全国电子设计竞赛帆板论文.doc

2011年全国大学生电子设计竞赛帆板控制系统（F题）【高职高专组】2011年9月3日摘 要 本帆板控制系统，采用台式计算机散热风扇作为系统的风源，用塑化板做帆板。采用STC89C52作为系统的核心，通过PWM方式来控制直流电机的运转速度，从而控制帆板偏转的角度。传感器采用角度传感器（精密电阻式），该传感器具有机械寿命长、分辨率高、转动顺滑、动态噪声小的优良性能，从而保证本系统的稳定性。用LCD器件RT12864M作为系统的显示器件，界面友好，能够显示系统的工作模式和实时角度，通过按键还可设置电机的转速从而调整帆板的偏转角度。软件采用查表法（自行设计）调整电动机需要的脉冲个数，节省大量CPU资源和程序存储空间，代码简洁，便于设计和调试。关键词： STC89C52 PWM 精密电阻式 查表法 LCD 目 录1系统方案21.1 的论证控制系统的论证与选择2 1.2 显示模块与选择22系统理论分析与计算42.1 传感器电压采集的分析与计算4 2.2 PWM调速的分析和计算53电路与程序设计73.1电路的设计7 3.1.1系统总体框图及电路原理图7 3.1.2 控制系统子系统电路原理图7 3.1.3 键盘子系统电路原理图8 3.1.4风扇驱动子系统电路原理图83.2程序的设计13 3.2.1程序功能描述与设计思路13 3.2.2程序流程图134测试方案与测试结果154.1测试方案154.2 测试条件与仪器154.3 测试结果及分析15 4.3.1测试结果(数据)15 4.3.2测试分析与结论155扩展部分16参考文献16附录1：电路原理图1附录2：材料清单2附录3：源程序3帆板控制系统（题）【高职高专组】1系统方案本系统主要由控制系统模块模块、显示模块、角度传感器模块、风扇驱动模块、报警模块组成，下面分别论证这几个模块的选择。1.1 控制系统的论证与选择风扇模块是整个系统的关键，它决定整多个系统的稳定性，需要有稳定的风力，良好的风向，放置稳定。方案一：采用自制12V的直流电的风扇，造价低，但不易固定，风向不集中，帆板倾角不稳定，无法准确采集角度数据，增加系统的不可用性。方案二：采用上海AVC生产的F1225型台式计算机的散热风扇，采用直流供电，风力强劲，风向稳定，且利于固定综合以上两种方案，选择方案二。1.2 显示模块的论证与选择显示模块是人和机器的交流部分，需要有良好的显示效果，易于读数，便于直接读取数据。方案一：采用长沙太阳人生产的SMC1602A字符型液晶，该液晶价格便宜，但不能显示汉字，不利于多种显示，从而限制了整个形同的人性化。方案二：采用深圳市华创信电子有限公司的RT12864M图形液晶，该液晶不但可以显示数字，字母，还可以显示图形、汉字。具有外形大方，易于直接读取数据等优点综合以上两种方案，选择方案二。1.3 角度传感器模块的论证与选择角度传感器是将角度转化为非电量的器件，要求旋转灵活，有良好的角度和非电量有良好的线性关系，是直接决定系统精度得关键原件。方案一：采用德国41M/RFC4801-636-211-201非接触式旋转角度传感器，该传感器具有分辨率高，无机械寿命。但需要适配磁块、不宜购买、价格昂贵。方案二：采用上海思博机械电气有限公司的WDD35（如图1-1）精密电阻式角度传感器，该传感器具有机械寿命长、分辨率高、转动顺滑、动态噪声小的优良性能，价格适中。 图1-1 WDD35角度传感器综合考虑采用WDD35精密电阻式角度传感器。1. 风扇的论证与选择风扇模块是整个系统的关键，它决定整多个系统的稳定性，需要有稳定的风力，良好的风向，放置稳定。方案一：采用自制12V的直流电的风扇，造价低，但不易固定，风向不集中，帆板倾角不稳定，无法准确采集角度数据，增加系统的不可用性。方案二：采用上海AVC生产的F1225型台式计算机的散热风扇，采用12V直流供电，风力强劲，风向稳定，且利于固定综合考虑采用台式计算机的散热风扇。2系统理论分析与计算 2.1 传感器电压采集的分析与计算AD0809是8为逐次逼近式AD转换器如图2-1所示，它由逻辑控制电路、移位寄存器、DA转换器及所存缓冲器组成。 图2-1 AD内部图 在第一个时钟脉冲作用下，控制电路使时序产生器的最高位置1，其他位置0，其输出经数据寄存器将10000，送入D/A转换器。输入电压首先与D/A器输出电压（VREF/2）相比较。 如v1VREF/2，比较器输出为1，若vIv0存1；第二个CP到来时，寄存器输出D7D0=11000000，v0为3V，vA再与7.5V比较，因vA40&dj50) /声光提示 LED=1; delay_Ms(6); LED=0; else LED=0; else Disp(3,6,3, ); 显示函数：#include sbit RS = P17; / 数据或指令寄存器选择端 / sbit RW = P16; / 读写控制端 / sbit E = P15; / 使能端 / sbit PSB =P36; / 复位端 / sbit RST= P37; extern uchar ii;uchar code SZ=0 x30,0 x31,0 x32,0 x33,0 x34,0 x35,0 x36,0 x37,0 x38,0 x39,0 x2e;/0-9,0 x2e表示小数点uchar Buff4;uchar code san=/小三角符号0 x00,0 x00,0 x30,0 x00,0 x3C,0 x00,0 x3F,0 x00,0 x3F,0 xC0,0 x3F,0 xF0,0 x3F,0 xFC,0 x3F,0 xFF,0 x3F,0 xFF,0 x3F,0 xFC,0 x3F,0 xF0,0 x3F,0 xC0,0 x3F,0 x00,0 x3C,0 x00,0 x30,0 x00,0 x00,0 x00;uchar code FirstPage=数组;/*延时子程序*/void delay(uint t) uint i,j; for(i=0;it;i+) for(j=0;j50;j+) ; /*写命令到LCD*/void write_command(uchar cmdcode) RS = 0; RW = 0; P0 =cmdcode; delay(2); E = 1; /下降沿写入LCD内 delay(2); E = 0; /*写数据到LCD*/void write_data(uchar Dispdata) RS = 1; RW = 0; P0 = Dispdata; delay(2); E = 1;/下降沿写入LCD内 delay(2); E = 0; 设置显示位置X(18),Y(14) void LCD12864_address(uchar row,uchar line) switch(row) case 1: write_command(0 x7f + line); break; case 2: write_command(0 x8f + line); break; case 3: write_command(0 x87 + line); break; case 4: write_command(0 x97 + line); default: break; /字库汉字显示 void dis_hz(uchar rom,uchar line,uchar *ch) uchar temp; LCD12864_address(rom,line); temp=*ch; while(temp!=0) write_data(temp); temp=*(+ch); / 单字符显示 void Disp1( uchar row ,uchar line,uchar dat) LCD12864_address(row,line); write_data(dat); /字符显示 void Disp(uchar row,uchar line,uchar num,uchar *img) uchar j; LCD12864_address(row,line); for(j=0;jnum;j+) write_data(imgj); / 绘制一幅图片- /*/ void LCD12864_picture(uchar *gImage) uchar X=0 x80,Y=0 x80; uchar i,j,k; write_command(0 x34); for(i=0;i2;i+) for(j=0;j32;j+) write_command(Y+j); write_command(X); for(k=0;k16;k+) write_data(*gImage+); X=0 x88; write_command(0 x36); write_command(0 x30); /*初始化LCD屏*/void init_lcd() RST=0; delay(1); RST=1; PSB=1; write_command(0 x30);/功能设定 write_command(0 x0c);/显示开关 write_command(0 x02);/地址归位 write_command(0 x06); write_command(0 x01);/清屏 delay(10); /固定显示void Show(void) dis_hz(3,1,帆板转角: 度); delay(50);void display(uchar *p) uchar i; EX0=0; /关中断TR0=0; /关中断 Disp1(1,1,0 x20); for(i=0;i3;i+) Buffi=SZ*(p+i); Disp(3,6,3,Buff); EX0=1; case 2: Disp1(1,1,0 x20); for(i=0;i3;i+) Buffi=SZ*(p+i); Disp(1,7,3,Buff); break; case 3: Disp1(1,1,0 x20) for(i=0;i4;i+) Buffi=SZ*(p+i); Disp(1,5,4,Buff); break;case 4: Disp1(1,1,0 x20) for(i=0;i4;i+) Buffi=SZ*(p+i); Disp(1,5,4,Buff); break; void displayhw(uchar *p) uchar i; EX0=0; /关中断 Disp1(1,1,0 x20); for(i=0;i8;/ TL0=(65536-DT);/ 定时2ms TH1=(65536-200)/256; TL1=(65536-200)%256; timee=0 x00; KK=0 x00; void t1(void) interrupt 3 TH1=(65536-200)/256; TL1=(65536-200)%256; CLK=CLK;/AD0809时钟 袁节膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肃芅蕿袈芈膁蚈羀肁蒀蚇蚀袄莆蚇螂肀莂蚆羅袂芈蚅蚄膈膄蚄螇羁蒂蚃衿膆莈蚂羁罿芄螁蚁膄膀螁螃羇葿螀袅膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃蚂肂莈蒂螄芈芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羁莀蒈羃膇芆蒇蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃虿羆艿薃袁节膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肃芅蕿袈芈膁蚈羀肁蒀蚇蚀袄莆蚇螂肀莂蚆羅袂芈蚅蚄膈膄蚄螇羁蒂蚃衿膆莈蚂羁罿芄螁蚁膄膀螁螃羇葿螀袅膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃蚂肂莈蒂螄芈芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羁莀蒈羃膇芆蒇蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈蚂螂羂薁袈肀肁芀蚁羆肁莃袆袂肀薅虿袈聿蚇蒂膇肈莇螇肃肇葿薀罿肆薂螆袅肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羁膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿节衿羈腿莄蚂袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈蚂螂羂薁袈肀肁芀蚁羆肁莃袆袂肀薅虿袈聿蚇蒂膇肈莇螇肃肇葿薀罿肆薂螆袅肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羁膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿节衿羈腿莄蚂袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈蚂螂羂薁袈肀肁芀蚁羆肁莃袆袂肀薅虿袈聿蚇蒂膇肈莇螇肃肇葿薀罿肆薂螆袅肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羁膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿节衿羈腿莄蚂袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈蚂螂羂薁袈肀肁芀蚁羆肁莃袆袂肀薅虿袈聿蚇蒂膇肈莇螇肃肇葿薀罿肆薂螆袅肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羁膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿节衿羈腿莄蚂袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈蚂螂羂薁袈肀肁芀蚁羆肁莃袆袂肀薅虿袈聿蚇蒂膇肈莇螇肃肇葿薀罿肆薂螆袅肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羁膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿节衿羈腿莄蚂袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈蚂螂羂薁袈肀肁芀蚁羆肁莃袆袂肀薅虿袈聿蚇蒂膇肈莇螇肃肇葿薀罿肆薂螆袅肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇袁节膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肃芅蕿袈芈膁蚈羀肁蒀蚇蚀袄莆蚇螂肀莂蚆羅袂芈蚅蚄膈膄蚄螇羁蒂蚃衿膆莈蚂羁罿芄螁蚁膄膀螁螃羇葿螀袅膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃蚂肂莈蒂螄芈芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羁莀蒈羃膇芆蒇蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃虿羆艿薃袁节膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肃芅蕿袈芈膁蚈羀肁蒀蚇蚀袄莆蚇螂肀莂蚆羅袂芈蚅蚄膈膄蚄螇羁蒂蚃衿膆莈蚂羁罿芄螁蚁膄膀螁螃羇葿螀袅膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃蚂肂莈蒂螄芈芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羁莀蒈羃膇芆蒇蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃虿羆艿薃袁节膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肃芅蕿袈芈膁蚈羀肁蒀蚇蚀袄莆蚇螂肀莂蚆羅袂芈蚅蚄膈膄蚄螇羁蒂蚃衿膆莈蚂羁罿芄螁蚁膄膀螁螃羇葿螀袅膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃蚂肂莈蒂螄芈芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羁莀蒈羃膇芆蒇蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃虿羆艿薃袁节膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肃芅蕿袈芈膁蚈羀肁蒀蚇蚀袄莆蚇螂肀莂蚆羅袂芈蚅蚄膈膄蚄螇羁蒂蚃衿膆莈蚂羁罿芄螁蚁膄膀螁螃羇葿螀袅膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃蚂肂莈蒂螄芈芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羁莀蒈羃膇芆蒇蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃虿羆艿薃袁节膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肃芅蕿袈芈膁蚈羀肁蒀蚇蚀袄莆蚇螂肀莂蚆羅袂芈蚅蚄膈膄蚄螇羁蒂蚃衿膆莈蚂羁罿芄螁蚁膄膀螁螃羇葿螀袅膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃蚂肂莈蒂螄芈芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羁莀蒈羃膇芆蒇蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃虿羆艿薃袁节膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肃芅蕿袈芈膁蚈羀肁蒀蚇蚀袄莆蚇螂肀莂蚆羅袂芈蚅蚄膈膄蚄螇羁蒂蚃衿膆莈蚂羁罿芄螁蚁膄膀螁螃羇葿螀袅膃螈聿蒄葿袁羁莀蒈羃膇芆蒇蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃虿羆艿薃袁节膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肃芅蕿袈芈膁蚈羀肁蒀蚇蚀袄莆蚇螂肀莂蚆羅袂芈蚅蚄膈膄蚄螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃蚂肂莈蒂螄芈芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羁莀蒈羃膇芆蒇蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃虿羆艿薃袁节膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肃芅蕿袈芈膁蚈羀肁蒀蚇蚀袄莆蚇螂肀莂蚆羅袂芈蚅蚄膈膄蚄螇羁蒂蚃衿膆莈蚂羁罿芄螁蚁膄膀螁螃羇葿螀袅膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃蚂肂莈蒂螄芈芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈芀荿薀螆肃芅蕿