帆板控制系统 毕业论文

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1、摘要该系统为一个帆板控制系统,通过对风扇转速的控制,调节风力大小改变帆板角度。为了满足帆板控制系统的设计要求,进行了各单元模块的比较论证及确定,本系统以AT89C52单片机作为系统的核心控制芯片,选HQ7101模拟三轴加速度传感器模块来测量帆板转动的角度,灵敏度高,满足对角度的准确测量。对于关键的电机驱动电路,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脉冲,更好地实现了电机的调速;并且加入PID控制,实现了控制角度的优化。系统显示部分采用12864液晶显示,串行接口,编程容易,并且

2、现实的信息量大。关键词:AT89C52;PWM脉冲;L298N44AbstractThissystemisapanelcontrolsystem,throughthecontrolofthefanspeed,adjustthesizechangewindwindsurfingangle.Inordertomeettherequirementsofdesignpanelcontrolsystem,comparesanddemonstrateseachmoduleanddetermination,thissyst

3、emtakestheAT89C52singlechipasthecorecontrolchip,HQ7101simulationofthreeaxisaccelerometermoduletomeasurethewindsurfingrotationangle,highsensitivity,accuratemeasurementoftheangleofthemeeting.Thekeyofthemotordrivecircuit,throughcomparisonwithsufficientargument

4、ation,thefinalselectionofthedrivemoduleL298N,pulsethroughthesinglechipoutputPWM,betterrealizethemotorspeed;andaddingPIDcontrol,torealizetheoptimizationofcontrolangle.Systemdisplaypartadopts12864liquidcrystaldisplay,serialinterface,easyprogramming,andtheamou

5、ntofinformationrealbig.Keywords:AT89C52;PWMpulse;L298N.44目录1绪论11.1课题研究的背景及目的11.2帆板控制系统在国内外的现状分析11.3课题研究的主要内容21.4课题研究的目标21.5拟解决的关键问题22系统方案选择及论证32.1系统方案32.1.1主控制器的选择32.1.2电源模块的选择42.1.3角度信号采集模块的选择42.1.4A/D转换模块的选择42.1.5驱动模块的选择52.1.6显示模块的选择52.2系统理论分析与计算53系统硬件设计与

6、实现63.1系统硬件的基本组成63.2硬件电路模块设计63.2.1AT89C52控制芯片设计63.2.2驱动模块电路设计93.2.3采集模块电路设计103.2.4显示模块电路设计103.5电源模块电路设计113.5.1直流稳压电源的基本原理113.5.2电源电路设计134软件设计144.1程序功能描述与设计思路144.2LCD液晶显示的设计144.3角度控制流程图154.4系统流程图155结论与总结165.1结论165.2总结176致谢177参考文献18441绪论1.1课题研究的背景及目的利用帆板角度控制系统

7、可以测量风力大小,假如可以精确测量出帆板偏转角度,那样就可以算出风力大小,研究成功,帆板角度控制系统将成为测量风力大小产品,就可以节约很多电能,又可以把测量风力设备向智能化产品过渡,而且在原来基础上更加完美和人性化。单片机应用意义不仅在于它广阔范围及所带来经济效益。更重要意义在于,单片机应用从根本上改变了控制系统传统设计思想和设计方法。以前采用硬件电路实现大部分控制功能,正在用单片机通过软件方法来实现。以前自动控制中PID调节,现在可以用单片机实现具有智能化数字计算控制、模糊控制和自适应控制。单片机又称单片微

8、控制器,单片机具有体积小、功耗低、控制功能强、扩展灵活、微型化和使用方便等优点,广泛应用于仪器仪表中,结合不同类型的传感器,可实现诸如电压、功率、频率、湿度、温度、流量、速度、厚度、角度、长度、硬度等物理量的测量。本系统就是以单片机为核心建立起来的,要实现对帆板转角大小的控制,其归根就是对风扇的控制,帆板的转角随着风扇风力的变化而变化,角度传感器给单片机不同的角度检测信号,经单片机处理后在LCD液晶

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1、摘要该系统为一个帆板控制系统,通过对风扇转速的控制,调节风力大小改变帆板角度。为了满足帆板控制系统的设计要求,进行了各单元模块的比较论证及确定,本系统以AT89C52单片机作为系统的核心控制芯片,选HQ7101模拟三轴加速度传感器模块来测量帆板转动的角度,灵敏度高,满足对角度的准确测量。对于关键的电机驱动电路,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脉冲,更好地实现了电机的调速;并且加入PID控制,实现了控制角度的优化。系统显示部分采用12864液晶显示,串行接口,编程容易,并且

2、现实的信息量大。关键词:AT89C52;PWM脉冲;L298N44AbstractThissystemisapanelcontrolsystem,throughthecontrolofthefanspeed,adjustthesizechangewindwindsurfingangle.Inordertomeettherequirementsofdesignpanelcontrolsystem,comparesanddemonstrateseachmoduleanddetermination,thissyst

3、emtakestheAT89C52singlechipasthecorecontrolchip,HQ7101simulationofthreeaxisaccelerometermoduletomeasurethewindsurfingrotationangle,highsensitivity,accuratemeasurementoftheangleofthemeeting.Thekeyofthemotordrivecircuit,throughcomparisonwithsufficientargument

4、ation,thefinalselectionofthedrivemoduleL298N,pulsethroughthesinglechipoutputPWM,betterrealizethemotorspeed;andaddingPIDcontrol,torealizetheoptimizationofcontrolangle.Systemdisplaypartadopts12864liquidcrystaldisplay,serialinterface,easyprogramming,andtheamou

5、ntofinformationrealbig.Keywords:AT89C52;PWMpulse;L298N.44目录1绪论11.1课题研究的背景及目的11.2帆板控制系统在国内外的现状分析11.3课题研究的主要内容21.4课题研究的目标21.5拟解决的关键问题22系统方案选择及论证32.1系统方案32.1.1主控制器的选择32.1.2电源模块的选择42.1.3角度信号采集模块的选择42.1.4A/D转换模块的选择42.1.5驱动模块的选择52.1.6显示模块的选择52.2系统理论分析与计算53系统硬件设计与

6、实现63.1系统硬件的基本组成63.2硬件电路模块设计63.2.1AT89C52控制芯片设计63.2.2驱动模块电路设计93.2.3采集模块电路设计103.2.4显示模块电路设计103.5电源模块电路设计113.5.1直流稳压电源的基本原理113.5.2电源电路设计134软件设计144.1程序功能描述与设计思路144.2LCD液晶显示的设计144.3角度控制流程图154.4系统流程图155结论与总结165.1结论165.2总结176致谢177参考文献18441绪论1.1课题研究的背景及目的利用帆板角度控制系统

7、可以测量风力大小,假如可以精确测量出帆板偏转角度,那样就可以算出风力大小,研究成功,帆板角度控制系统将成为测量风力大小产品,就可以节约很多电能,又可以把测量风力设备向智能化产品过渡,而且在原来基础上更加完美和人性化。单片机应用意义不仅在于它广阔范围及所带来经济效益。更重要意义在于,单片机应用从根本上改变了控制系统传统设计思想和设计方法。以前采用硬件电路实现大部分控制功能,正在用单片机通过软件方法来实现。以前自动控制中PID调节,现在可以用单片机实现具有智能化数字计算控制、模糊控制和自适应控制。单片机又称单片微

8、控制器,单片机具有体积小、功耗低、控制功能强、扩展灵活、微型化和使用方便等优点,广泛应用于仪器仪表中,结合不同类型的传感器,可实现诸如电压、功率、频率、湿度、温度、流量、速度、厚度、角度、长度、硬度等物理量的测量。本系统就是以单片机为核心建立起来的,要实现对帆板转角大小的控制,其归根就是对风扇的控制,帆板的转角随着风扇风力的变化而变化,角度传感器给单片机不同的角度检测信号,经单片机处理后在LCD液晶

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