20xx全国电子设计大赛优秀论文-基于单片机的帆板装置控制系统

20xx全国电子设计大赛优秀论文-基于单片机的帆板装置控制系统内容摘要：

定值，并实时显示 θ。 最大误差的绝对值不超过 5176。 （ 2） 间距 d 在 7~15cm 范围内任意选择，通过键盘设定帆板转角，范围为 0~60176。 要求 θ 在 5 秒内达到设定值，并实时显示 θ。 最大误差的绝 对值不超过 5176。 显示部分 方案一： 采用 LED 数码显示， LED 虽然能显示数字，但显示的 内容少且效果不好。 方案二： 采用 LCD12864 液晶显示， 12864 不但 能显示数字，而且还能显示字符、汉字等，显示效果较好。 综合考虑我们采用方案二。 传感器部分 方案一： 采用电位器做角度传感器，虽然价格便宜，但用起来工艺复杂，而且转换精度不足，分辨率低。 4 方案二： 采用 AMEB002 角度传感器，它的 主要特点： ①、 非接触式 360 度，高分辨率；转角范围： 0～ 360176。 ②、 输出模式：模拟输出模式；输出范围： ～+ ③、 分辨率： 12 位；精度： 10 位 ④、 供电电压： 5V+10%； ⑤、 用于磁钢位置监控的故障检测模式； ⑥、 宽温度范围： 40176。 C 到 +100176。 C。 综合考虑我们采用方案二。 驱动部分 方案一： 用继电器驱动直流电机。 可以将几个继电器组合使用，控制其开闭状态来实现电机的启停、正反转，电机的速度可通过控制其开闭的时间比例来实现。 方案二： 用 L298 驱动直流电机。 L298 可直接对电机进行控制，不需隔离电路，它通过改变控制端的电平来对电机进行启停、正反转操作，非常方便，亦能满足 直流电机减速时的大电流要求 虽然继电器价格相对便宜，而 L298 的价格稍贵， L298 在性能上优于继电器，继电器的主要缺点是响应速度慢，输入端功耗大。 综合考虑各方面因素，我们采用方案二。 2. 系统硬件设计 总体设计思路及基本控制原理 在本设计中我们采用了模拟控制及局部反馈控制 等控制方法，利用单片机按键控制直流电机的转速，从而实现风力的控制。 风力对帆的作用力来带动帆及角 图 1. 系统工作框图 5 度传感器的转动，角度传感器给单片机一个反馈信号，再由单片机控制直流电机的转速，并通过显示屏来实现角度的显示 ，通过蜂鸣器实现报警等。 系统的实际工作框图，如图 1 所示。 帆板气动装置的设计 由 10cm 15cm 硬质泡沫顶端加轴来构成帆板，在帆板轴刚性安装角度传感器实现同步转动，直流电机带动风扇做提供带动帆板转动角度的气压动力。 帆板两侧及径向设有垂直和弧形导风板，并将上述装置按装与底座上。 从而实现转读之间的互相之间的转换，角度传感器在给单片机一个反馈信号，从而实现单片机控制角度传感器的转动的角度。 提高帆板转动角度的精度是整个系统设计的关键，其精度直接影响到 角度传感器的测量值，从而影响到系统控制的难度。 实测表明帆板转动角度的精度会受到多种因素影响，如风扇和帆板之间的距离；电机的机械运动周期频率；帆板硬件的制作工艺等。 通过各方面的考虑，反复的调试我们实现了对帆板转角精度的精确控制。 电路的设计制作 核心控制单元 在本设计中我们采用单片机 STC89S52 模块 为核心控制单元。 来进行外部电路的控制。 从而实现各种功能，达到实验要求。 直流电机驱动电路 我们采用 L298 驱动模块进行直流电机的驱动，其模块原理图如图 2所示： 6 如图 2. L298 驱动模块原理图 信号转换电路 在本设计中我们采用的 A/D 转换装置为 TLC2543，实现了角度传感器与单片机之间的 信号 转换。 12864M1 是一种图形点阵液晶显示器，它主要有驱动器及 128 64 全点阵液晶显示器组成，可以完成图形显示，也可以显示 8 4 个汉字，与外部 CPU 接口课采用串行或并行方式控制，如表 1所示。 7 表 1. 12864M1 引脚功能 管脚号 管脚名称 电平 管脚功能描述 1 VSS 0V 电源地 2 VCC +5V 电源正 3 V0 对比度（亮度）调整 4 RS(CS） H/L RS=“ H” ,表示 DB7—— DB0 为显示数据 RS=“ L” ,表示 DB7—— DB0 为显示指令数据 5 R/W(SID) H/L R/W=“ H” ,E=“ H” ,数据被读到 DB7—— DB0 R/W=“ L” ,E=“。