全国大赛帆板控制系统最新

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1、目录一、引言1二、系统方案1（一）方案论证与比较11、主控电路12、角度传感器的选用23、按键选用24、显示25、电机的驱动26、风扇37、电源3（二）总体设计方案3三、理论分析与计算3（一）距离计算3（二）角度计算4（三）控制算法4四、电路与程序设计4（一）硬件设计41、总体电路图（见附录1）42、主控电路43、风扇控制54、显示模块55、声光提示模块66、传感器模块6（二）软件设计61、风扇控制算法设计62、声光提示算法设计73、系统流程图7五、系统测试7（一）测试方法与仪器7（二）测试结果81、功能要求测试82、按键控制

2、风力等级测试8（三）测试结果分析9六、设计总结9参考文献9附录1硬件原理图10附录2程序代码11帆板控制系统摘要：报告介绍基于STC89C52单片机的帆板角度控制系统，系统可以利用风扇控制装置对帆板角度进行控制，并通过LCD12864实时显示角度变化。还可依据设定的帆板角度信息智能控制风扇转速，在很短时间内（5秒以内）动态调整帆板摆角，同时实时显示帆板角度等信息。系统包括：单片机主控模块、角度信号采集模块、键盘输入模块、显示模块、电源模块、风扇电机驱动模块。系统主控模块采用性价比高的单片机最小系统；选用ADXL345加速度传感

3、器完成系统角度信号采集功能；利用LCD12864实时显示角度变化的信息，5*6矩阵键盘完成风力等级和角度设定的输入；系统电源模块采用两路稳压输出电路（5v、15v），提供控制系统与风扇电机的工作电源；风扇电机采用L298N模块驱动。本系统制作成本较低、工作性能控制稳定，能很好达到设计要求。关键词：STC89C52；加速度传感器；LCD12864；L298N一、引言单片机又称单片微控制器，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

4、、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液晶上显示，同时给出声光提示。系统体现了模块化的设计理念，将单片机和各个器件结合在一起，完成系统化的设计，充分发挥了单片机的可靠性、可操作性和强大处理功能。二、系统方案（一）方案论证与比较1、主控电路【方案一】采用可编程逻辑器件FPGA作为控制器。FPGA可以实现各种复杂的逻辑功能，

5、IO资源丰富，易于进行功能扩展。但本系统不需要复杂的逻辑功能，且从使用、功耗及经济的角度考虑我们放弃了此方案。【方案二】STC89C52单片机采用STC89C52单片机作为主控器，其算术功能强，软件编程简洁灵活、自由度大，可用软件编程实现各种逻辑控制功能，且其功耗低、技术成熟，成本低廉。本系统主要是进行信号的处理以及风扇电机的控制。综合考虑，本系统设计的功能依靠51单片机均可实现，故采用方案二。2、角度传感器的选用【方案一】用UZZ9001Y与KMZ41连接构成一个角度测量系统。电路组成繁琐，制作较困难，稳定性较差。【方案二】

6、倾角传感器。该集成芯片为专用的水平倾角测量芯片，具有体积小、灵敏度高等优点，但是输出为模拟信号，需要用到DA转换，操作间为复杂，且占用I/O口较多，不利于本统功能模块的操作。【方案三】用ADXL345数字加速度传感器。ADXL345是一款小而薄的超低功耗的3轴加速度计，可测量帆板在斜面所受重力加速度在斜面上的分量，进而转换成倾斜角，测量精度较高。ADXL345输出信号为数字信号，避免了A/D转换，操作简单；此外ADXL345只需用到两个I/O口，占用资源少，能满足本设计的要求。本系统选择了第三种方案。3、按键选用【方案一】采用

7、独立键盘。多个使用时，线路连接不便，操作繁琐。【方案二】采用5*6的距阵键盘，可输入的值比较多，可设定的功能也多。在本系统中需要多个键，系统选择了第二种方案。4、显示【方案一】使用数码管显示。要完成功能电路的显示需要多个数码管，此方案占用I/O口多，连接不便，显示效果差，功耗大。【方案二】用LCD1602液晶显示。1602是一种专门用于显示字母、数字、符号等点阵式，1602分为上下2行，每行显示16个字符。驱动简单，但不能显示汉字。【方案三】用LCD12864液晶显示。LCD12864功能强大，不仅能显示字母、数字、符号，还可

8、以显示汉字和图形，最多可显示4行，每一行最多显示8个中文，16个半宽字体。（最好选用带字库的，方便编写程序。）LCD12864和LCD1602使用方法类似，驱动简单，耗电量小，无辐射危险，显示直观、抗干扰能力强，但体积较大。本系统选择了第三种方案。5、电机的驱动【方案一】用分