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1、 帆板控制系统摘要 本设计利用MSP430F149单片机最小系统为主控制系统。系统共五部分即：声光提示、键盘、数字显示、转速控制、角度检测。通过键盘对风扇的转速控制，调节风速的大小，从而改变帆板转角。用角度传感器检测帆板转角，ADC12采样通过单片机处理TFT显示。关键字：MSP430F149;键盘；角度传感器；TFT。一、系统方案设计与论证通过按键，控制风扇的转速大小，从而控制风速的大小。在帆板的轴上安装固定的角度传感器，通过固定角度传感对帆板的转角精确测量，实时向控制系统反馈帆板转角状态。为了直观的体现转角与风速的关系，所以用TFT液晶显示，这样便可达到任务要求。系统方案如下：MSP430
2、F149风扇转速控制角度检测数字显示键盘声光检测1、芯片选择该帆板控制系统采用MSP430F149低功耗单片机为主控芯片，该单片机不仅I/O口多，而且内部资源丰富，如包涵12位AD转换，16位定时器，PWM控制，USART接口等，处理能力强大，能够轻松胜任此工作。2、驱动风扇电机选择方案1：使用单片机片内资源PWM控制。方案2：使用TLC5615串行数模转换芯片制作DA模块控制电机。其特点：10位CMOS电压输出；5V单电源供电；与CPU三线串行接口；最大输出电压可达基准电压的二倍；输出电压具有和基准电压相同极性建立时间12.5s；内部上电复位；低功耗，最大仅1.75mW。 考虑步进电机驱动电
3、路复杂，成本高，转速慢达不到要求。所以选择方案2驱动风扇电机，从而控制风扇转速。3、角度传感器帆板的转角用线性角度传感器检测，该芯片实质为线性电阻，所以角度传感器转过的角度与电压成正比，便与控制。4、显示模块方案1：用多位LED显示当前转角度数和电机转速，LED和蜂鸣器显示当期状态。方案2：用1602显示屏显示当前转角度数和电机转速，LED和蜂鸣器显示当期状态。方案3：用 2.4寸TFT显示屏显示当前转角度数和电机转速，LED和蜂鸣器显示当期状态。根据任务要求，要显示大量信息。因此多位LED和1602显示屏都不能担当此任，因此选择方案3.系统总体设计20V电源电源处理装置MSP430控制系统控
4、制风扇转速键 盘TFT显示声光控制角度检测风扇供电3.3V稳压430供电DA输出电压控制二、理论分析与计算1、控制芯片MSP430F149MSP430F149性能介绍如下：(1)6个八位并行接口：完全可以实现该系统所有信号的输入和输出，无需外接硬件扩展，其中P1和P2八位并行接口都具有中断功能，使软硬件设计变得非常简单。(2)强大的定时功能：TIMER-A3、TIMER-B7分别带有3个和7个捕捉/比较16位定时器，外加看门狗定时器，可满足系统速度的设定以及定时的需求。(3)内置2KB的RAM 60FLASH。MSP430F149所提供的资源非常丰富，只需要极少的外围硬件，不仅设计简单，而且该
5、芯片体积小、可靠性高。本方案实际设计电路如下：2、风扇控制电路TLC5615性能介绍如下：DIN： 串行数据输入端；SCLK： 串行时钟输入端； /CS： 芯片选用通端，低电平有效；DOUT： 用于级联时的串行数据输出端； AGND： 模拟地；REFIN：基准电压输入端, 2V (VDD - 2)；OUT： DAC 模拟电压输出端； VDD： 正电源端，4.55.5V ,通常取 5V。风扇控制电路如下：3、角度测量原理 角度传感器实质是一个线性点位器。当帆板轴转动一定角度时，定位器的活动轴发生变法，那么流过电位器的电压也相应的发生变法。通过AD对电位器的电压值采样，计算。就能得到电位器转过的角
6、度，从而得到帆板的转角。4、控制算法 电位器的发动轴最大转角为270，所加载在电位器的电压为3.3V，所以电位器每转个一个角度电压变化值等于3.3V除以270。其值大约为0.012V。因此，角度采样电压/0.012。三、电路与程序设计1、MSP430系统电路2、风扇控制电路设计与计算 风扇控制电路是由TLC5615芯片为核心的基础，适当添加辅助电路设计而成。TLC5615是具有串行接口的数模转换器，其输出为电压型，最大输出电压是基准电压值的两倍。带有上电复位功能，即把 DAC 寄存器复位至全零。性能比早期电流型输出的 DAC 要好。只需要通过 3 根串行总线就可以完成 10 位数据的串行输入，
7、适用于电池供电的测试等。DOUT输出电压值与DIN的变法关系：DOUT电压=2（Y/1024），Y为3根串行总线输出对应10位数据的值。3、2.4寸TFT显示模块电路标准的2.4寸TFT液晶，使用ILI9325控制器，分辨率为240x 320;可显示字符，汉字，图片。具体的时序用MSP430普通I/0控制。4、键盘电路通过独立键盘控制TLC5615C串行数据的变法，从而控制风速的大小。发观二极管在电路中判断独立按键是否按下的作用。5、LED和蜂鸣器电路只要帆板实时转过角度，LED或者蜂鸣器报警实时检测帆板是否在转角。6、电源电路电源芯片使用TI的LDO标准三端稳压器TLV1117-3.3：800MA内部电流限制、过热保护、低压降。主要供单片机电源。7、控制算法设计与实现8、总体电路设计四、系统测试
