不能长时间工作。 方案三：采用大功率三极管，二极管，电阻电容等元件。 用上述元件搭建两个 H桥，通过对各路信号放大来驱动电机，原理简单。 但由于放大电路很难做到完全一致，当电机的功率较大时运行起来会不稳定，很难精确控制。 综合比较，本系统采用方案一。 显示模块的选择 方案一：用 LED 显示，优点亮度高、成本低，易于单片机编程，但是显示时占用 I/O口多，显示信息 量不足。 方案二：采用 LCD_12864 液晶显示，功耗低、无辐射显示稳定、抗干扰能力强，编程控制简单，使用方便，显示信息能力强等特点，且分行显示能够清晰的看清系统所运行的 6 所有信息。 方案三：采用 LCD1602液晶显示，其显示是采用背光照亮，对人眼损害很弱，再次 LCD又是一种节能灯，功耗小，使用寿命长等优点，不需要外加蕊片组合，可以直接与单片机连接。 单片机可以通过软件编程，来实现对液晶的显示的控制与设定。 使用起来十分方便，但是此系统设计显示的内容较多，用 LCD1602显示不完整。 考虑到本设计的要求，我们 选择方案二。 电源模块的选择 使用交流电 220v供电，搭建独立电源模块，经变压器变压后，再用 781 7805芯片进行稳压。 5V电源为单片机及其他传感器、显示屏等模块供电。 使用 220v交流电不仅能保证电量充足，而且相对于干电池有恒定的电压和电流。 容易完成本设计的要求。 所以我们采用此方案。 A/D 转换模块的选择 方案一： TLC1543美国 TI司生产的多通道 10位 模数转换器。 采用串行通信接口，具有输入通道多、性价比高、易于和单片机接口的特点，可广泛应用于各种数据采集系统 ,但其 AD转 换精度不能满足该系统对帆板角度的准确测量。 方案二：采用 8位的 A/D转换器 MAX1113构成 A/D转换电 7 路。 采用单一的 5V电源供电， 性价比高 、易于与单片机接口连接，但是我们对此芯片原理不够熟悉。 方案三： ADC0804是属于连续渐进式（ Successive Approximation Method）的 A/D转换器，它是 8位，即分辨率为 1/256，转换值介于 0～ 255之间，采用单一的 5V电源供电。 这类型的 A/D转换器除了转换速度快（几十至几百 us）、分辨率高外，还有价钱便宜的优点，普遍被应用于微电脑的接口设计 上。 根据本设计的要求和我们对芯片的熟悉程度，我们最终选用了方案三。 语音播放模块 方案一：采用 ZY1420A语音模块。 ZY1420A内部使用ISD1420作为主控芯片 ,虽然它实现的声音较好，但外围电路复杂，实现的要求高，价格昂贵，性价比不高，对工业来说，不利于产品的大规模生产。 方案二：采用 APR9600语音录放集成电路。 这是一种永久记忆型语音录放电路，可重复录放 10万次。 该芯片采用多电平直接模拟量存储专利技术，单片电路可录放 32～ 60秒，串行控制时可分 256段以上，并行控制时最大可分 8段。 具有价格便宜、多种手动控制方式、分段管理方便、多段控制时电路简单、采样速度及录放音时间可调、每个单键均有开始 8 停止循环多种功能等特点。 完全可以满足题目要求。 根据本设计的要求，我们最终选用了方案二。 系统各模块的最终方案 经过仔细分析和论证 ,决定了系统各模块的最终方案如下： （ 1）控制器方案：采用 STC89C52单片机控制。 （ 2）电源方案：采用变压器降压、三端稳压器 780 7812稳压后给整个系统提供恒定的电压与电流。 （ 3）风扇驱动方案：采用 ULN2803芯片来做驱动电路。 （ 4）角度测量方案： 由 SYD35D4角度传感器和 ADC0804构成角度测量电路。 （ 5）数字显示方案：采用 LCD12864液晶显示。 （ 6）键盘模块设计方案： 4个独立按键。 此外，声光提示模块使用高亮度的 LED和蜂鸣器，语音模块使用 APR9600语音播报模块，使人们能够清晰的知道角度的位置所在。 单片机 STC89C52主要用于控制风扇速度、角度传感器数据处理并与用户进行交互，实现了帆板角度计算、风力大小控制和帆板角度值设定并稳定角度、最终进行声光提示、语音播报等功能。 9 2．系统理论分析与计算 角度测量原理 角度传感器的 内部可看作是一个电位器。 当它工作时，转轴旋转的角度和电位器的电阻值满足函数关系式 )(1 fR ，然后将电阻和角度的关系转换成电压和电阻的关系 )(2 RfU ，再通过 A/D转换器得到电压数字量 )(3 UfUD  ，即得到电压数字量与角度的关系式 )(4 fUD  ，最后列出 DU 与  的表格求出角度。 10 控 制 器 按键 风扇 驱动电路 3．硬件电路的 设计 系统硬件的基本组成 本系统主要由 主控制 模块、 驱动 模块、 采集 模块、 显示模块、 电源模块组成 其结构框图如图 ，几个模块之间相互独立且存在联系，实现信息状态的上传和控制命令的下发。 图 系统控制框图 各部分硬件电路模块设计 主控制电路模块设计 主控制电路主要有单片机，独立按键等部分组成，通过控制主电路来控制 系统的正常运行，从而实现 题 目 的要显示 按键 控 制 器 驱动电路 电机 传感器 11 求。 其结构框图和电路图分别如图 、图。 图 主控电路框图 S1切换键S2加一键S3减一键S4设定键5VY112M H ZC1C2+ C3RQ1Q2D1RX风扇P P P P P + 24 VE A /V P31X119X218R E S E T9RD17WR16I N T 012I N T 113T014T115P 101P 112P 123P 134P 145P 156P 167P 178P 0039P 0138P 0237P 0336P 0435P 0534P 0633P 0732P 2021P 2122P 2223P 2324P 2425P 2526P 2627P 2728P S E N29A L E /P30T X D11R X D10V C C40GND20U1805 15V1 2 3 4 5 6 7 816 15 14 13 12 11 10 9R P 18R。