系统总体方案描述

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1、帆板设计报告1.2系统总体设计1.2.1总体方案的描述据对题目要求的分析，得到初步的思路，系统总体框图（见图2）所示：图2系统总体方案框图总体方案的描述：题目要求设计一个帆板控制系统，通过对风扇转速的控制，调节风力的大小，改变帆板Ø，并能实时显示其转角大小。我们设计主要有主控单片机ATmage16L控制直流电机，使风扇工作，带动帆板的角度转动，由角度传感器将偏移量进行电阻—电压的转换，转换结果通过在RoboExp3.3软件编译环境中实现并通过下载线下载到ATmage16L单片机上，单片机对采集到的数据进行分

2、析与处理，最后将转换的数字信号在LCD液晶显示屏上显示。1.2.2各模块系统电路的比较与选择（1）角度传感器模块的比较与选择方案1：角度传感器KMZ41与信号调理芯片UZZ9001组成的角度采集模块。KMZ41与信号调理芯片UZZ9001一起能够对180°范围内的角度信号进行测量,并利用SPI方式提供11位的角度信号输出。电路图(见图3)所示。帆板设计报告+VO21+VO12VDD23VSS4GND5REST6TEST17TEST28DATA_CLK9SMODE10TEST311data12CLK13CS1

3、4OFFS215OFFS116VDDA17GND18TEST419TEST520VDD121Tout22--VO223--VO124*UZZ9001--VO11--VO22VCC23VCC14GND18GND27+VO26+VO15*KMZ41VCC100pFC?PSVCCCLKDATANetLabel1NetLabel1NetLabel1NetLabel1NetLabel1VCCVCC图3角度传感器KMZ41与信号调理芯片UZZ9001组成的角度采集模块图方案2：采用WDD35D-4角度传感器，独立线性度

4、达到0.1%，机械转角可达3600，理论电旋转角为3450，最大偏差为0.3450。旋转角度传感器转轴时，其电阻值随之改变，当转轴转到3600后，电阻值与旋转前的相等。因此可通过读取电阻值的大小来计算旋转的角度，也可以利用ADC采样将电阻值转换为电压值来判断旋转角度。帆板设计报告帆板设计报告WDD35D-4角度传感器缺点是输入信号和输出信号之间存在一定的延迟时间。方案3：采用深圳市华夏磁电子技术开发有限公司的AME-B001角度传感器，0－360度测量范围，但是安装非常不方便，而且电压输出信号，采集不便。主

5、要特点：　　1、非接触式360度，高分辨率；　　2、输出模式：　　＜1＞脉冲宽度调制（PWM）输出模式：　　转角范围：0～360°　　输出占空比范围：0～100％　　＜2＞模拟输出模式：　　转角范围：0～360°　　输出范围：0～＋5V　　　＜3＞同步串行接口，绝对角位置输出（SPI输出）　　3、分辨率：12位　　4、精度：10位　　5、用于磁钢位置监控的故障检测模式；　　6、供电电压：5V＋10％；　　7、宽温度范围：-40℃到＋125℃。　方案4：ADXL345是一款小而薄的超低功耗3轴加速度计、分辨率

6、高（13位），低功耗模式支持基于运动的智能电源管理，从而以极低的功耗进行阀值感测和运动加速度测量。帆板设计报告功能框图引脚说明：序号名称描叙1VCC电源供给范围3-5v2NC空引脚3NC空引脚4INT1中断15INT2中断26GND电源地7GND电源地8CS片选9SDOSPI数据输出/IIC地址设定10SDA/SDIOSPI数据I/O,IIC数据线（兼容5v电平）11SCLSPI时钟线，IIC时钟线（兼容5v电平）12VCC电源供给范围3-5v参数表：帆板设计报告名称参数供电电源3~5V供电电流30uA通信

7、接口IIC/SPI工作温度-40°~85°尺寸(长*宽*高)18.2mm×23.3mm×11.6mm方案5：采用SCA100T高精度双轴倾角传感器，此传感器为数字SPI输出模式，测量分辨率可达到0.0003度，具有灵敏度极高，抗冲击，抗震动等诸多优点，但采用该传感器所需要的硬件电路相对复杂，且分辨率也不需要那么高。对比之下，角度传感器KMZ41与信号调理芯片UZZ9001组成的角度采集模块结构电路较为复杂。而WDD35D-4角度传感器仅需要一个就可以完成角度传感器KMZ41与信号调理芯片UZZ9001组成的

8、角度采集模块才能完成的任务。所以选择方案二，采用WDD35D-4角度传感器检测转角。（3）转速控制模块的比较与选择方案1：采用专用芯片L298N作为电机驱动芯片。L298N是一个具有高电压大电流的全桥驱动芯片，它相应频率高，一片L298N可以分别控制两个直流电机，而且还带有控制使能端。用该芯片作为电机驱动，操作方便，稳定性好，性能优良。方案2：对于直流电机用分立元件构成驱动电路。由分立元件构成电机驱动电路，结构简