2015全国电子设计大赛B题：风力摆控制系统解析

"这篇文档是关于2015年全国大学生电子设计竞赛中B题——风力摆控制系统的详细介绍，涵盖了系统设计、理论分析、电路与程序设计、测试方案及结果，以及结论与心得。参赛队伍使用了飞思卡尔K60单片机作为核心控制器，配合3轴加速度传感器和3轴陀螺仪MMA7361进行角度采集，通过PWM控制轴流风机，实现摆动的精确控制。" 本文主要讨论的是一个基于2015年全国大学生电子设计竞赛的项目——风力摆控制系统。该系统的核心是飞思卡尔K60单片机，这是一款基于ARM Cortex-M4内核的32位微控制器，以其强大的运算能力和丰富的外设接口被选为控制核心。系统中，3轴加速度传感器MMA7361和3轴陀螺仪结合，用于采集风力摆的三维角度数据，这些数据通过互补滤波和PD算法处理后，计算出摆杆的角度。 在硬件设计方面，系统采用了BTS7971智能功率芯片驱动电机，以控制风机的转动，而MMA7361则负责测量摆杆的角速度。双电源供电方案中，航模电池用于驱动电路，LM1117-5V等组成的稳压模块为单片机和其他模块提供稳定电源。系统板电路包括主控模块、驱动模块、传感器电路和电源部分，各个模块的电路原理图都有详细描述。 程序设计上，主要任务是根据采集到的角度数据，通过PWM控制风机，调整其工作状态，从而影响摆杆的摆动轨迹。程序功能描述包括角度采集、数据处理、PWM控制以及液晶屏显示等，程序流程图清晰地展示了整个控制逻辑。 在测试环节，团队制定了详细的测试方案，明确了测试条件和所需仪器，并对测试结果进行了分析，包括实际测试数据的记录和对系统性能的评估。通过测试，验证了系统的有效性和稳定性。 最终，参赛者总结了项目中的经验和教训，对设计过程进行了反思，同时也列举了参考文献，为后续的项目提供了宝贵的参考资料。整个设计不仅展示了参赛者的电子设计能力，还体现了他们在理论分析、硬件搭建和软件编程方面的综合技能。