基于单片机的风帆控制系统论文.doc

摘要：本设计为一个帆板控制系统，以AT89C52单片机为控制核心，用PWM的方式来控制风力大小，从而吹动帆板偏转，通过角度传感器对帆板角度进行测量，测量结果送回单片机用来控制风力的大小，由此构成了一个闭环控制系统。通过按键可以控制风力大小和帆板角度，用LCD将相关数据显示出来。支架是纯手工制作的木板拼接而成，造型美观、耐用、环保。 关键词：角度传感器PWM、LCD、帆板AT89C52；Abstract：the design for a the panels control system, to control the microcontroller of AT89C52 core, with the way to control PWM wind blowing the panels, and the size to deflect, through the Angle sensor to measure the panels Angle, the measured results back to the microcontroller is used to control the size of wind power, which constitute a closed-loop control system. Through the buttons can control the size and the panels, wind Angle with the related data display LCD. Stents are pure handmade board joining together into, beautiful shape, durable, environmental protection. Keywords：Angle sensor; PWM; LCD; The panels; AT89C52； 目 录 一、任务及要求 1、任务 2、基本要求 3、发挥部分3 二、方案的设计与论证 1、帆板的设计 2、角度测试方案论证 3、AD转换电路方案的比较5 4、风速调节方案的比较 5、风扇驱动芯片的比较 6、显示 7、结构框图的设计理论分析与计算四、电路的设计与软件设计 1角度检测电路的实现 2、单片机最小系统电路的实现 3、风扇控制电路的实现 4、液晶显示电路的实现五、系统测试 1、测试仪器10 2、测试方法及结果 一 任务及要求1、任务 设计并制作一个帆板控制系统，通过对风扇转速的控制，调节风力大小，改变帆板转角θ，如图1 所示。 2、基本要求 （1）用手转动帆板时，能够数字显示帆板的转角θ。显示范围为0~60°， 分辨力为2°，绝对误差≤5°。 （2）当间距d=10cm 时，通过操作键盘控制风力大小，使帆板转角θ能够 在0~60°范围内变化，并要求实时显示θ。 （3）当间距d=10cm 时，通过操作键盘控制风力大小，使帆板转角θ稳定d调节装置转速控制风力角度检测信号转轴帆板风扇θ键盘数字显示F-2在 45°±5°范围内。要求控制过程在10 秒内完成，实时显示θ，并由声光提示，以便进行测试。 3、发挥部分 （1） 当间距d=10cm 时，通过键盘设定帆板转角，其范围为0~60°。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5度。 （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0~60°。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5°。二 方案的设计与论证 1、帆板的设计 方案一 设计如图所示，将角度传感器固定在悬臂梁上，帆板有小铁片于角度传感器中心轴相连。优点是帆板摆动灵活，制作简单，缺点是帆板固定不稳定，容易与悬臂梁摩擦。 方案二 如图所示，将传感器装在两支柱的外边，帆板与角度传感器中心轴同轴。优点是帆板稳定，但制作难度较大，中心轴摩擦力较大，帆板灵活度低。 方案三 设计如图所示，将角度传感器固定在两支柱内侧。优点灵活度相对于方案二要高，制作工艺相对简单。 经过多次测试，方案三优于其他两种方案，因此，选择方案三。 2 角度测试方案的比较与论证方案一：选用日本sakae思博?22HP-10 5KΩ 线性0.25%电位器做 角度传感器，优点是精度高，测量范围广，但灵活度低，价格高，不易于安装。 方案二：使用导电塑料电位器作为角度传感器，优点是灵活度高，精度高，易于安装，缺点是测量范围比上面要小。 经过两个方案的比较，方案二更适合于题意，因此，我们选用方案二。 3AD转换器方案的比较： 方案一：ADC0809转换角度传感器输出的电压。程序简单，转换通道多。此方案缺点在于ADC0809与