正文描述:《数学建模论文-帆板控制系统》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在学术论文-天天文库。
1、题目名称:帆板控制系统(F题)摘要:该系统是一个帆板控制系统,以STC12C5A32AD单片机作为帆板模拟系统的控制核心,系统由控制器单元、键盘控制模块、液晶显示模块、电机驱动模块、声光指示模块、信号检测模块、AD转换模块、直流稳压电源等电路构成。系统采用单轴倾角传感器IN感应帆板的偏移角度,并将其转换成电压信号,经AD转换后送至单片机处理,根据实时测试角度,利用PWM控制方式控制直流风扇的电机转速,继而调节风扇的送风量,使帆板达到要求角度。该系统结构完整、功能完善、工作可靠、并且利用4键无线传输模块
2、进行操作控制,操作简单、直观。关键词:单片机帆板模拟系统单轴倾角传感器Abstract:ThissystemisaSTC12C5A32ADsinglechipmicrocomputerasthepanelssimulationthecoreofthesystem.Bythekeyboardcontrolmodule,liquidcrystaldisplaymodule,fandrivermodule,soundandlightdetectionmodule,signaldetectionmodule,
3、dcvoltagepowersupplycircuittoform.Thekeyboardbysingle-chipmicrocomputercontrolsystemstructure,theAngleofthepanelssensorsinthemigrationAngle.Dcvoltageofthesystemasafanofthepowersupplysystem.4*4keyboardandliquidcrystaldisplay(LCDpanelsthatcontroltheoperat
4、ionofthesystemissimple,intuitive,systemhassetupsoundandlightpromptfunctions,makethisadesignmorehumane.Keyword:Single-chipmicrocomputer、Panelssimulationsystem、Singleaxistiltsensors44一.方案论证与比较1.1控制器模块单片机作为控制系统的核心,选择合适的单片机对整个系统的性能起到了很大因素。单片机的选择是一个非常重要的环节。方
5、案一:选用AT89C51、AT89C52最小系统电路板。该单片机应用比较广泛,资源也比较丰富,可以实现各种控制算法和逻辑控制;但该单片机编程复杂,并且字长有限,处理速度较慢,资源尚不够丰富,需要扩展较多外围电路。方案二:选用STC12C5A60S2单片机。该单片机为宏晶科技生产的单时钟/机器周期的单片机,是高速/低功耗超强抗干扰的新一代单片机,指令代码完全兼容传统8051,但速度快8-12倍。并且内部集成了2路PWM、8路高速10位A/D转换。而且单片机容量为60K,基本能够满足控制要求,并且可以简化
6、外围电路。方案比较与选择:ST12C5A60S2本身的内部结构决定了其内在特性比89C51更加优越,并且单片机资源丰富,可以简化系统外围硬件电路,提高数据处理速度,故选用ST12C5A60S2单片机作为主控制微处理器。1.2角度检测模块系统为帆板控制系统,帆板的转角作为主要测试量,在每一个功能要求中都需要对其进行检测。方案一:利用单圈精密电位计进行角度测量。将单圈精密电位计的旋转杆和帆板的转轴固定在一起,当帆板受风作用翻转时,会带动轴上连接的电位计调节螺钉转动,电位计电阻变化,利用恒流源供电,即可将电
7、阻量转换为电压输出。方案二:采用N角度传感器,该角度传感器为单轴倾角传感器,测量范围1g+/-90度°,单极5V供电,模拟0.5-4.5V输出。该传感器主要用于倾角检测,输出一个电压的倾角信号,可以通过反正弦计算出出其对应角度值。但由于输出的为电压值,故需将模拟电压信号经过AD端口,以传输给单片机进行转化处理。44方案比较与选择:在满足设计的要求的前提下,考虑到接口,安装方便等因素,选择了方案二,而且利用N角度传感器更容易实现角度测量,其控制精度也更加容易调节,可以准确确定帆板的位置。1.3AD转换模
8、块方案一:采用ADC0809芯片进行模数转换,其中ADC0809是带有8位A/D转换器、8路多路开关以及微处理机兼容的控制逻辑的CMOS组件。它是逐次逼近式A/D转换器,可以和单片机直接接口。方案二:TLC0820芯片进行模数转换,其中TLC0820采用8位并行输出,不需要任何外部振荡元件和时钟信号,转换速率快,最大转换一次时间仅需2.5us。方案三:利用单片机自身自带的10位AD转换器实现,转换精度高,可以对转角传感器输出的信号进行实时转换处理,并且外
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