MSP430与PID控制：2015年全国大学生电子设计风板控制系统详解

本文档是关于2015年中国电子设计竞赛中的一个风板控制系统设计方案，针对的是高职高专组别。该系统的核心是使用MSP430单片机，结合PID算法实现对风板的精确控制。系统主要组成部分包括电源模块、角度测量模块、电机驱动模块、显示模块、键盘模块和声光模块。 1. **系统方案**： - **主控模块**：作者对比了使用传统51单片机和MSP430F149单片机两种方案，最终选择了MSP430，因为它具有低功耗、高速运算和丰富的内部资源，更适合系统设计需求。 - **角度检测模块**：方案中，原计划采用模拟三轴加速度计MMA7260，但因为MPU6050能提供更快速、准确的动态角度检测，且无需额外的模拟到数字转换，所以方案二被采纳。 - **电机驱动模块**：初始考虑采用晶体管驱动电路，但因结构复杂、抗干扰能力差及可靠性问题，不被推荐，实际应用中倾向于选择更稳定、效率高的驱动方案，如使用集成驱动芯片。 2. **关键技术**： - **MSP430**：作为控制核心，提供了高性能和低功耗特性，是单片机设计的优秀选择。 - **PID算法**：用于实时调整风板的角度，确保风力的精确控制。 - **PWM**：脉宽调制技术，通过改变电机驱动的占空比来控制风力大小。 - **直流风机**：实现风板的机械转动。 - **MPU6050**：加速度传感器，用于实时监测风板角度并进行位置反馈。 3. **功能特点**： - PID控制确保风板角度稳定，提高了系统的动态响应性能。 - LCD液晶器显示风板角度，提高用户界面的人性化。 - 声光提醒功能增强了系统的交互性和警告机制。 - 系统通过反复测试，确保达到了设计要求，体现了严谨的工程实施过程。 通过这份文档，读者可以了解到设计团队如何通过精心挑选硬件组件，结合高级算法和技术实现了一个高效、稳定的风板控制系统，这对于参加电子设计竞赛的学生或从事相关领域的工程师来说，是一个极好的学习和参考案例。