2011全国电子设计大赛论文-F题论文.doc
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2024-03-14
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赛区： 江西赛区 赛区编号： JXB13004 测试人签字：
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帆板控制系统（F 题）
摘要：本题——帆板控制系统，是以 AT89S52 单片机和红外测角及 A/D 转换器
件为核心。作品使用 AD 转换器件 TLC1543 与红外对管实现实时采样，通过控制
风扇转速，调节风力大小，使得帆板的转角改变(θ)，并在相应得显示设备，显
示帆板转过的角度，系统结构简单，实现方便。主要实现功能为实时测试帆板的
转角，实现帆板转角角度 0℃—60℃之间变化，分辨能力在 2℃，误差值≤5℃。
关键字：AT89S52 电机驱动 L298HN 红外对管 A/D 转换 TLC1543CN
1.方案设计
1.1 主控制芯片选择
方案一：采用 FPGA 做主控制器，由 FPGA 来完成采集和信号处理等底层的核
心计算，做主控芯片，计算速度快，功能强大。缺点；成本高，制作耗时长，不
易控制。
方案二：采用 AT89S52 单片机做主控制器，由单片机来完成采集和信号处理
等底层的核心计算，做主控芯片，成本低，易控制，易实现。
方案三：采用 ARM 微处理，做主控芯片，计算速度快，缺点；成本高，控制
较复杂，不容易焊接。
经过以上三个方案比较，在此题方案二明显优于方案一和方案三，故采用方
案二采用 AT89S52 单片机做主控制器。
1.2 角度测量方案
方案一：在转轴上安装电位器进行测角，即转轴转动电位器，运用 A/D1543，
读出电阻值，反馈检测信号给单片机，然后在单片机进行角度转换及计算，该方
法由于电位器在每次转动过程中，其电阻值都有一定的偏差，容易磨损，采集数
据非常复杂，并且准确度很低。
方案二：在帆板的机架安装红外对管，帆板转动时红外接收的光信号，随帆
板转动而变化，红外接收的光信号模拟量，运用 A/D 读回模拟量，反馈检测信号
给单片机，在单片机进行角度转换及计算，这种方法没有机械摩擦，也不受外界
的干扰，比较容易实现。
方案三：在帆板上安装二维角度传感器，直接读出角度，价格高，程序实现
很难。
本设计采用通过红外对管反射的方法采集角度，成本低，实现容易。
1.3 显示器件的选择
方案一：运用液晶 LCD1602 作为显示器件，价格低，易于控制，程序简单。
显示信息量大，并且功耗低，能够满足显示角度信息和控制信息。该设计采用
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