帆板控制系统的设计与实现.docx
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帆板控制系统的设计与实现.docx
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帆板控制系统的设计与实现
毕业论文(设计)材料
题目:
帆板控制系统的设计与实现
学生姓名:
项文
学生学号:
0908030236
系别:
电气信息工程学院
专业:
电子信息工程
届别:
2013
指导教师:
张大雷
填写说明
1、本材料包括淮南师范学院本科毕业论文(设计)任务书、开题报告以及毕业论文(设计)评审表三部分内容。
2、本材料填写顺序依次为:
(1)指导教师下达毕业论文(设计)任务书;
(2)学生根据毕业论文(设计)任务书的要求,在文献查阅的基础上撰写开题报告,送交指导教师审阅并签字认可;
(3)毕业论文(设计)工作后期,学生填写毕业论文(设计)主要内容,连同毕业论文(设计)全文一并送交指导教师审阅,指导教师根据学生实际完成的论文(设计)质量进行评价;
(4)指导教师将此表连同学生毕业论文(设计)全文一并送交评阅教师评阅。
3、指导教师、评阅教师对学生毕业论文(设计)的成绩评定均采用百分制。
4、毕业论文(设计)答辩记录不包括在此表中。
一、毕业论文(设计)任务书
要求完成的主要任务及达到的目标
制作一个帆板控制系统,通过对风扇转速的控制,调节风力大小,改变帆板转角θ。
(1)用手转动帆板,能够显示帆板的转角θ。
显示范围0-60°,分辨力2°,绝对误差≤5°。
(2)当间距d=10cm,通过操作键盘控制风力大小,使帆板转角θ能在0-60°范围内变化,并要求实时显示θ。
(3)当间距d=10cm,通过操作键盘控制风力大小,使转角θ稳定在45°±5°范围内。
要求控制过程在10秒内完成,实时显示θ,并由声光提示,以便进行测试。
(4)整个系统供电采用220伏交流电(民用电)转直流供电。
(5)当间距d=10cm时,通过键盘设定帆板转角,其范围为0-60°。
要求θ在5秒内达到设定值,并实时显示θ。
最大误差的绝对值不超过5°。
(6)当间距在7-15cm范围内选择,通过键盘设定帆板转角,范围为0-60°。
要求θ在5秒内达到设定值,并实时显示θ。
最大误差的绝对值不超过5°。
工作进度要求
2012.12.1——2012.12.28撰写开题报告
2012.12.29——2012.12.31拟定论文提纲
2013.1.1——2013.2.28撰写论文初稿
2013.3.1——2013.4.31论文修改
2013.5.1——2013.5.14论文定稿
指导教师签名:
年月日
二、毕业论文(设计)开题报告
课题研究目的
本系统以单片机和PWM为控制和处理核心,实现了对帆板角度的控制。
此设计分为三部分:
用单轴倾斜角传感器SCA60C检测帆板倾斜角度;通过A/D转换将模拟量变换成数字量;利用驱动元件驱动直流风扇的转动,从而达到控制帆板角度自动旋转的目的。
通过此次的毕业设计,我将会更深入的去了解单片机的工作原理。
确确实实的把所学的知识用到实物中,理论和实践相结合。
课题研究计划
根据课题的实际需要和研究现状,为更好地高效地保证完成论文,拟如下具体安排:
第一阶段:
查阅文献、资料
第二阶段:
撰写论文开题报告
第三阶段:
实验探索
第四阶段:
论文定稿与答辩
工作进度
2012.11.1——2013.1.1学习了解STC89C52单片机和各个器件所实现的功能和本次论文相关的原理,与指导老师就所研究的课题进行详细的探讨后再逐条拟定论文提纲。
2013.1.1——2013.2.1尽力完成论文课题实物并撰写论文初稿。
2013.2.1——2013.2.30初稿完成后,根据指导老师意见就细节和内容进行修改论文。
2013.3.1——2013.5.14多次修改后,最终定稿并上交指导老师。
本课题研究现状(需附适量参考文献)
本次帆板实验的设计与实现由单片机,A/D转换器,数码管,角度传感器和电机驱动等部分组成,下面一一介绍:
STC89C52是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器,具有8K在系统可编程Flash存储器。
在单芯片上,拥有灵巧的8位CPU和在系统可编程Flash,使得STC89C52为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。
具有以下标准功能:
8k字节Flash,512字节RAM,32位I/O口线,看门狗定时器,内置4KBEEPROM,MAX810复位电路,三个16位定时器/计数器,一个6向量2级中断结构,全双工串行口。
ADC0804是8位全MOS中速A/D转换器、它是逐次逼近式A/D转换器,片内有三态数据输出锁存器,可以和单片机直接接口。
单通道输入,转换时间大约为100us。
ADC0804转换时序是:
当CS=0许可进行A/D转换。
WR由低到高时,A/D开始转换,一次转换一共需要66-73个时钟周期。
CS与WR同时有效时启动A/D转换,转换结束产生INTR信号(低电平有效),可供查询或者中断信号。
在CS和RD的控制下可以读取数据结果。
市面上的四位一体的数码管一般都没有datasheet,想要掌握其管脚的分布是一个很重要的环节,下面对它进行初步的了解。
首先数码管有共阴极和阳极之分,区别他们的方法是若公共端接地,其他端接电源,若各段测试能亮,说明是共阴极的,反之是共阳极的;若公共端接电源,其他端分别接地,测得各端亮,则说明是共阳极的,反之为共阴极的。
角度传感器SCA60C是一种新型高精度单轴倾角传感器,SCA60C倾角传感器是用来检测帆板相对于垂直方向的倾角。
SCA60C实际上是一个加速度计,内部由一个硅微传感器和信号处理芯片组成;SMD形式封装,通过测量地球引力在测量方向上的分量,再将其转换为倾斜角度。
驱动L298N可接受标准TTL逻辑电平信号VSS,VSS可接4.5~7V电压。
4脚VS接电源电压,VS电压范围VIH为+2.5~46V。
输出电流可达2.5A,可驱动电感性负载。
1脚和15脚下管的发射极分别单独引出以便接入电流采样电阻,形成电流传感信号。
L298可驱动2个电动机,OUT1,OUT2和OUT3,OUT4之间可分别接电动机,本实验装置我们选用驱动一台电动机。
5,7,10,12脚接输入控制电平,控制电机的正反转。
EnA,EnB接控制使能端,控制电机的停转。
本系统以单片机STC89C52芯片为核心部件,用SCA60C角度传感器来检测L298N电机驱动风扇改变帆板的偏转角度,把这输出的信号传送给单片机进行处理,利用了角度传感技术并配合独特的软件算法实现了用按键控制风力的大小使帆板转角能够在0~60度范围内变化,并在数码管上进行了显示。
在系统设计过程中,力求硬件线路简单,充分发挥软件编程的灵活方便的特点,来满足设计的要求。
参考文献
[1]吴运昌.模拟电子线路基础.第五版.广州:
华南理工大学出版社,2004
[2]阎石.数字电子技术基础.第五版.北京:
高等教育出版社,1997
[3]李晓峰.单片机原理及应用.第二版.北京:
北京理工大学出版社,2010
[4]铃木雅臣.晶体管电路设计上.北京:
科学出版社,1997
[5]侯玉宝.基于proteus的51系列单片机设计与仿真.北京:
电子工业出版社,1998
[6]赵广林.看图快速学Protel99SE电路设计与制版.北京:
电子工业出版社,2009
[7]崔葛瑾.数字电路实验基础.上海:
同济大学,2006
[8]张保华.模拟实验基础.上海:
同济大学,2007
[9]罗先觉.电路.北京:
高等教育出版社,2006
学生签名:
2012年12月28日
指导教师意见
指导教师签字:
年月日
三、毕业论文(设计)评审表
毕业论文(设计)主要内容
指导教师评语
成绩
评定
指导教师签字:
年月日
评阅教师评语
成绩
评定
评阅教师签字:
年月日
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- 特殊限制:
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- 关 键 词:
- 帆板 控制系统 设计 实现