全国电子设计竞赛：帆板控制系统设计与实现

本篇文档详细阐述了2011年中国全国电子设计竞赛中的F题——帆板控制系统的设计与实现。该系统是一个集成了手动控制、自动控制和实时显示功能的创新解决方案，旨在为帆板运动提供精确的辅助设备。系统的核心组件包括角度数据采集、风扇转速控制、键盘输入、数字显示以及帆板相关模块。 硬件设计方面，系统利用角度传感器（如光电计数器或精密单圈电位器）来测量帆板的角度，通过A/D转换确保数据精度。采用单片机，如FPGA、51单片机（如STC12C5616AD），其中FPGA以其丰富的资源和高速度成为首选，但成本相对较高且程序编写复杂。电机控制采用PWM技术，保证了风扇转速的精确控制。为了提升用户体验，系统还设计了开机自检、按键容错和角度超范围提示等功能，增强了系统的可靠性和易用性。 软件设计上，文章提供了程序总体流程图，展示了控制算法的逻辑结构，包括风扇控制算法的详细设计和实现。这涉及到传感器数据处理、决策逻辑、以及PWM信号的生成和解析，确保了系统能够根据设定的目标进行准确的帆板角度调整。 测试部分详述了所使用的测试仪器、设定的测试条件以及具体的测试方法，包括实际操作过程和结果分析，验证了系统功能的正确性和稳定性。最后，系统所有组件被整合在同一个底座上，既便于演示，又提升了整体外观和性能的稳定性。 关键词集中在关键技术和实现细节上，如角度传感器、A/D转换、PWM技术、实时显示等，突出了系统的核心竞争力。 通过这篇获奖论文，读者可以了解到一个完整的电子设计竞赛项目从方案选择、硬件设计到软件开发的全过程，对于参与此类竞赛的学生和研究人员来说，是一份宝贵的参考资料和实践案例。