AVR单片机控制的帆板自动调角系统

"基于AVR单片机的帆板控制系统是一个采用闭环控制的自动化设备，主要目的是通过实时监测和调整帆板的角度，使其能够在不同风力条件下保持预设位置。系统利用AVR单片机作为核心处理器，结合角度传感器、LCD显示屏、电机驱动模块以及键盘模块等组件来实现这一目标。" 在该控制系统中，AVR单片机扮演着关键角色，它负责定时采集角度传感器的数据，并与预设的帆板转动角度进行比较。如果实际角度与预设角度有偏差，单片机会生成脉宽调制（PWM）信号来控制风扇电机的转速，进而改变风帆的角度。LCD显示屏则用来实时显示预置参数、当前帆板角度、PWM信号状态以及调控过程所需的时间，为操作员提供了直观的监控界面。 设计任务要求在风扇与帆板之间距离变化时，系统能够在规定时间内自动调整帆板至设定角度。为此，设计思路包括以下几个部分： 1. **控制模块**：采用AVR单片机，例如Atmel公司的ATmega系列，作为系统的核心，执行控制算法和数据处理。 2. **角度检测模块**：使用ADXL345三轴加速度计作为角度传感器，该传感器通过I2C接口与单片机通信，能提供高精度的角度数据。为解决风帆摆动不稳定的问题，采取了多次采样取平均值的方法。 3. **电机驱动模块**：L298电机驱动芯片用于控制风扇电机的正反转和转速，其输入接受来自单片机的逻辑信号，输出端则连接到风扇电机，通过PWM信号调节电机转速。 4. **显示模块**：LCD1602液晶模块用于显示帆板状态和控制参数，为用户提供可视化信息。 5. **电源模块**：采用LM2576开关型降压稳压芯片，为整个系统提供稳定的工作电压。 6. **键盘模块**：允许用户输入预置参数，调整帆板的目标角度。 7. **角度检测电路**：ADXL345传感器通过I2C接口与单片机通信，采集的角度数据经过处理后生成PWM信号。 8. **驱动电路**：L298驱动芯片的使能端通过隔离光耦接收单片机输出的PWM信号，从而控制电机的转速。 整个系统的运行流程是：AVR单片机定期读取ADXL345传感器的数据，计算角度差，然后生成相应的PWM信号，通过L298驱动风扇电机调整风帆角度，同时LCD1602显示屏实时更新显示信息。这样的设计使得系统具有较高的自动化水平和响应能力，能够适应动态环境下的帆板角度调节需求。