帆板控制系统毕业论文

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1、成都农业科技职业学院毕业论文论文题目：帆板控制系统专业名称：数控技术学号：200907061120学生姓名：王单指导老师：曾令培2011年12月-18-目录帆板控制系统2摘要2第一章设计方案的比较31．1系统方案及方案比较31.2角度检测模块设计方案选择与论证41.3驱动模块的方案选择与论证41.4系统总体方案4第二章系统的硬件设计与实现42.1D/A转换器的基本工作原理52.1.1.ADC0809特性参数52.1.2ADC0809工作原理62.1.3.ADC0809引脚功能62.2风扇控制电路72.3数据采集电路72.4角度测量原理82.5控制算法82.6声光报警模

2、块电路的设计原理92.7键盘电路设计92.8显示电路设计与原理9第三章电路与程序设计103.1风扇控制电路设计计算103.2控制算法设计与实现11第四章测试方案与测试结果124.1调试方法与仪器124.2调试数据124.3测试结果分析12第五章总结13参考文献13附件1：元件清单14附件2：总体电路图15附件3：设计程序16-18-帆板控制系统摘要：本设计核心的控制系统是采用单片机AT89C52通过对L298N芯片控制风扇转速，从而对帆板角度进行控制。该设计的硬件系统主要由五个模块构成，即角度传感器WDD35D4模块，ADC0809数模转换模块，单片机数据处理模块，L

3、298N对直流风扇调速模块，键盘及数码显示五个模块。软件系统主要实现对角度传感器和调速芯片的数据处理以及声光提示控制的功能。通过完整的软硬件控制实现了竞赛课题的基本要求和发挥部分。关键字：AT89C52；L298N；AD0809；角度传感器WDD35D4；轴流风扇-18-第一章设计方案的比较1．1系统方案及方案比较方案一：以单片机为控制核心，模数转换ADC0809和角度传感器WDD354数据采集，数模转换DAC0832和电压转换器组成驱动电路，软件编程简单，容易实现电压的该变，但是负载能差。方案二：采用FPGA作为系统的控制器。FPGA可以实现各种复杂的逻辑功能，规模

4、大，密度高。但由于本设计对数据处理速度要求不高，FPGA的高速处理的优势得不到充分体现，且其成本偏高，芯片引脚较多，硬件电路板布线复杂，将加重电路设计和实际焊接的工作。方案三：以单片机为控制核心，模数转换ADC0809和角度传感器WDD354数据采集，用功率器件L298N和单片机结合，组成风扇控制电路，可直接与单片机相连，软件编程容易实现改变驱动电压且驱动功率强大，调节占空比，输出电压调节范围大。本系统要求对被测对象进行精确、快速控制，需要芯片有强大的运算功能与实用的控制功能，故选取方案三。1.2角度检测模块设计方案选择与论证方案一：用自制的角度传感器（精密可调电阻+

5、恒流源）。通过测试，精度基本可以满足要求，但在平衡调整时装置的惯性较大，平衡难度大，易出现可调电阻接触不良的状况，且装置的体积较大，在帆板上安装困难。方案二：采用ZCC211N-232传感器，它采用磁阻传感器感应地球磁场的磁分量，从而得出方位角度，测量精度高，运行稳定，但此传感器要求在水平面上工作，而且在每次使用过程中需要通过键盘调零，使用不太方便。方案三：经以上分析，为保证检测精度和灵敏度，并考虑安装、使用要求，本系统采用方案三。1.3驱动模块的方案选择与论证方案一：采用一个三极管和场效应管设做PWM调速。此方案成本低、功耗低、调速特性优良等优点，可方便地实现PWM

6、驱动，但是电路复杂不易焊接。方案二：采用LM298N驱动电机。LM298N可驱动2个电动机，本实验装置我们选用驱动一台电动机。5，7，10，12脚接输入控制电平，控制电机的正反转。-18-利用PWM波来实现对输出电压的有效值大小和极性进行控制，具有调速特性优良、调整平滑、调速范围广、过载能力大等优点。综合以上两种方案的分析，本系统采用方案二。1.4系统总体方案风扇系统总体设计框图如下：角度传感器ADC0809数模转换单片机AT89C52键盘控制数码显示L298N直流风扇方案简述：以单片机作为控制核心，单片机和L298N相结合，基于PWM调速原理，用软件编程改变占空比输

7、出电压，从而改变芯片L298N的驱动电压，达到改变直流电扇风力大小。推动帆板角度的改变，经模数转换反馈给单片机给显示器显示变化的角度。再者通过单片机编程键盘设置实现角度的稳定和变化。第二章系统的硬件设计与实现2.1D/A转换器的基本工作原理D/A转换器是将输入的二进制数字量转换成模拟量，以电压或电流的形式输出。D/A转换器实质上是一个译码器（解码器）。一般常用的线性D/A转换器，其输出模拟电压uO和输入数字量Dn之间成正比关系。UREF为参考电压。将输入的每一位二进制代码按其权值大小转换成相应的模拟量，然后将代表各位的模拟量相加，则所得的总模拟量就与