摘 要：风板控制装置由STM32F103C8T6单片机为主控制器，通過矩阵键盘向单片机输入设定的中央风板的轨迹或角度来控制直流风机的转速，使得中央风板以规定的角度或者以规定的轨迹进行相应的动作。单片机实时采集导电塑料角位移传感器WDD35D4和光电编码器24C的数据对中央风板的姿态进行调整，让其满足设计要求。单片机作为整个系统的控制部分，程序设计采用C语言在KEIL 5.1.4的编译器上实现。利用改进的PID算法根据设定值和当前值自动调整风板的角度保证其精确度。同时风板在一个状态转换到另一个状态时，利用蜂鸣器进行提示。实验结果表明：此设计能够达到设定的要求，效果良好，是一个性能良好的方案，同时也是一个性价比较好的方案。
　　关键词：STM32F103C8T6单片机；角位移传感器；PID算法
　　1 引言
　　风板控制装置是2015全国电子设计大赛高职高专组试题，主要是制作一个通过控制风机的风量来控制风板完成规定动作的风板控制装置，参考示意图如图1所示。主要实现以下功能：基本功能：（1）控制角度在45°～135°之间设定，由起点开始启动装置，控制风板达到预置角度，过渡过程时间不大于10s，控制角度误差不大于5°，在预置角度上的稳定停留时间为5s，误差不大于1s。动作完成后风板平稳停留在终点位置上；（2）在45°～135°范围内预置两个角度值（Φ1和Φ2）。由终点开始启动装置，在10s内控制风板到达第一个预置角度上；然后到达第二个预置角度，在两个预置角度之间做3次摆动，摆动周期不大于5s，摆动幅角误差不大于5°，动作完成后风板平稳停留在起点位置上。扩展功能：用细线绳将一个重量为10g物体（可以用10g砝码代替），拴在小长尾金属夹的尾端上，小长尾金属夹与重物的总长度不小于50mm，并整体夹在图1所示风板对应位置上。（1）预置风板控制角度，控制角度在45°～135°之间设定，由起点开始启动装置，控制风板达到预置角度，过渡过程时间不大于15s，控制角度误差不大于5°，在预置角度上的稳定停留时间5s，误差不大于1s，最后控制风板平稳停留在终点位置上；（2）在45°～135°范围内预置两个角度值（Φ1和Φ2）。由终点开始启动装置，在15s内控制风板到达第一个预置角度上；然后到达第二个预置角度，在两个预置角度之间做4次摆动，摆动周期不大于5s，摆动幅角误差不大于5°，动作完成后风板平稳停留在起点位置上。
　　2 系统硬件设计
　　本系统主要由微控制器模块、显示模块、键盘控制模块、声光指示模块、驱动模块、传感器模块、直流风机等组成，系统设计框图如图1所示。考虑系统设计要求以及经济性，本系统选用STM32F103C8T6单片机为微控制器，角位移传感器WDD35D4为系统的传感器，利用256*64点阵OLED25664 进行显示。
　　3 系统软件设计与实验结果
　　单片机作为整个系统的控制部分，系统软件设计采用C语言在KEIL 5.1.4的编译器上实现。利用改进的PID算法根据设定值和当前值自动调整风板的角度保证其精确度。系统软件设计流程图如图2所示。
　　实验结果如下表所示。
　　通过实验结果显示，此设计能够达到设定的要求，效果良好。此次设计不仅提高了学生的动手能力，同时让学生了解到一个完整的系统的实现需要的流程和步骤。设计的风板控制装置不管在整体实物还是程序优化方面都还需要进一步完善。
　　参考文献
　　[1]范红刚、魏学海、任思璟，《51单片机自学笔记》[M]，北京：北京航空航天大学出版社，2010-01-01
　　[2]2015年全国大学生电子设计大赛试题，http：//www.nuedc.com.cn/
　　[3] STM32F103C8T6芯片手册
　　[4] WDD35D4芯片手册