帆板转角控制系统关键技术研究与设计.doc

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1、 摘 要本系统为帆板角度控制系统.设计了一个单片机的帆板控制系统，本系统由电源模块、显示模块、按键模块、角度传感器模块和驱动模块组成.采用PWM调制方式改变直流电机的电枢电压，实现对风扇的无极调速.用电位器角度传感器测试帆板的偏转角度，并通过LCD1602液晶显示器显示出其角度，测量分辨力可达1，绝对误差3.控制系统的硬件结构上采用了光电耦合、有线遥控键盘等措施，提高了系统的抗干扰性和稳定性，整个控制系统响应速度快，成本低，基本满足了任务要求.关键词：帆板控制系统； 单片机；角度传感器中图分类号：TP 文献标识符：A论文类别：C 项目研究类别:AWindsurfing angle contro

2、l system key technology research and controlAbstractThe system for windsurfing angle control system. Design of a single chip microcomputer control system of the system board, comprising a power module, display module, keyboard module, angle sensor module and a driving module. Using PWM modulation mo

3、de change DC motor armature voltage, to realize the stepless speed regulation of fan. Use potentiometer angle sensor test panel deflection angle, and through LCD1602 LCD displays its angle, measurement resolution up to 1 degrees, the absolute error is less than 3 deg. The hardware structure of the c

4、ontrol system adopts a photoelectric coupling, wired remote control keyboard and other measures, improve the system robustness and stability of the whole control system, fast response speed, low cost, basically meet the mission requirementsKEY WORDS: Windsurfing control system；Single-chip microcompu

5、ter； Angle sensor29 1引言 承载平台自动平衡系统在国内外很多大学及其爱好者很早就有研究，其有非常重要的研究价值和广泛的应用价值.角度传感器与平台系统结合在现今社会科技的发展中的应用越来越多，也越开越多重要.1.1 立项依据1.1.1 项目研究目的及意义利用帆板角度控制系统可以测量风力的大小，假如可以精确的测量出帆板的偏转角度，那样就可以算出风力的大小，研究成功，帆板角度控制系统将成为测量风力大小的产品，就可以节约很多的电能，又可以把测量风力的设备向智能化产品过渡，而且在原来的基础上更加完美和人性化.单片机应用的意义不仅在于它的广阔范围及所带来的经济效益.更重要的意义在于，单

6、片机的应用从根本上改变了控制系统传统的设计思想和设计方法.以前采用硬件电路实现的大部分控制功能，正在用单片机通过软件方法来实现.以前自动控制中的PID调节，现在可以用单片机实现具有智能化的数字计算控制、模糊控制和自适应控制.这种以软件取代硬件并能提高系统性能的控制技术称为微控技术.随着单片机应用的推广，微控制技术将不断发展完善.1.1.2国内外现状分析单片机源于20世纪70年代，到现在也有一定的历史，单片机的发展经历了几个不同阶段，现在单片机越来越成熟，成为一些智能化产品设计者的研究对象.随着社会的发展，智能化已经成为现代化产品发展的新趋势，基于微机控制系统的智能化有利于对帆板的控制.是否可以

7、实现远程控制、是否可以进行语音报警.又成为越来越感兴趣的研究方向.国内外走在积极发展这方面技术一应用于生产生活，1.1.3 控制系统随社会的发展需求儿发展，将会更加智能化，便捷化，更灵活，更方便的应用于生产生活.帆板转角控制系统的研究发展就沿着趋势发展.1.2项目介绍12.1研究内容单片机又称单片微控制器，单片机具有体积小、功耗低、控制功能强、扩展灵活、微型化和使用方便等优点，广泛应用于仪器仪表中，结合不同类型的传感器，可实现诸如电压、功率、频率、湿度、温度、流量、速度、厚度、角度、长度、硬度等物理量的测量.本系统就是以单片机为核心建立起来的，要实现对帆板转角大小的控制，其归根就是对风扇的控制

8、，帆板的转角随着风扇风力的变化而变化，角度传感器给单片机不同的角度检测信号，经单片机处理后在LCD液晶上显示，同时给出声光提示.系统体现了模块化的设计理念，将单片机和各个器件结合在一起，完成系统化的设计，充分发挥了单片机的可靠性、可操作性和强大处理功能.1.2.2研究目标提高了系统的抗干扰性、准确性和稳定性，整个控制系统响应速度快，成本低，容易驱动控制，噪音小、低功耗，.就基本满足设计要求.1.3拟解决的关键问题 1、对风扇电机的转速进行快速而准确的控制，以保证风扇的转角在控制范围内.2、为保证系统的精度要求，必须要对帆板转动角度进行实时检测.3、为保证帆板在尽可能短的时间内达到预定角度还需要

9、相应的设定及显示电路.1.31技术关键风力控制，角度测量，控制时间等（一）距离计算帆板尺寸：长 15cm，宽 10cm.风扇到帆板的距离：715cm.本系统帆板转轴直径0.5cm（二）角度计算帆板转角：060度.帆板转角测量原理：风扇吹动帆板转动，产生帆板角度变化，利用ADXL345数字加速度传感器测出三维坐标x 、y 、z的变化，将加速度传感器固定在帆板上，从而通过固定y，利用x 、z的关系求出角度.角度=(180*atan(temp z/temp x)/3.14.角度的测量范围是090，可以满足系统要求.（三）控制算法首先利用键盘控制风扇的转速，使帆板能够偏转一定的角度，再利用加速度传感器

10、测出帆板的角度，送显示电路显示.具体控制算法采用C语言编程实现（附后）.1.3.2主要技术指标风力大小、角度、控制时间等1.4预期成果通过大功率的场效应管驱动直流风扇，对其的转速进行控制，使帆板偏离原来的方向，采用角度传感器记录偏移量并实现角度电压的准确转换，将单片机处理结果在显示在显示屏上.1.4.1成果形式研究报告形式1.4.2知识产权2 项目执行方案2.1拟采取的研究方法根据对题目的分析,得到初步的方案，系统总体框图如下图2-1所示： 系统总体框图总体方案设计的描述是：当用手控制帆板时，显示屏能够实时显示帆板的转角，可显示范围为0到90度；当通过操作键盘给单片机传送加速指令，风扇速度由零

11、逐渐增大到最大风速，帆板与竖直面的偏转角度相应的由0增大到60，显示屏也实时显示倾角度数；当需要帆板偏转到某个固定角度时，通过键盘输入角度值，单片机通过分析控制风扇转速，使帆板的偏转角度逐渐达到设定值，并实时对帆板角度进行修正，当帆板转动接近预定的角度（3）时会发出声光提示.2.2实施方案2.2.1主要模块 主控模块采用STC12C5A60S2单片机.STC12C5A60S2是高速/低功耗/超抗干扰的新一代8051单片机，指令代码完全兼容传统8051,但速度快812倍.内部集成了MAX810专用复位电路，2路PWM，8路高速10位A/D转换(250K/S)，主要用在对电机控制、干扰场合. 角度

12、测量模块WDD35D-4型角度传感器模块.WDD35D-4型角度传感器为一个5千欧的精密电位器，故其输出为模拟信号.其旋钮的旋转角度与其电阻值呈线性变化，独立线性刻度为0.1%，具有3600的机械转角和3450电气转角.驱动模块方案1：光电耦合电路.光电耦合电路是单向传输信号、输入端与输出端完全实现了电器隔离电路，抗干扰能力强；另外，它的工作稳定，无触点，使用寿命长、传输效率高.缺点是输入信号和输出信号之间存在一定的延迟时间.方案2：L298N是ST公司生产的一种高电压、大电流电机驱动芯片.该芯片采用15脚封装.主要特点是：工作电压高，最高工作电压可达46V；输出电流大，瞬间峰值电流可达3A，

13、持续工作电流为2A；额定功率25W.内含两个H桥的高电压大电流全桥式驱动器，可以用来驱动直流电动机和步进电动机、继电器线圈等感性负载；采用标准逻辑电平信号控制；具有两个使能控制端，在不受输入信号影响的情况下允许或禁止器件工作有一个逻辑电源输入端，使内部逻辑电路部分在低电压下工作；可以外接检测电阻，将变化量反馈给控制电路.使用L298N芯片驱动电机，该芯片可以驱动一台两相步进电机或四相步进电机，也可以驱动两台直流电机.但其驱动电路较复杂.方案3：采用大功率三极管、二极管、电阻和电容等元件搭建两个H桥，通过对各路信号放大来驱动电机，原理简单，但电路复杂，并且放大信号不可能完全一致，导致偏差，不能达

14、到精确的控制.从系统的工作稳定性及成本考虑，选择方案1.2按键模块按键模块用于设置帆板角度和控制风力大小.方案1:独立式按键.该电路设计简单，且编程相对简单，而本系统需要设置任意的角度，当独立按键少时，角度值的设置太繁琐，当按键多时，占用单片机的I/O口太多，加大了成本.方案2：采用矩阵式键盘.按键较多时可以减少单片机I/O口数目，方便数值的输入.相比之下，方案2符合本系统对角度输入的要求. 显示模块方案1：采用LCD1602液晶屏显示数据.液晶屏的应用非常广泛，比如日常生活中的手表、时钟、计算器、仪器仪表、家电、医疗器械、车船仪表、声象设备文体用品、通讯设备视频图像显示和大画面显示等等.LC

15、D1602 液晶模块的读写操作，屏幕和光标的操作都是通过指令编程来实现的. 如清除显示指令 01H，光标复位到地址 00H 位置 ，光标复位指令00H，光标返回到地址.LCD1602液晶屏具有字符发生器，可以直观的显示汉字、图形、字符，并且显示容量大，进行数据的实时显示简单方便.方案2：采用LED数码管显示数据.LED数码管是由若干个发光二极管组成的显示字段的显示器件，当数码管中的某个发光二极管导通的时候，相应的一个字段便发光，不导通则不发光.一般来说，LED数码管的控制可分为段选控制和位选控制.段选是LED所显示的字段，如：a，b，c，d，e，f，g，dp,当a，b，c同时点亮时显示数字7；

16、当a，b，d，e，g同时点亮时显示数字2.位选则是显示该数字的位.根据以上控制原理，可实现对角度的显示，但显示很单一.相比之下，本系统采用方案一. 风扇的选型根据本次设计的要求，帆板尺寸大小为10*15cm ，设计选用了12038M12S中转速直流电机，其基本参数为DC-12V-0.50A，转速适合，容易驱动控制，噪音小、低功耗，能完成本设计要求.2.2.2硬件电路系统总体电路的设计经过上述各模块系统电路方案的比较与选择，系统的总方案最终确定如下：系统主要由单片机STC12C5A60S2、WDD35D-4型角度传感器、小型直流风扇、LCD1602显示屏与AMS1117电源芯片组成，系统的总体电

17、路图见附录一.电源电路该部分有1 个输出电压5V.220V 交流电通过电源变压器变换成交压12V 低压，再经过桥式整流电路 D1D4 和滤波电容 2200uf 的整流和滤波，在固定式三端稳压器 LM7809 的 Vin 和 GND 两端形成一个并不十分稳定的直流电压（该电压常常会因为市电电压的波动或负载的变化等原因而发生变化）.此直流电压经过 LM7809 的稳压和 100uf 电容的滤波后，便在稳压电源的输出产生了精度高、稳定度好的直流输出9V 电压.9V 电压给可调分流基准芯片TL431 提供电源.TL431 的主要作用是给A/D 转换芯片TLC1549 提供比较精确的参考电压.9V 电源

18、再经过LM7805 稳压后，给各个芯片提供电源.电路见图3-1. 图3-1 电源电路三端稳压器是标准化、系列化的通用线性稳压电源集成电路，以其体积小、成本低、性能好、工作可靠性高、使用简捷等特点，成为目前稳压电源中应用最为广泛的一种单片式集成稳压器件.三端稳压器的工作原理（以78 系列为例）如下：它与一般分立元件组成的串联式稳压电路基本相似.不同的是增加了启动电路、保护电路和恒流源.启动电路是为恒流源建立工作点而设置的.恒流源随着在基准电压形成和误差放大器电路中，是为了使稳压器能够在比较大的电压变化范围内正常可靠工作.在芯片内设置了两种较完善的保护电路：一是过流保护，一是过热保护. 风扇控制电

19、路的设计控制系统硬件以STC12C5A60S2单片机为核心，新一代的单片机增加了很多的功能，其中包括PWM功能.只要编写一段程序就可以其能自动的发出PWM脉冲波来实现对电机驱动电路的控制，控制模块的电路框图如下图3-2所示.图3-2 控制模块电路框图其中隔离电路采用了光电耦合电路，将单片机与驱动电路进行了电气隔离，起到了保护单片机的作用.驱动电路的工作原理如下：当单片机的P1口为高电平时，发光二极管导通工作，发光使光敏三极管导通，直流电机得压，电机速度增大；反过来，当单片机的P1口给低电平时，发光二极管不发光，光电三级管不导通，直流电机失去压，电机速度减小.通过单片机改变脉冲的占空比就可以改变

20、电机的电枢电压，达到调速的目的.电机驱动及调速模块如下图3-3所示.图3-3 电机驱动及调速电路 风扇控制电路的分析直流风扇的调速方式，采用的是PWM调速方式，PWM（即脉冲宽度调制）是通过控制固定电压的直流电源开关频率，改变负载两端的电压，从而达到控制要求的一种电压调整方法.在PWM 驱动控制的调整系统中，按一个固定的频率来接通和断开电源，并且根据需要改变一个周期内“接通”和“断开”时间的长短.通过改变直流电机电枢上电压的“占空比”来达到改变平均电压大小的目的，从而来控制电动机的转速.也正因为如此，PWM又被称为“开关驱动装置”，如下图3-4所示. 设电机始终接通电源时，电机转速最大为 V

21、max ，设占空比为 D= t1 / T ，则电机的平均速度为 ：V a = V max * D 其中 V a 指的是电机的平均速度； V max 是指电机在全通电时的最大速度 ；D = t1 / T 是指占空比.由上面的公式可见，当改变占空比 D = t1 / T 时，就可以得到不同的电机平均速度 V d ，从而达到调速的目的.严格来说，平均速度 V d 与占空比 D并非严格的线性关系，但是在一般的应用中，可以将其近似地看成是线性关系.由此可以近似的认为直流电机两端电压值与转速成正比，并可以借此原理算出转速和电压值（即 PWM 波的频率值）的比例关系简单比例调节PP函数.其调节公式为：YK=

22、YK1+KP*EK 2-2其中YK：要输出的数据，YK1：上次输出的数据，EK：设定值和实测值的差值，KP：比例系数（设KP=12）.通过以上分析，可由单片机A/D采集电阻式线形角度传感对角度变化而产生的电压值的变化，人为的采集角度 a和电压U值的变化，测出俩组数据(a1,u1)、（a2,u2），求出斜率k，通过线形特点求出电压转换角度公式： 最后通过液晶显示把角度出来.图3-4 PWM波原理图角度测量电路的设计与分析角度采样电路系统采用WDD35D-4高精密度倾角传感器测量帆板的偏转角度.当风扇转动时会使帆板偏离竖直面，倾角传感器将偏转度通过10位A/D转换的数字信号传给单片机控制系统，再将

23、指令传给风扇来调节帆板的偏转角度.图3-5 A/D采样电路图*角度测量当传感器转动时，重力（垂直）和传感器转轴之间的夹角就是倾斜角，在此过程中，由倾角传感器结合PWM波进行分段控制，即分别根据距离和角度进行脉宽调整.在进行角度调整时根据角度进行控制，角度越小，控制脉宽越小，直到检测角度在1范围内，认为其处于平衡状态.用以下转换公式，模拟输出量能转换成角度. 其中，VOUT为倾角传感器输出脚模拟电压，offset是设备在0g位置时的电压输出（一般输出值为2.5v），Sensitivity是设备的灵敏度（通常灵敏度为2v/g）.为得到最好的精确度，应当用实际输出值代替通常值.*显示模块的设计与分析

24、LCD1602液晶屏是16*2的字符型液晶，共16个引脚, 可以显示英文26个字母的大小写，阿拉伯数字09，及一些简单的符号.使用时将单片机的 8根数据线与 LCD模块的数据线一一对应相接,并将 LCD模块的控制线与单片机相连.在 LCD显示模块上加上工作电压和背光工作电压, 当整个系统工作时,测得的实时角度值就可通过单片机的采集计算转换在 LCD模块上动态显示出来.该液晶屏操作简单，显示功能强大，完全能共满足本设计系统的需要，是一种比较理想的选择.在本设计中LCD1602上分别显示设定角度、实际角度、调速档位.本设计连接电路图如下图3-6所示.图3-6 LCD1602显示电路* 按键输入模块

25、和声光提示模块系统使用键盘输入数据，采用了4x4的16个按键矩阵键盘，这样可以省出很多I/O口，以进行功能设置.其中将10个按键赋予0到9的值，并设定一个确定键和一个取消键，根据题目要求，还可以设定一个加风力和减风力的键.当需要设置角度时，可以直接按按键上的数字进行确定；当要分段设置角度时，要加速时就按加档键，减速时就按另一个减档键.当手动设定角度后，若帆板转动到预定的角度3范围内时就发出声光提示.按键电路模块和声光提示模块见附录一的总体电路图.2.2.3系统程序计算法主程序流程图帆板系统的软件分为手动模式和自动模式.单片机的软件设计采用模块化设计的方法，主要分为如下几个软件模块：主程序模块、

26、键盘扫描模块、角度测量调整模块和A/D采样模块等.单机主程序流程图见附录四所示.PWM调速流程设计PWM输出波形通过以下程序实现.该数据的调节通过设定值和实测值的比较来改变脉冲波的占空比.void inter() interrupt 1TH0=0Xff;TL0=0Xa3;/周期为100us*100次 count+; if(count=100) count=0; if(countset_jiao)/ 如果单片机采集到的角度大于设置的角度时 led_green=0;feng=0; if(jiao-set_jiao)3) set_jiao_bit=1; else if(jiao-set_jiao)=

27、2)led_green=0;feng=0;/关声光报警set_jiao_bit=0;pwm_count-;delay(500);else led_green=1;feng=1;/开声光报警else / 同理，如果单片机采集到的角度小于设置的角度时.角度调整及显示流程图如附录所示2.3可行性分析在实施方案中已有论证.2.4 项目特色与创新之处2.4.1项目主要贡献（1）采用了外圆内方风道结构.（2）有线遥控式键盘.（3）双指针角度指示.（4）系统结构简单、扩展性功能强.2.4.2预期研究成果的展示说明预期研究成果处于实验室阶段.此产品具有较高的准确性和稳定性.可以应用于很多领域.不仅仅是帆板转角

28、系统中，类似原理可以制造出很多应用于工业自动化和汽车电子等领域.2.5 已有研究基础2.5.1 对自身研究创造能力的具体评价 自己本来并没有参加过很多研究工作，研究能力并不是很好，还需要更多的机会和时间来加强自己的研究实践能力.2.5.2 已完成的主要工作 主要做了有关角度的测量以及实验的数据处理工作.2.6 进一步完善该项目的设想 可以更仔细，更有耐心的测量.使用精密度更高的仪器推高饰演的准确性.3研究进度安排与经费预算 进度时间 进度内容预计经费准备阶段包括仪器的购买、人员食宿安排、研究地点、出版物等费用10万实验阶段个人依据分工实验，咨询等20万收尾阶段包括实验数据的处理，周围实验环境的

29、处理等5万4 项目检查、验收、鉴定时间与方法4.1项目查新结论4.1.1 文献检索结果分析 检索词：帆板转角控制系统，帆板控制系统检索所得的文献基本都是帆板转角控制系统的研究性文献.部分虽然标题是帆板控制系统，但研究的依然是转角的问题.所以这些文献都是有关帆板转角控制系统的不同研究方法，各有优点不足.都是对于帆板转角控制系统的稳定性、准确性进行不同的改进方法.都是以单片机为基础进行实验的设计改进.其中的很多方法原理都值得借鉴.4.1.2 查新结论上述文献都仅仅是处于实验室阶段的文献，各有不同研究方法，各有创新之处，都是对于帆板转角控制系统中转角的转化精确度等等的研究本项目的研究与文献中的研究内

30、容差不多，都是对于系统的稳定性与准确性的提高做的研究.但与以上文献有一定的不同.4.2 项目演求与测试方案测试仪器本系统需要使用以下仪器进行功能调试与性能测试. 测试使用仪器仪器名称用途数量备注单片机调试及下载程序1量角器测量角度1直尺测量距离1量程0-20cm秒表测量时间1测试记录首先将帆板回到零起点位置（帆板刚好与水平面垂直），然后分别测试以下项目；（1）手动转动帆板，用量角器测量其偏转的的角度，同时记录显示屏显示的角度，记录5组以上数据，分析比较两组数据；（2）通过键盘调节风扇的转速，记录帆板实际偏转角度和屏幕显示角度，并记录其反映时间，记录10组以上数据（分别记录帆板上升与下降时情况各

31、5次），分析比较两组数据；（3）通过键盘直接设定帆板的偏转角度（060），记录帆板实际达到角度与达到预定角度的时间，以此来验证系统的准确性.（5组以上数据）注：每组数据必须要测3次以上数据取然后平均值.详细的系统功能能测试数据结果见附录 结果分析从测量结果来看，数据基本达到了设计的要求，但由于受到器件精确性（如：角度传感器），液晶屏显示的数值与实际测量的数值之间存在一定的误差，但都在允许的误差范围内.说明此系统还存在些问题，精确度不够高.分析有如下原因：（1）读数产生的误差，由于测量过程中帆板处于小范围的抖动状态，因此用量角器读出的数据有一定的误差；（2）帆板系统的机械结构有些粗糙，帆板转动时

32、存在一定的摩擦；（3）帆板控制电路排版不是很合理，电路中部分连线接头有时会影响电路中电信号的传送.4.3 鉴定结果评语草案此次研究提高了系统的稳定性与准确性.技术水平不是很高，但是在工业自动化与汽车电子等方面有一定的应用价值.如果进一步提高系统的稳定性准确性等，将来可以再工业的发展上会有很大的价值.4.4 项目研究及论文成果的自我评价本系统以单片机为核心部件，用三轴加速度传感器来检测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060度范围内变化，并在液晶屏上进行了显示.在系统设计过程中，力求

33、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.因为时间有限，该系统还有许多值得改进的地方：三轴加速度传感器对帆板偏转角检测不精确，帆板有可能还受外部环境的影响.在本次设计的过程中，遇到了很多突发事件和各种困难，设计制作中一度中断，但通过仔细分析和自我状态的调整解决了很多问题.在这个过程中我们深深地体会到共同协作和团队精神的重要性，提高了自己解决问题的能力.5 结论系统以单片机STC12C5A60S2为核心部件，以WDD35D-4型角度传感器模块为检测模块，实现了对帆板角度信号的采集、处理、显示功能，以及对风扇速度的闭环控制功能.总结来说，本系统主要有如下特点：（1）采用了外

34、圆内方风道结构：根据帆板、直流风扇的选型，自制了一个通风巷，通风效果好，活动空间大，提高了帆板的角度偏转范围, 有效的降低了帆板的抖动现象；（2）有线遥控式键盘：实现了有限距离遥控，既方便操作，又避免了操作对控制系统的直接干扰.（3）双指针角度指示：由于帆板撞装在了帆板内部，为了方便读数，在量角器两侧装了与帆板平行的两个角度指针，因此只需测量指针的偏转角度就可以知道帆板的偏转角度.由于采用了双指针，读数比较精确，这可以大大减少了测量误差.（4）系统结构简单、扩展性功能强：系统结构经优化处理，设计美观合理，整个系统还可增加其他外围设备，提升系统功能，如可加测风速模块、测距模块等.由于时间仓促，系

35、统硬件、软件设计以及细节优化工作没有做到尽美，在以后的学习中将不断提高与改进.6 参考文献1 邹久朋.80C51单片机实用技术M.北京航天航空大学出版社，2008.04.2 李全利.单片机原理及接口技术（第二版）M.高等教育出版社，2009.01.3 赵健，吴顺伟，任志舶. 基于倾角传感器的自动平衡系统J.现代电子技术，2008（16）.4 周姣，蒋求生. SCA100T角度传感器在角度测量系统中的设计J.科技风，2009（11）.5 张琛等.直流无刷电动机原理及应用（第2版）M.北京：机械工业出版社，2004.6 黄智伟.全国大学生电子设计竞赛制作实训 M .北京航空航天出版社，2011.0

36、1.7 付家才单片机控制工程实践技术M. 北京：化学工业出版社,19988 孙育才，王荣兴，孙化芳.新型AT89S52系列单片机及其应用M. 北京：清华大学出版社，2000.9 朱定华.单片机原理及接口技术实验.北京M：北方交通大学出版社，2003.10 张鑫，华臻，陈书谦.单片机原理及应用M.北京：电子工业出版社，2005.7 附录附录一：系统总体电路图附录二：单片机IO口接线表单片机IO口输入单片机IO口输入P04*4矩阵按键P1.5按键指示灯（绿色）P1.6蜂鸣器报警指示灯（红色）P1.7蜂鸣器输入端P1.0倾角传感器输入端P3.5液晶RS控制端P3.6液晶RW控制端P3.7液晶E控制端

37、P2液晶D0D7数据输入端P3.0、P3.1单片机串口通信端附录三：系统主要元器件清单序号器件型号个数1单片机STC12C5A60S212稳压芯片AMS111713电源12V开关电源14角度传感器WDD35D-415电阻贴片若干个6液晶屏LCD160217光电耦合18按键若干个9三极管90125个附录四：主程序流程图附录五：风扇PWM调速流程图附录六: 角度调整及显示程序流程图附录七：硬件的功能调试项目表检测项目帆板初始偏转角度帆板末态偏转角度数码管显示角度完成时间备注手转帆板000-正常01515-正常154544.6-正常456060-正常605049.7-正常键盘调速控制角度（加速）02

38、019.7-正常2035358正常3545457.s正常4555558.9s时间稍长键盘调速控制角度（减速）6045483.7s正常4834342.4s正常3430300.8s正常302929.30.1s正常291817.91.2s正常键盘直接设定角度0109.51.5s正常025282s绝对差偏大03535.63s正常060474.9正常060606s时间稍长附录八#include #include intrins.h/#include #define uint unsigned int #define uchar unsigned char sbit col_1=P04;sbit col_

39、2=P05;sbit col_3=P06;sbit col_4=P07;/sbit lcdrs=P35;sbit lcdrw=P36;sbit lcde=P37;/sbit led_red=P15;sbit led_green=P16;sbit feng=P17;sbit pwm=P34;/sfr ADC_LOW2 = 0xBE; /ADC low 2-bit result register#define ADC_POWER 0x80 /ADC power control bit#define ADC_FLAG 0x10 /ADC complete flag#define ADC_START

40、0x08 /ADC start control bit#define ADC_SPEEDLL 0x00 /420 clocks#define ADC_SPEEDL 0x20 /280 clocks#define ADC_SPEEDH 0x40 /140 clocks#define ADC_SPEEDHH 0x60 /70 clocks/ISP/#define ENABLE_ISP 0x83 /系统工作时钟0;x-)for(y=z;y0;y-);void write_com(uchar com)lcdrs=0;lcdrw=0;P2=com;delay(1);lcde=1;delay(1);lcd

41、e=0; void write_dat(uchar dat)/写数据lcdrs=1;lcdrw=0;P2=dat;delay(1);lcde=1;delay(1);lcde=0;void init()lcde=0;write_com(0x38);write_com(0x0c);write_com(0x06);write_com(0x01);write_com(0x80);void display_char(uchar y,uchar x,uchar *p,uchar count)/显示一个字符串uchar i=0;for(i=0;icount;i+)if(y=0) x|=0x80;else x|=0xc0;write_com(x);write_dat(*p);x+;p+;void display_xy_su(uchar y,uchar x,uint dat)uint shi,ge;if(y=0) x|=0x80;else x|=0x