风板控制装置文档1剖析.doc

2015年全国电子设计竞赛TI杯 作品设计报告 选题： I题风板控制装置 编号： 组别： 学生姓名： 2015年8月12日 摘要：该系统为一个风板控制系统，通过对风机转速的控制，调节风力大小从而改变风板的角度。为了满足风板控制系统的设计要求，本系统以TI公司的MSP430F5529单片机作为系统的可控芯片，选用低成本SCA60C-N1000060倾角传感器模块来测量风板转动的角度，灵敏度高，满足对角度的准确测量。对于关键的风机驱动电路，经过充分的比较与论证，最终选用驱动模块L298N，通过单片机输出PWM波，更好的实现风机的调速，并且加入PID控制，实现了控制角度的优化。系统的显示部采用12864液晶显示，串行接口，编程容易，并且实现的信息量大。经过测试，作品达到了题目的要求。 关键词：单片机；PWM控制；风板；角度控制 PID调速 Abstract: The system for a wind board control system, through to the fan speed control, adjust the wind size and changing the Angle of the wind plate.In order to meet the wind board control system design requirements，This system by TI companys MSP430F5529 single-chip microcomputer as the control chip of the system，Choose low-cost SCA60C - N1000060 Angle sensor module to measure the wind plate rotation Angle, high sensitivity, meet the accurate measurement of the Angle。For key fan drive circuit, after adequate comparison and demonstration, finally chooses L298N drive module, through single chip microcomputer output PWM wave, better realize the fan speed, and join the PID control, realized the optimization of the control point of view。 1?方案论证与比较 本系统由风机驱动模块、角度传感器检测模块、按键显示模块、风机模块、转轴模块和电源模块组成。采用MSP430F5529单片机做为系统控制的芯片，下面分别论证这几个模块的选择。 1.1风机驱动模块的论证与选择 方案一：采用大功率三极管，二极管，电阻电容等元件。用上述元件搭建两个H桥，通过对各路信号放大来驱动电机，原理简单。但由于放大电路很难做到完全一致，当风机的功率较大时运行起来会不稳定，很难精确控制。 方案二：采用L298N驱动电路，L298N是常用的电机驱动芯片，该芯片有两个TTL/COMS兼容电平的输入，具有良好的抗干扰性能，可用单片机的I/O口输入信号，其输出的PWM脉冲控制直流电机，能够对电机上升和下降进行平滑调节，保证调解过程中本身对风机的影响最低，且电路简单、易用、具有很高的性价比。 根据设计要求，我们选择方案二。 1.2 角度传感器检测模块的论证与选择 方案一：线性电位器WDD35D-4是360度连续机械转交的线性电位器，精度可达到1%，将电位器旋钮和电位器分别与风板和风板摆动轴相结合，在风板摆动的同时带动旋钮高边阻值，用AD测出电压变化，从而换算出倾斜角度。 方案二：采用低成本SCA60C-N1000060单轴倾角传感器模块，测量范围为-90~+90°。它具有工作温度范围宽、成本、性价比高、?抗冲击能力强??低噪声体积小等优点。它通过MSP430F5529单片机其自带的A/D转换，将采样到的电压信号进行数字滤波算法分析，进而转换输出风板偏转的角度。 方案选定：方案一线性度好但是机械结构比较复杂。方案二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。综上方案论证，采用方案二。 1.3按键显示模块的论