2015全国大学生电子设计竞赛i题设计报告剖析

《2015全国大学生电子设计竞赛i题设计报告剖析》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、风板控制装置设计报告作者姓名：作者班级：指导老师：26/28风板控制装置设计要求一、任务设计并制作一个风板控制装置。该装置能通过控制风机的风量来控制风板完成规定动作，风板控制装置参考示意图见图1。图1风板控制装置参考示意图二、要求1．基本要求（1）预置风板控制角度（控制角度在45°～135°之间设定）。由起点开始启动装置，控制风板达到预置角度，过渡过程时间不大于10s，控制角度误差不大于5°，在预置角度上的稳定停留时间为5s，误差不大于1s。动作完成后风板平稳停留在终点位置上；（2）在45°～135°范围内预置两个角度值（Φ1和Φ2）。由终点开始启动装置，在10s内控制风板到达第一个

2、预置角度上；然后到达第二个预置角度，在两个预置角度之间做3次摆动，摆动周期不大于5s，摆动幅角误差不大于5°，动作完成后风板平稳停留在起点位置上；（3）显示风板设置的控制角度。风板从一个状态转变到另一个状态时应有明显的声光提示。2．发挥部分用细线绳将一个重量为10g物体（可以用10g砝码代替），拴在小长尾金属夹的尾端上，小长尾金属夹与重物的总长度不小于50mm，并整体夹在图1所示风板对应位置上。（1）预置风板控制角度（控制角度在45°～135°之间设定）。由起点开始启动装置，控制风板达到预置角度，过渡过程时间不大于15s，控制角度误差不大于5°，在预置角度上的稳定停留时间5s，误差不

3、大于1s，最后控制风板平稳停留在终点位置上；（2）在45°～135°范围内预置两个角度值（Φ1和Φ2）。由终点开始启动装置，在15s内控制风板到达第一个预置角度上；然后到达第二个预置角度，在两个预置角度之间做4次摆动，摆动周期不大于5s，摆动幅角误差不大于5°，动作完成后风板平稳停留在起点位置上；（3）其他。三、说明1.给出的图1仅作参考，风板的外形尺寸要求为：高150mm×宽200mm26/28，厚度和制作材料及风板支架的机械连接方式不做限定；风板上除安装风板转动轴、角度指示针和传感器外，不能安装其他任何装置；风机数量和控制风向方式可自行设计确定；可以设置风板起始位置、终点位置的限

4、位装置，限定风板能在与水平线成30°~150°的夹角内摆动；2.风板的运动状态，都要通过控制风机的风量来完成，不能受机械结构或其它外力的控制。控制角度误差为实测角度与预置角度之差的绝对值。风板由静止开始运动到规定控制角度的时间定义为过渡过程时间。风板从一个状态转变到另一个状态时应有明显的声光提示，声光提示只作为测评计时的参考，以实测数据为准。摘要本系统以单片机STC89C52RC为核心，调节直流风机转速实现对风板角度的实时监测、显示和控制。采用WDD35DC角度传感器来实现对风板角度信号的采集，用STC89C52RC根据角度值输出一定占空比的PWM脉冲波，用L298N作为驱动电路控制

5、风机转速，以达到控制风板角度的目的。本设计进行了硬件电路搭建和软件编程，给出了系统方案、硬件电路图和软件流程图，并通过软件编程，实现了设计要求的技术指标，并用液晶实时显示风板设定角度和转动角度。关键词：STC89C52RC转速角度控制26/28目录1．方案设计与论证41.1 角度采集方案41.2驱动及调速方案41.3 系统总体方案52.系统硬件电路设计52.1单片机STC89C52RC52.2角度测量62.2.1角度测量原理62.2.2角度测量电路62.3风机控制模块72.3.1控制算法72.3.2风机控制电路72.4稳压电路设计82.5按键显示83.系统软件设计93.1主程序流程图

6、93.2角度测量子程序流程图93.3角度控制子程序流程图104．系统测试104.1测试仪器与方法114.2角度测量114.3测试结果分析115．结论12参考文献12附录程序清单1226/281．方案设计与论证本题目是设计并制作一个风板控制系统，通过对风机转速的控制，调节风力的大小，改变风板角度，如图2所示。图2风板控制系统示意图根据设计要求，本系统所设计的核心问题主要有：1、对风机的转速进行快速而准确的控制，以保证风板的角度在控制范围内。2、为保证系统的精度要求，必须要对风板转动角度进行实时检测。3、为保证风板在尽可能短的时间内达到预定角度还需要相应的设定及显示电路。我们分以下几个部

7、分进行方案设计和比较论证。1.1 角度采集方案方案一：采用MMA7455L芯片。这是一种XYZ三轴微机电加速度计，可测量X、Y、Z三个方向上在工作时的参数，输出为8位或10位的数字量。可直接与单片机连接。硬件电路简单，但成本较高，测量数据不稳定，软件程序调试较困难。方案二：采用WDD35DC角度传感器。WDD35DC角度传感器测量范围为-180°～+180°，输出电压为0～5V，输出为模拟量。此方案硬件电路简单，软件调试简单，精确度高，响应时间快，测量数据