帆板控制系統(tǒng)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文-在線瀏覽
2024-11-01 16:59本頁(yè)面
【正文】 種調(diào)速方法為有級(jí)調(diào)速，轉(zhuǎn)速變化率大，輕載下很難得到低速，效率低，故這種調(diào)速方法很少使用。 PWM技術(shù) 實(shí)現(xiàn)數(shù)字方式控制模擬信號(hào) 。通過選用定頻調(diào)寬法容易用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)對(duì)風(fēng)扇風(fēng)速穩(wěn)定、均勻的控制。 5 驅(qū)動(dòng)模塊的選擇 方案一：采用 ULN2803在輸入 5V工作電壓下 可最大驅(qū)動(dòng)電壓 50V、電流 650mA的負(fù)載 ， 風(fēng)扇運(yùn)行起來穩(wěn)定，可靠性強(qiáng)。 方案二：采用 L298N驅(qū)動(dòng)芯片。該芯片有兩個(gè) TTL/CMOS 兼容電平的輸入，具有良好的抗干擾性能，可用單片機(jī)的 I/O口提供 信號(hào)，其輸出的 PWM 脈沖控制直流電機(jī)，能夠?qū)﹄姍C(jī)轉(zhuǎn)速的上升與下降進(jìn)行平滑調(diào)節(jié)，保證調(diào)節(jié)過程中本身對(duì)風(fēng)扇的影響最低，但是 L298N的發(fā)熱太快不能長(zhǎng)時(shí)間工作。用上述元件搭建兩個(gè) H橋，通過對(duì)各路信號(hào)放大來驅(qū)動(dòng)電機(jī)，原理簡(jiǎn)單。 綜合比較，本系統(tǒng)采用方案一。 方案二：采用 LCD_12864 液晶顯示，功耗低、無輻射顯示穩(wěn)定、抗干擾能力強(qiáng)，編程控制簡(jiǎn)單，使用方便，顯示信息能力強(qiáng)等特點(diǎn)，且分行顯示能夠清晰的看清系統(tǒng)所運(yùn)行的 6 所有信息。單片機(jī)可以通過軟件編程，來實(shí)現(xiàn)對(duì)液晶的顯示的控制與設(shè)定。 考慮到本設(shè)計(jì)的要求，我們 選擇方案二。 5V電源為單片機(jī)及其他傳感器、顯示屏等模塊供電。容易完成本設(shè)計(jì)的要求。 A/D 轉(zhuǎn)換模塊的選擇 方案一： TLC1543美國(guó) TI司生產(chǎn)的多通道 10位 模數(shù)轉(zhuǎn)換器。 方案二：采用 8位的 A/D轉(zhuǎn)換器 MAX1113構(gòu)成 A/D轉(zhuǎn)換電 7 路。 方案三： ADC0804是屬于連續(xù)漸進(jìn)式（ Successive Approximation Method）的 A/D轉(zhuǎn)換器，它是 8位，即分辨率為 1/256，轉(zhuǎn)換值介于 0～ 255之間，采用單一的 5V電源供電。 根據(jù)本設(shè)計(jì)的要求和我們對(duì)芯片的熟悉程度，我們最終選用了方案三。 ZY1420A內(nèi)部使用ISD1420作為主控芯片 ,雖然它實(shí)現(xiàn)的聲音較好，但外圍電路復(fù)雜，實(shí)現(xiàn)的要求高，價(jià)格昂貴，性價(jià)比不高，對(duì)工業(yè)來說，不利于產(chǎn)品的大規(guī)模生產(chǎn)。這是一種永久記憶型語(yǔ)音錄放電路，可重復(fù)錄放 10萬(wàn)次。 具有價(jià)格便宜、多種手動(dòng)控制方式、分段管理方便、多段控制時(shí)電路簡(jiǎn)單、采樣速度及錄放音時(shí)間可調(diào)、每個(gè)單鍵均有開始 8 停止循環(huán)多種功能等特點(diǎn)。 根據(jù)本設(shè)計(jì)的要求，我們最終選用了方案二。 （ 2）電源方案：采用變壓器降壓、三端穩(wěn)壓器 780 7812穩(wěn)壓后給整個(gè)系統(tǒng)提供恒定的電壓與電流。 （ 4）角度測(cè)量方案： 由 SYD35D4角度傳感器和 ADC0804構(gòu)成角度測(cè)量電路。 （ 6）鍵盤模塊設(shè)計(jì)方案： 4個(gè)獨(dú)立按鍵。 單片機(jī) STC89C52主要用于控制風(fēng)扇速度、角度傳感器數(shù)據(jù)處理并與用戶進(jìn)行交互，實(shí)現(xiàn)了帆板角度計(jì)算、風(fēng)力大小控制和帆板角度值設(shè)定并穩(wěn)定角度、最終進(jìn)行聲光提示、語(yǔ)音播報(bào)等功能。當(dāng)它工作時(shí)，轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)的角度和電位器的電阻值滿足函數(shù)關(guān)系式 )(1 ?fR? ，然后將電阻和角度的關(guān)系轉(zhuǎn)換成電壓和電阻的關(guān)系 )(2 RfU? ，再通過 A/D轉(zhuǎn)換器得到電壓數(shù)字量 )(3 UfUD ? ，即得到電壓數(shù)字量與角度的關(guān)系式 )(4 ?fUD ? ，最后列出 DU 與 ? 的表格求出角度。 圖 系統(tǒng)控制框圖 各部分硬件電路模塊設(shè)計(jì) 主控制電路模塊設(shè)計(jì) 主控制電路主要有單片機(jī)，獨(dú)立按鍵等部分組成，通過控制主電路來控制 系統(tǒng)的正常運(yùn)行，從而實(shí)現(xiàn) 題 目 的要顯示 按鍵 控 制 器 驅(qū)動(dòng)電路 電機(jī) 傳感器 11 求。 圖 主控電路框圖 S1切換鍵S2加一鍵S3減一鍵S4設(shè)定鍵5VY112M H ZC1C2+ C3RQ1Q2D1RX風(fēng)扇P P P P P + 24 VE A /V P31X119X218R E S E T9RD17WR16I N T 012I N T 113T014T115P 101P 112P 123P 134P 145P 156P 167P 178P 0039P 0138P 0237P 0336P 0435P 0534P 0633P 0732P 2021P 2122P 2223P 2324P 2425P 2526P 2627P 2728P S E N29A L E /P30T X D11R X D10V C C40GND20U1805 15V1 2 3 4 5 6 7 816 15 14 13 12 11 10 9R P 18RP P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P V C CP P P P P P P R1R2R33K 圖 主控 電路圖 鍵盤實(shí)現(xiàn)功能： 首先，鍵盤我們選擇 4個(gè)獨(dú)立按鍵， S1是狀態(tài)轉(zhuǎn)換鍵、 S2是加一鍵、 S3是減一鍵、 S4是設(shè)定鍵。 角度監(jiān)測(cè)模塊電路的設(shè)計(jì) 12 角度傳感器的內(nèi)部可看做是一個(gè)電位器。 圖 角度監(jiān)測(cè)電路 A/D 轉(zhuǎn)換模塊電路的設(shè)計(jì) 使用 A/D轉(zhuǎn)換器 ADC0804構(gòu)成 A/D轉(zhuǎn)換電路。 13 Q1Q2D1RX風(fēng)扇P +24 VR1R2R33K 圖 A/D 轉(zhuǎn)換電路 風(fēng)扇驅(qū)動(dòng)模塊電路的設(shè)計(jì) 根據(jù) 題目要求 需要用驅(qū)動(dòng)電路驅(qū)動(dòng)風(fēng)扇，同時(shí) 風(fēng)扇 需均勻變 速使 帆板轉(zhuǎn)角 ? 在 0～ 60176。 如果保持PV802512E型風(fēng)扇 20V的電源 電壓 ，帆板的轉(zhuǎn)角會(huì)停止在某角度值而無法實(shí)現(xiàn)角度控制 。 如圖 ， 率給定的 PWM波，輸出與公共端接負(fù)載（風(fēng)扇），通過改變 PWM波的占空比 實(shí)現(xiàn) 風(fēng) 扇的均勻變速。其中 S1為狀態(tài)轉(zhuǎn)換鍵， S2為角度值加一鍵， S3為角度值減一鍵， S4為設(shè)定鍵，其電路如圖 。串行數(shù)據(jù)輸入端 SID與 連接，用于給顯示器傳送指令和數(shù)據(jù)；讀寫允許端 CS與 ，控制液晶讀寫數(shù)據(jù)；串行時(shí)鐘信號(hào)SCLK由 ，為傳送數(shù)據(jù)提供時(shí)鐘信號(hào)，如圖 。從這 4行的信息中可以清晰看到本設(shè)計(jì)所要實(shí)現(xiàn)的內(nèi)容。其電路如圖 。通過 14腳（ SP+）輸出播放錄制的的內(nèi)容，來達(dá)到報(bào)警提示目的。使 220V電壓
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