文档介绍：资料
2011年全国大学生电子设计竞赛
帆板控制系统(F题)
【高职高专组】
2011年9月3日
摘要
本帆板控制系统,采用台式计算机散热风扇作为系统的风源,用塑化板做帆板。采用STC89C52作为系统的核心,通过PWM方式来控制直流电机的运转速度,从而控制帆板偏转的角度。传感器采用WDD35角度传感器(精密电阻式),该传感器具有机械寿命长、分辨率高、转动顺滑、动态噪声小的优良性能,从而保证本系统的稳定性。用LCD器件RT12864M作为系统的显示器件,界面友好,能够显示系统的工作模式和实时角度,通过按键还可设置电机的转速从而调整帆板的偏转角度。软件采用查表法(自行设计)调整电动机需要的脉冲个数,节省大量CPU资源和程序存储空间,代码简洁,便于设计和调试。
关键词: STC89C52 PWM 精密电阻式查表法 LCD
目录
1系统方案 2
的论证控制系统的论证与选择 2
显示模块与选择 2
2系统理论分析与计算 4
传感器电压采集的分析与计算 4
PWM调速的分析和计算 5
3电路与程序设计 7
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控制系统子系统电路原理图 7
键盘子系统电路原理图 8
8
13
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4测试方案与测试结果 15
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测试条件与仪器 15
测试结果及分析 15
(数据) 15
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5扩展部分 16
参考文献 16
附录1:电路原理图 1
附录2:材料清单 2
附录3:源程序 3
帆板控制系统(F题)
【高职高专组】
1系统方案
本系统主要由控制系统模块模块、显示模块、角度传感器模块、风扇驱动模块、报警模块组成,下面分别论证这几个模块的选择。
控制系统的论证与选择
风扇模块是整个系统的关键,它决定整多个系统的稳定性,需要有稳定的风力,良好的风向,放置稳定。
方案一:采用自制12V的直流电的风扇,造价低,但不易固定,风向不集中,帆板倾角不稳定,无法准确采集角度数据,增加系统的不可用性。
方案二:采用上海AVC生产的F1225型台式计算机的散热风扇,采用12V直流供电,风力强劲,风向稳定,且利于固定
综合以上两种方案,选择方案二。
显示模块的论证与选择
显示模块是人和机器的交流部分,需要有良好的显示效果,易于读数,便于直接读取数据。
方案一:采用长沙太阳人生产的SMC1602A字符型液晶,该液晶价格便宜,但不能显示汉字,不利于多种显示,从而限制了整个形同的人性化。
方案二:采用深圳市华创信电子有限公司的RT12864M图形液晶,该液晶不但可以显示数字,字母,还可以显示图形、汉字。具有外形大方,易于直接读取数据等优点
综合以上两种方案,选择方案二。
角度传感器模块的论证与选择
角度传感器是将角度转化为非电量的器件,要求旋转灵活,有良好的角度和非电量有良好的线性关系,是直接决定系统精度得关键原件。
方案一:采用德国41M/RFC4801-636-211-201非接触式旋转角度传感器,该传感器具有分辨率高,无机械寿命。但需要适配磁块、不宜购买、价格昂贵。
方案二:采用上海思博机械电气有限公司的WDD35(如图1-1)精密电阻式角度传感器,该传感器具有机械寿命长、分辨率高、转动顺滑、动态噪声小的优良性能,价格适中。
图1-1 WDD35角度传感器
综合考虑采用WDD35精密电阻式角度传感器。
风扇的论证与选择
风扇模块是整个系统的关键,它决定整多个系统的稳定性,需要有稳定的风力,良好的风向,放置稳定。
方案一:采用自制12V的直流电的风扇,造价低,但不易固定,风向不集中,帆板倾角不稳定,无法准确采集角度数据,增加系统的不可用性。
方案二:采用上海AVC生产的F1225型台式计算机的散热风扇,采用12V直流供电,风力强劲,风向稳定,且利于固定
综合考虑采用台式计算机的散热风扇。
2系统理论分析与计算
传感器电压采集的分析与计算
AD0809是8为逐次逼近式A\D转换器如图2-1所示,它由逻辑控制电路、移位寄存器、DA转换器及所存缓冲器组成。
图2-1 AD内部图
在第一个时钟脉冲作用下,控制电路使时序产生器的最高位置1,其他位置0,其输出经数据寄存器将1000……0,送入D/A转换器。输入电压首先与D/A器输出电压(VREF/