【正文】 e and feedback to the single chip microputer, PID control algorithm, make accurate control system, and the size of the board to finetune wind speed to set data and stable Angle. And in reach a set range for sound and light alarm prompt. Through the debugging, make various performance indicators are to meet the design requirements, make the final angle absolute value error is no more than 5 ?. IV Key word: STC89C52RC, Liquid crystal display, Angle sensor, PID algorithm , A/D converter 目 錄 1．方案論證與選擇 ................................ 1 系統(tǒng)的基本組成 ............................ 1 各模塊方案論證與選擇 ...................... 2 主控制器選擇及論證 .................... 2 角度監(jiān)測方案比較 ..................... 3 風扇控制方案 ......................... 4 驅動模塊的選 擇 ....................... 5 顯示模塊的選擇 ....................... 5 電源模塊的選擇 ....................... 6 A/D 轉換模塊的選擇 .................... 6 語音播放模塊 ......................... 7 系統(tǒng)各模塊的最終方案 ...................... 8 2．系統(tǒng)理論分析與計算 ............................ 9 角度測量原理 .............................. 9 3．硬件電路的設計 ............................... 10 ........................ 10 各部分硬件電路模塊設計 .................... 10 主控制電路模塊設計 ................... 10 角度監(jiān)測模塊電路的設計 ............... 11 A/D 轉換模塊電 路的設計 ............... 12 風扇驅動模塊電路的設計 ............... 13 鍵盤控制模塊電路的設計 ............... 14 LCD 顯示模塊電路的設計 ............... 14 聲光提示模塊電路的設計 ............... 15 語音播放模塊電路的設計 ............... 15 電源控制模塊電路的設計 ............... 16 4 .軟件設計 .................................... 17 控制算法 ................................. 17 定頻調寬法 ......................... 17 積分分離算法 ....................... 17 遇限削弱積分算法 ................... 18 程序設計思路圖 ........................... 18 系統(tǒng)軟件主流程圖 ......................... 19 5 系統(tǒng)測試儀器 ................................. 21 總 結 ......................................... 22 致 謝 ......................................... 23 參考文獻 ....................................... 24 附錄 1 .......................................... 25 附錄 2 .......................................... 25 1 1．方案論證與選擇 系統(tǒng)的基本組成 題目要求設計制作一個 帆板控制系統(tǒng)，通過對風扇轉速的控制，調節(jié)風力大小，改變帆板轉角 ? 。 控制部分則包括顯示模塊、 按鍵 模塊、 聲光報警模塊 、 風扇驅動 模塊 四 個基本部分。 電源部分則給各部分提供電源，系統(tǒng)圖如圖 ： 圖 2 各模塊方案論證與選擇 主控制器選擇及論證 方案一：采用 FPGA（現場可編程門陣列）作為系統(tǒng)的控制器；將所有的器件集成在一塊芯片上，這樣外圍電路較少，控制板的體積小，穩(wěn)定性高，擴展性能好；而且 FPGA 采用并行的輸入 /輸出方式，系統(tǒng)處理速度快，再加上 FPGA有方便的開發(fā)環(huán)境和豐富的開發(fā)工具等資源可利用，易于調試；但是 FPGA 得成本偏高，算術運算能力不強，而本設計系統(tǒng)的設計會用到較多算術運算，所以 FPGA 的高速處理的優(yōu)勢得不到充分體現。 DSP 具有強大的控制和信號處理能力 ， 片內具有快速 RAM 和 flash。本題主要利用處理器控制風扇的轉速，數據處理方面要求不高。單片機控制功能強，軟件編程靈活，可用軟件較簡單的實現邏輯控制，并且其成本低，體積小和功耗低等優(yōu)點，使其在各個領域中應用廣泛；另外，在本設計數據量不大的情況下完全可以完成風扇轉速的控制 。 3 角度監(jiān)測方案比較 方案一：采用角度傳感器監(jiān)測。1% ， 旋轉扭矩為 MN ?? 41020 ，分辨率高，最為關鍵的是它采用滾珠軸承的機械結構方便與帆板軸承相結合測量角度。且該方案實現較易。傾角傳感器通常 可以同時監(jiān)測 X 軸、 Y 軸兩個方向的傾斜角度，能夠精確測量、跟蹤傾斜角的大小和變化 。 方案三：采用 MMA7260 重力加速度傳感器，由于加速度傳感器在靜止放置 時受到重力作用，因此會有 1g 的重力加速度。根據如圖 所示，有 Ax=gsinα， Ay=gcosα。該方案原理簡單，操作方便， 但使用起來運算量較大，程序較為復雜，對于單片機來說，處理時太慢且復雜。 風扇控制方案 方案一：改變勵磁電流調速 。通常只有在電動機基速以上調速時才采用這種調速方法。 這