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1、实用标准帆板控制系统作者：何波王和创吴海作者单位：广东科学技术职业学院邮编：519090摘要：本系统采用STC89C51单片机作为核心控制器，由主控制模块、角度测量模块、键盘输入模块、LCD显示模块、电源模块、提示音模块、A/D转换模块、电机驱动电路等八部分构成。由单片机实时读取N1000060C角度传感器测量的帆板转角θ值，通过与设定值相比较，改变PWM输出信号，精密调节风扇电机的转速，改变风力大小，达到调整帆板转角的要求。经验证，本系统性能稳定、可靠、精度高。关键词：STC89单片机，角度传感器，液晶显示屏1602，PWM脉冲Abstract:tthissystemadopts
2、theSTC89C51single-chipmicrocomputerasthecorecontroller,bythemaincontrolmodule,theAnglemeasurementmodule,keyboardinputmodule,LCDdisplaymodule,powermodule,voicemodule,A/Dconversionmodule,motordrivecircuitandsooneightparts.N1000060CAnglesensorreadingbythesinglechipmicrocomputerrealtimemeasurement
3、ofthepanelsrotationthetavalues,bycomparingwiththesetpoint,changethePWMoutputsignal,preciseadjustmentofthefanmotorspeed,changethesizeofwind,tosuittherequirementsofadjustingthepanelsaroundthecorner.Verified,thesystemperformanceisstable,reliable,highprecision.Keywords:STC89C51microcontroller,Angl
4、esensors,liquidcrystaldisplay1602,PWMpulse精彩文档实用标准一、方案比较与论证1、剖析赛题本赛题要求设计一个帆板控制系统，依赛题的要求，该系统应具有主控制模块、角度测量模块、串口模块、键盘输入模块、LCD显示模块、电源模块，电机驱动电路等。系统整体模块图如图1所示。PWM脉冲驱动模块直流电机键盘输入蜂鸣器A/D转换模块角度测量模块LCD1602液晶显示模块STC89C52单片机图1系统基本框图精彩文档实用标准2.各模块实现方案比较与选择1）主控制器模块方案一：帆板控制系统采用传统的STC89C52单片机作为调节装置和风扇控制的核心。STC89
5、C52 单片机具有价格低廉,使用简单和广泛性特点，并且运算速度，功能都能满足中端产品开发，另外还可以扩展外围模块。使用STC系列单片机，该系列单片机是高集成单片机，功能和性能都要比51系列强大很多，而且内部集成了内置振荡器和复位，EEPROM、ADC、PWM、四态I/O接口。方案二：帆板控制系统采用以 ARM 为系统控制器采用 32 位 RISC 微处理器 ARM 实现调节装置和风扇控制功能的核心，能完成研究题目的要求，但是,ARM 不适合多线程操作，另外应用在系统中会使电路和软件设计变得复杂。方案三：帆板控制系统采用FPGA作为系统控制器核心，因为FPGA可以直接用硬件扫描、编码
6、、解码、纠错，稳定性高、扩展性能好、体积小，可以提供丰富的逻辑单元和I/O资源。具有很强的实时性和准确性。可以实现各种灵活控制。因此特别适合复杂逻辑电路设计，但FPGA的成本偏高。方案比较结果：虽然51单片机处理速度较低，相对于FPGA的性能，有一定的不足之处，但FPGA与单片机相比，价格较高，显得大材小用，性价比偏低，而51单片机足以满足帆板控制系统的设计需要。2）角度测量模块方案一：采用光电二极管电路，接收光信号的多少和帆板偏转的角度成正比，并将光信号转换为电压信号，来反映角度的变化。探测角度满足本题目的要求，且SPI数字输出无需外加A/D转换电路，软件调试简单。方案二：采用K
7、MZ41磁阻式角度传感器测量帆板的角度，然后通过无线发射系统把测得的角度发送给控制系统，但需外加侧场合信号调理芯片构成的电压输出式角度传感器UZ9000/UZ9001才能输出数字信号。探测角度大，增强了帆板的稳定性，但附加电路复杂，误码率不为零，无法确保系统的稳定。方案三：倾角传感器N1000060是一款单轴角度传感器，传感器在测量时需要与测量平台保持平衡，并且传感器的两个轴要相互平衡。测量范围：-90°到+90° 单极+5V 供电，比例输出。探测角度满足本题目的要求
