风力摆控制系统.doc

风力摆控制系统摘要本系统是基于STC15F2K60S2单片机的风力摆控制系统,其中包含轴流风机及其调速模块、电源模块、角度检测模块、键盘及显示模块等。根据单摆运动和圆周运动的基本原理,分别计算其方位角度和幅度,对轴流风机的单摆运动和圆周运动进行指定路径的控制。在控制过程当中,根据基本模式和发挥模式的要求,确定初始的方位角度和幅度,并设置出运动的轨迹,利用三维角度传感器ADXL345进行角度的实时检测,并将其换算为轴流风机的方位和角度。最后通过与预定的方位角度的值来设置各个风机控制信号的占空比,从而控制轴流风机的运转。当检测到风机的方位位置到达指时定的位置时,将风机的运行模式切换到停止模式,使得风机在指定的时间内到达预定的轨迹。关键字:STC15F2K60S2ADXL345PWM轴流风机AbstractThissystemisbasedontheSTC15F2K60S2microcontrollerofthewindpendulumcontrolsystem,whichcontainstheaxialflowfananditsspeedcontrolmodule,powermodule,angledetectionmodule,keyboardanddisplaymodule,etc..Accordingtothebasicprincipleofpendulummotionandcircularmotion,respectively,tocalculatetheazimuthangleandmagnitude,,accordingtothebasicmodeandtherequirementsofthemodel,heinitialdirectionandamplitude,andsetupthetrajectoryofthemovement,theuseofthree-dimensionalanglesensorADXL345real-timedetection,anditsconversiontotheaxialflowfan',,theoperatingmodeofthefanisswitchedtothestopmode,:ADXL345PWMSTC15F2K60S2axialflowfan目录1系统方案 52理论分析与计算 93系统设计 134系统调试与测试 155总结 15附录: 161电路原理图 162仪器设备及元器件清单 163程序清单 171系统方案本系统的功能是要控制风力摆,使它下面悬挂的激光笔可以画出题目要求的直线段或者圆,并且方向大小可以控制。所以本系统主要由主控制器模块、电源模块、角度检测模块、轴流风机、按键及显示模块组成。图1-(1)主控制器模块方案一:选用高速、高可靠、低功耗、超强抗干扰的新一代8051单片STC15F2K60S2,指令代码完全兼容传统8051,但速度快8-12倍。内部集成高精度R/C时钟(±%),±1%温飘,常温下温飘±%,5MHz~35MHz宽范围可设置,可彻底省掉外部昂贵的晶振和外部复位电路。P/PWM/PCA,8路高速10位A/D转换,内置2K字节大容量SRAM,2组高速异步串行通信端口,1组高速同步串行通信端口SPI,针对多串行口通信针对多串行口通信多串行口通信/电机控制/强干扰场合。方案二:选用TI公司的MSP430F5529,它是基于RISC架构的16位超低功耗单片机,采用精简指令集结构,指令均为单周期指令,功能强,运行速度快。内部集成256KB闪存和16KB的RAM,~,包含一个用于优化功耗的创新电源管理模块。其功耗已经达到了微安级。MSP