帆板控制设计方案选择

张芝雨　张晓伟

摘 要：本系统采用1片宏晶科技公司的STC89C52单片机作为系统的控制器件，是一种带4K字节闪烁可编程可擦除只读存储器的低电压，高性能CMOS8位微处理器——具有4K字节可编程闪烁存储器，可擦除的的只读存储器（PEROM）。

关键词：PWM调速；89C52单片机；角度传感器；PEROM

1 方案设计与比较

1.1 系统总体设计方案

方案一：直接加直流电源来控制电机的转动速度；根据电动机在其额定电压时，电动机有一定的额定转速。根据其输入电压的减小，其转动速度也相应的减小。从而在传统的改变电动机的转速问题中，就是利用所给电动机的电压的不同，而达到人们所需要的大约速度。

方案二：以单片机STC89C51为中心通过D/A转换器，将单片机数字量转换为模拟量，从而起到控制电动机的转速问题。其中在单片机控制部分通过按键直接从程序中调出所需要速度的值，同时输到数码显示部分和D/A转换部分以实现电动机的调速。电路框图如图1-1所示。

方案三：采用STC89C52单片机进行控制。本设计需要使用的软件资源比较简单，只需要完成编码器采样部分、键盘控制部分以及显示输出功能。采用STC89C52进行控制比较简单、易控制、可靠性高、抗干扰能力强、精度高且体积大大减小。输出速度的调节是通过键操作，显示速度。STC89C52是一种带4K字节闪烁可编程可擦除只读存储器的低电压，高性能CMOS8位微处理器——具有4K字节可编程闪烁存储器，可擦除的的只读存储器（PEROM）。STC的STC89C52是一种高效微控制器。STC89C51单片机为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。三级程序存储器锁定、128*8位内部RAM、32可编程I/O线、两个16位定时器/计数器、5个中断源、可编程串行通道、低功耗的闲置和电模式、片内振荡器和时钟电路。电路框图如图1-2。

方案分析：方案一只能以减小所给电压值而能使电动机的转速有相应的减小，此方案操作性差且不安全。方案二不能及时的从电动机那里得到相应的转动速度，而是直接从程序哪儿调用相应的数值给数码显示。所以，此处的电路在速度的显示上失去了其真实性。方案三在可操作性与实时性方面都都结合了本专业特点，从控制理论与控制技术出发，充分发挥与应用本学科特点。所以，设计采用方案三。

2 电路设计

2.1 系统框图

系统框图如图3-1所示。

3 程序设计

其总体流程图如图4-1示。

结果分析：通过测试、计算和分析，该设计系统能够完成题目要求的全部基本功能。

4 总结

在帆板控制系统的设计过程中，采用了1片STC公司的STC89C51单片机作为系统的控制器件；角度检测采用飞思卡尔公司MMA8451Q作为帆板倾角的角度检测单元；显示器和键盘组成人机界面，通过按键调节单片机输出PWM信号能够控制风扇电机转速，用以控制帆板的翻转角度。该设计均达到赛题要求的所有基本功能。

[参考文献]

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