遮风板角度控制系统设计及优化

张永红，高晓梅

（1.西安航空职业技术学院 教务处教材实践科，陕西 西安 710089；2.西安航空职业技术学院 计算机工程系，陕西 西安 710089）

遮风板控制系统，通过对风扇转速的控制，调节风力大小，改变遮风板转角 θ，显示范围为 0～60°，分辨力为 2°，绝对误差不大于5°；当间距d=10 cm时，通过操作键盘控制风力大小，控制遮风板转角θ，要求控制过程在10 s内完成，如图1所示。

图1 遮风板控制系统示意图Fig.1 Structure diagram of angle control system of wind board cover

1 方案的确定

遮风板控制系统主要由单片机控制及显示模块、角度信息采集模块、电机驱动模块、A/D采样模块、电源模块等构成。

1）角度信息采集模块 光电对管测量分辨率低，工作繁琐且工艺要求高；电位器测量角度，归零方便，但精确度不够高，调节难度大，温漂较大。采用MMA7260Q-3轴小量程加速传感器具有低功耗、低噪音、分辨率高精度高且能多角度调节。

2）电机驱动模块 采用NEC公司电机控制ASSP芯片MMC-1配合L298N，MMC-1为多通道两相四线步进电机/直流电机控制芯片，基于NEC电子16位通用MCU固化专用程序实现，通过VART或SOI串行为主控MCU扩展专用电机控制功能，可以实现直流电机的正反转控制和速度控制256档，并具备过流检测功能，工作电流2 A，可同时带动两个直流电机或一个步进电机。

3）A/D采样模块 采用TLC2543CN将角度信息的模拟量转化为数字信号，TLC2543CN是TI公司的12位串位模数转换器，使用开关电容逐次逼近技术完成A/D转换过程，且其串口输入能节省51系列单片机I/O资源，性价比、分辨率都极高。

4）控制系统的选择 采用STC12C5A60S2作为主控器，STC系列单片机是红星科技生产单时钟、机器周期（IT）单片机，是高速、低功耗、超强抗干扰的新一代8051单片机，指令代码完全兼容传统8051，自带A/D PWM。……