帆板控制系统设计报告材料

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1、实用标准文档帆板控制系统设计报告（F题）摘要：该系统，以STC12C5A60S2单片机作为主控制器，产生PWM波，经过大功率功管IRF530芯片驱动电机让风叶转动，使帆板发生角度偏移，由角度传感器(型号WDJ22G—A6)将角度的变化转化为电压，然后经OP07放大器传送到单片机的P1.2口（即ADC口），通过单片机的A/D进行AD采样转换，对角度传感器采集到的电压进行分析和处理，转换成代表角度的数字信号，采集的信号最终由LCD12864显示。此外系统还可以通过按键随时控制风力大小，使帆板固定在某一转角上，并有声光、语音提示，以便进行测试。整个测量

2、的分辨力为1度左右，绝对误差为1度。关键字:单片机、机械式角度传感器、PID，PWM文案大全实用标准文档目录1系统方案论证及方案选择2本系统软硬件设计2.1单元硬件电路设计2.1.1MCU系统及外围电路2.1.2角度传感器信号采集电路设计2.1.3直流电机风扇的驱动设计2.1.4语音提示电路设计2.2软件部分设计2.2.1PWM波的产生2.2.2STC12C5A60S2单片机AD转换的设计2.2.3LCD液晶显示部分的设计2.2.4帆板角度控制PID算法设计3.系统连调及测试3.1指标测试和测试结果4.结论参考文献附录1原器件清单附录2电路原理图

3、及印制板图文案大全实用标准文档附录3程序1.系统方案论证及方案选择1.1总体设计方案题目要求设计一个帆板控制系统，通过对风扇转速的控制，调节风力的大小，改变帆板Ø，并能实时显示其转角大小。设计主要由主控单片机STC12C5A60S2驱动直流电机，使风扇工作，带动帆板的转动，由角度传感器将偏移量进行电阻—电压的转换，转换结果通过运算放大器OP07进行传输，单片机的AD口对采集到的数据进行分析与处理，最后将转换的数字信号显示在LCD12864上,APR9600进行语音提示，当帆板角度到达所设定角度后，会进行提示，或者每变化多少度后进行一次提示。控制系

4、统键盘数字显示风扇帆板转轴声光报警图一文案大全实用标准文档1.2方案论证与选择1.2.1设计要求及思路题目要求设计一个帆板控制系统，通过对风扇转速的控制，调节风力的大小，改变帆板Ø，并能实时显示其转角大小。我们设计主要有主控单片机STC12C5A60S2控制直流电机（驱动芯片IFR530），使风扇工作，带动帆板的角度转动，由角度传感器将偏移量进行电阻—电压的转换，转换结果通过运算放大器OP07进行传输，单片机的AD口对采集到的数据进行分析与处理，最后将转换的数字信号在LCD液晶显示屏上显示。1.2.2方案论证与选择风扇转速控制系统的方案论证与选择

5、方案一：以普通单片机为核心，配以外围电路。采用AT89C52单片机，单片机模拟产生PWM，通过H桥及专用的驱动芯片。如：L298N驱动直流风扇，角度信号通过专用的数字芯片、光电编码器、旋转变压器、机械式角度传感器等，实现角度测量。再配以LCD屏、数码管、TFT屏、点阵屏等实现控制信息以及数字信息的显示。由于普通单片机功能有限，因此在使用时外围电路较复杂，所以在较短时间实现与完成稳定性、可靠性较差。方案二：以高性能的处理芯片，如ARM、DSP、FPGA等为核心、配以外围驱动电路。高性能的处理芯片，处理速度比较快，片内资源丰富，库函数丰富，软件编写方

6、便。但是价格贵。分析本题，该系统的处理量并不是很大，所以我们不选择此方案。方案三：以中高档单片机为核心，配以外围驱动外围芯片组成的系统。本系统的设计采用STC12C5A60S2单片机，其特点是高速、低功耗、超强抗干扰，指令代码完全兼容8051，速度快8—文案大全实用标准文档12倍。内部集成MAX810专用复位电路，2路PWM，8路高速10位A/D转换（250K/S，即25万次/秒），针对电机控制，强干扰场合。其内部包含中央处理器（CPU）、程序存储器（Flash）、数据存储器（SRAM）、定时/计数器、UART串口、串口2、I/O接口、高速A/D

7、转换、SPI接口、PCA、看门狗及片内R/C振荡电路等模块。STC12C5A60S2单片机几乎包含了数据采集和控制中所需的所有单元模块，可称得上一个片上系统。同时价格不高，掌握较易。基于这个特点我们选择这个芯片作为我们的控制核心。角度传感器的选择与介绍：数字式倾角（角度）传感器和单片机技术研制而成的现代智能化倾角测量仪器，广泛应用于测量平面和圆柱面对水平方向的倾角度，以及检验各种机床及其它设备工作台及导轨的平面度、直线度和垂直位置的正确度。其特点精度高,使用方便，功能齐全，但不易调节，对调试造成困难。机械式位移传感器，是一种以电压输出与轴旋转角度

8、或直线位移为线性关系的非线绕电位器，其特点是高精度、高寿命、高平滑性、高分辨率。可用作位置反馈、位置检测、电平调节等。该传感器使用简单，