基于STC12C5A60S2的帆板控制系统设计
以STC12C5A60S2单片机作为主控制器，产生PWM波，经过大功率功管IRF530芯片驱动电机让风叶转动，使帆板发生角度偏移，由角度传感器(型号WDJ22G—A6)将角度的变化转化为电压，然后经OP07放大器传送到单片机的P1.2口，通过单片机的A/D进行AD采样转换，对角度传感器采集到的电压进行分析和处理，转换成代表角度的数字信号，采集的信号最终由LCD12864显示。
采用AT89C52单片机，单片机模拟产生PWM，通过H桥及专用的驱动芯片。如：L298N驱动直流风扇，角度信号通过专用的数字芯片、光电编码器、旋转变压器、机械式角度传感器等，实现角度测量。再配以LCD屏、数码管、TFT屏、点阵屏等实现控制信息以及数字信息的显示。由于普通单片机功能有限，因此在使用时外围电路较复杂，所以在较短时间实现与完成稳定性、可靠性较差。
本系统的设计采用STC12C5A60S2单片机，其特点是高速、低功耗、超强抗干扰，指令代码完全兼容8051，速度快8—12倍。内部集成MAX810专用复位电路，2路PWM，8路高速10位A/D转换，针对电机控制，强干扰场合。其内部包含中央处理器、程序存储器、数据存储器、定时/计数器、UART串口、串口2、I/O接口、高速A/D转换、SPI接口、PCA、看门狗及片内R/C振荡电路等模块。STC12C5A60S2单片机几乎包含了数据采集和控制中所需的所有单元模块，可称得上一个片上系统。同时价格不高，掌握较易。基于这个特点我们选择这个芯片作为我们的控制核心。
本系统设计采用C51进行设计，目录结构采用树状结构，操作简单方便。
STC12C5A60S2单片机集成了两路可编程计数器阵列，可用于软件定时器、外部脉冲的捕捉、高速输出以及脉宽调制输出。根据本题所需，我们采用他的脉宽调制输出，产生相应的PWM波形，用以进行直流电风扇的驱动。其产生过程如下所述：先对与其相关的寄存器和端口进行初始化，然后选择其工作模式和时钟源频率，并对捕获寄存器进行设定，因PWM的输出频率受其占空比影响，而占空比于其捕获寄存器有关。最后将其按照相应的频率变化输出即可。在PWM输出时对应的端口状态如下：
STC12C5A60S2自带AD转换端口，根据题目所需，我们使用其AD转换的十位寄存器。在进行AD转换口应用时，先将其AD中断开启，再对其进行初始化，然后启动AD转换，在启动后进行相应延时，给以电压相应的缓冲时间。然后才进行AD转换的信号采集。当所采集的角度电压信号进入后，会自动存入AD存储器内，将其从ADC_RES和ADC_RESL中取出后对其进行的相应转换计算如下：
LCD液晶显示的设计
本系统采用LCD12864屏作为本系统的显示器，12864有两种显示模式，串行及并行两种方式，本系统采用串行通信，采用较少的单片机管脚。液晶显示及树状目录分页是本系统设计的一大特色。
分析此题本题是PID控制中最典型的一种，其算法简单。但题目要求能再在5秒内完成这一过程，这是本题的难点。我们通过分析提出了继电器和PWM控制结合的思路。主要思路是，通过控制继电器使风扇在1-2秒获得比较高的转速，然后通过PID算法控制风扇达到设定角度，实验证明此方法极大缩短了风扇提速时间。并最终能再题目要求的时间内达到设定角度。
解决方案：经过讨论后最后在三个地方一起做修改，最终达到要求。其三个地方是：
①在帆板的上方加上一定的配重，使其在到达一定角度，吹力减小的同时通过地球对配重的引力，利用跷跷板原理是帆板向上继续旋转，以此补偿风扇在帆板上所减少的吹力。
②把风扇的放置由水平放置改为带有一定倾角的放置，这样在帆板旋转一定角度后，风扇的吹力仍然可以保持不变。
③将电机驱动电路由原先的L298N驱动改为了由三极管和半导体功率管以及H桥驱动的电路。这一修改增强了读懂电路的线性，易于调速的控制。
