葛 强，翟 羽，陈 强，马艳艳，王冠凌（.安徽工程大学 数理学院；.安徽工程大学 电气工程学院，安徽 芜湖 4000）



基于MK60单片机主控的风力摆系统设计

葛 强1，翟 羽2，陈 强2，马艳艳2，王冠凌2
（1.安徽工程大学 数理学院；2.安徽工程大学 电气工程学院，安徽 芜湖 241000）

摘 要：采用MK60FX512单片机为主控模块，设计了主要包含角度监测模块、直流风机驱动模块、声光提示模块和电源模块的风力摆控制系统.通过读取陀螺仪MPU9150的输出数据来获取姿态数据，以计算出摆动幅度和角度，采用PID控制技术对电机实现闭环调节,利用3D打印技术制作了风机安装托盘，减小了风机之间气流串扰.经测试，该系统能很好的实现题目要求.

关键词：MK60单片机；风力摆；姿态解算；PID；3D打印

1 引言

云计算、大数据、欧洲工业4.0、我国工业2.5、物联网（Internet of Things，IOT）、智慧城市（Smart City）……广为传播，强调以人思维主导，依据客观信息，选择运用知识，进行智能控制实践，提升服务人类质量，推动社会发展.现代检测技术和自动控制理论的飞速发展［1-3］，能够使得人们可以设计高精度的控制系统，本文基于MK60单片机主控的风力摆系统就是这些技术和理论的应用实例之一.

本文以2015年全国大学生电子设计竞赛B题为背景，设计并制作了一个风力摆控制系统.该系统以直流风机作为动力使得风力摆能够快速起摆，通过陀螺仪测量风力摆姿态数据［4］，传送到主控制器MK60FX512中，经计算得到风力摆的摆动角度与幅度，采用PID控制技术［5］对电机实现闭环调节［6］，调节风机风力大小，使风力摆按要求摆动.系统可实现以下功能：可设置摆动方向和幅度；