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1、成 都 农 业 科 技 职 业 学 院毕业论文论 文 题 目 ： 帆 板 控 制 系 统专 业 名 称 ： 数 控 技 术学 号 ： 0学 生 姓 名指 导 老 师 ： 2011 年 12 月- 1 -目录帆板控制系统 .2摘要 .2第一章 设计方案的比较 .311 系统方案及方案比较 .31.2 角度检测模块设计方案选择与论证 .41.3 驱动模块的方案选择与论证 .41.4 系统总体方案 .4第二章 系统的硬件设计与实现 .42.1 D/A 转换器的基本工作原理 .52.1.1.ADC0809 特性参数 .52.1.2ADC0809 工作原理 .62.1.3.ADC0809 引脚功能 .6
2、2.2 风扇控制电路 .72.3 数据采集电路 .72.4 角度测量原理 .82.5 控制算法 .82.6 声光报警模块电路的设计原理 .92.7 键盘电路设计 .92.8 显示电路设计与原理 .9第三章 电路与程序设计 .103.1 风扇控制电路设计计算 .103.2 控制算法设计与实现 .11第四章 测试方案与测试结果 .124.1 调试方法与仪器 .124.2 调试数据 .124.3 测试结果分析 .12第五章 总结 .13参考文献 .13附件 1：元件清单 .14附件 2：总体电路图 .15附件 3：设计程序 .16- 2 -帆板控制系统摘要： 本设计核心的控制系统是采用单片机 AT8
3、9C52 通过对 L298N 芯片控制风扇转速，从而对帆板角度进行控制。该设计的硬件系统主要由五个模块构成，即角度传感器 WDD35D4 模块，ADC0809 数模转换模块，单片机数据处理模块，L298N 对直流风扇调速模块，键盘及数码显示五个模块。软件系统主要实现对角度传感器和调速芯片的数据处理以及声光提示控制的功能。通过完整的软硬件控制实现了竞赛课题的基本要求和发挥部分。关键字：AT89C52；L298N；AD0809；角度传感器 WDD35D4；轴流风扇- 3 -第一章 设计方案的比较11 系统方案及方案比较方案一：以单片机为控制核心，模数转换 ADC0809 和角度传感器WDD354
4、数据采集，数模转换 DAC0832 和电压转换器组成驱动电路，软件编程简单，容易实现电压的该变，但是负载能差。方案二：采用 FPGA 作为系统的控制器。FPGA 可以实现各种复杂的逻辑功能，规模大，密度高。但由于本设计对数据处理速度要求不高，FPGA 的高速处理的优势得不到充分体现，且其成本偏高，芯片引脚较多，硬件电路板布线复杂，将加重电路设计和实际焊接的工作。方案三：以单片机为控制核心，模数转换 ADC0809 和角度传感器 WDD354数据采集，用功率器件 L298N 和单片机结合，组成风扇控制电路，可直接与单片机相连，软件编程容易实现改变驱动电压且驱动功率强大，调节占空比，输出电压调节范
5、围大。本系统要求对被测对象进行精确、快速控制，需要芯片有强大的运算功能与实用的控制功能，故选取方案三。 1.2 角度检测模块设计方案选择与论证 方案一：用自制的角度传感器（精密可调电阻+恒流源）。通过测试，精度基本可以满足要求，但在平衡调整时装置的惯性较大，平衡难度大，易出现可调电阻接触不良的状况，且装置的体积较大，在帆板上安装困难。 方案二：采用 ZCC211N-232 传感器，它采用磁阻传感器感应地球磁场的磁分量，从而得出方位角度，测量精度高，运行稳定，但此传感器要求在水平面上工作，而且在每次使用过程中需要通过键盘调零，使用不太方便。 方案三：经以上分析，为保证检测精度和灵敏度，并考虑安装、使用要求，本系统采用方案三。 1.3 驱动模块的方案选择与论证 方案一：采用一个三极管和场效应管设做 PWM 调速。此方案成本低、功耗低、
