2015全国大学生电子设计竞赛设计报告模板.docVIP

2015年全国大学生电子设计竞赛 （B题） 20年8月日 摘 要 轴流风机已有悠久的历史，它以其通流范围大、全风压范围宽，尺寸小和驱动功率要求不高的特点而在电力、 本课题要设计的是风力摆控制系统，通过PWM控制4台轴流风机的转速，使其能够按照所设定的方向运动，并按照设定的距离而运动。 设计的风力摆运动范围是半径为30CM的圆内，通过激光头在地面照射点的移动距离来测量运动范围。并带有四种工作模式，通过12864液晶显示屏和矩阵键盘来选择，运动的角度也可在液晶屏上一并显示。 （示例）电容已经成为电路设计的常用原器件之一，有它不可取代的地位，而最常用的是电解电容，它在使用一段时间之后将会产生偏差，为了能得到它得正确电容值，在使用时往往要测量一下其电容值。因此就用到了电容测量仪 。 本课题要设计的是数字式电容测量仪，使其电容值以十进制的数在数码管上显示出来。从而可以直接的看出电容值，相对比较直观，而且误差相对较小（误差约为1％）。 设计的电容测量仪的测量范围是10uF~990Uf，显示的数值N是00~99，数字显示器所显示的数字N与被测电容量CX的函数关系是 N=Cx/(10μF)。当被测电容值超出量程时数码管呈灭零状态，报警二极管发光。 该电容测量仪将在电容测量方面显示出它独特的优越性。 （小四、宋体） 关键词：脉宽；脉冲；数显；电容（小四、宋体） 目 录 一、系统方案 1 1、XXXX的论证与选择 1 2、XXXX的论证与选择 1 3、控制系统的论证与选择 1 二、系统理论分析与计算 1 1、XXXX的分析 1 （1）XXX 1 （2）XXX 1 （3）XXX 1 2、XXXX的计算 2 （1）XXX 2 （2）XXX 2 （3）XXX 2 3、XXXX的计算 2 （1）XXX 2 （2）XXX 2 （3）XXX 2 三、电路与程序设计 2 1、电路的设计 2 （1）系统总体框图 2 （2）XXXX子系统框图与电路原理图 2 （3）XXXX子系统框图与电路原理图 2 （4）电源 3 2、程序的设计 3 （1）程序功能描述与设计思路 3 （2）程序流程图 3 四、测试方案与测试结果 3 1、测试方案 3 2、测试条件与仪器 4 3、测试结果及分析 4 （1）测试结果(数据) 4 （2）测试分析与结论 4 五、结论与心得 4 六、参考文献 4 附录1：电路原理图 5 附录2：源程序 6 风力摆控制系统（题） 【组】 系统方案 本系统主要由单片机STC12C5A60S2模块、L298N电机驱动模块、6050角度传感器模块、电源模块组成，下面分别论证这几个模块的选择。 1、单片机的论证与选择 方案一： 传统的51单片机为8位机，价格便宜，控制简单，但是运算速度慢，片内资源少，存储容量小，难以存储大体积的程序和实现快速精准的反应控制。并且受时钟限制，计时精度不高，外围电路也增加了系统的不可靠性。 方案二： 方案三： 综合以上三种方案，由于方案二容易使用， 且成本较低，选择方案二。 2、的论证与选择 方案二：采用脉宽调制方式（PWM）从I/O口输出不同占空比的脉冲，经滤波后获得不同高低电平控制电机。本方案可以达到对速度的控制要求，且控制简单易实现。 通过比较明显方案二最单洁清晰、容易实现、速度快、精度高。从系统指标要求来看，对速度要求较高，低速与高速之间差别较大，且准确度要求高，各个速度之间的切换也要求简单、迅速。采用方案二可利用单片机运行速度快的特点进行速度的快速调整，且方案二速度准确度高、级数多容易达到系统指标要求，所以我们选用方案二作为控制部分具体实施的方案。 综合以上两种方案，选择方案二。 3、的论证与选择 方案二：采用芯片L298驱动电机， 用单片机控制L298的输入使之工作在占空比可调的开关状态，精确调整电动机转速。 电子开关的速度很快， 稳定性也极强。 但驱动电流小，无法驱动更大功率的电机，限制了其应用范围。 综合以上分析，电机驱动芯片L298N电路设计简单、抗干扰能力强、可靠性好，所以选择方案二 3、角度的论证与选择 方案二：采用水平角度传感器AS5040。这款芯片是一种非接触、高分辨力编码、在零度到三百六十度范围内进行角度测量的传感器芯片。AS5040是一个完整的偏上系统解决方案，它将霍尔元件、模拟前端和数值信号处理器、接口检录集成在单个芯片中。它提供磁钢和增量信号和绝对角度位置，可以放在芯片的上面或下面。 经过讨论，虽然这AS5040款传感器能够满足角度的要求，但是实际不好安装到单摆上，安装不好误差非常大，所以我们小组没有采用此芯片。所以我们采用用SCA100T-D02。 方案三：MPU-6050为整合性6轴运动处理组件（三轴陀螺仪 + 三轴加速度），其角速度全格感测范围为±25