基于单片机电动车跷跷板设计报告.doc

电动车跷跷板设计报告  摘要:为了满足电动车跷跷板的设计要求,进行了各单元电路方案的比较论证及确定,系统以凌阳16位单片机SPCE061A作为电动车的控制核心,选用了上海直川科技有限公司生产的ZCT245AL-TTL型倾角传感器测量跷跷板水平方向倾角,该传感器灵敏度高、重复性好且输出485信号便于与单片机接口;对于关键的小车动力部分,经过充分比较、论证,最终选用了控制精确的步近电机,,易于平衡点的寻找;通过红外对管TCRT5000寻迹,实现了小车走直线等功能;系统显示部分选用图形点阵式液晶显示器OCJM4*8C,串行接口,编程容易,美观大方。采用单片机内部时钟实现精确计时。最后的实验表明,系统完全达到了设计要求,不但完成了所有基本和发挥部分的要求,并增加了路程显示、全程时间显示和语音播报三个创新功能。关键词:倾角传感器,红外对管,步进电机,,能实现在跷跷板上运动且在不同配重的情况下保持平衡等功能。我们想利用电机控制小车运行,角度传感器测量跷跷板水平方向倾角来确定小车何时达到平衡,利用寻迹模块实现小车沿直线行走以及在A点外某处能自动驶上跷跷板,还有显示模块以及语音模块等做为人机界面,实现显示及语音提示等功能。上述各模块的方案论证如下。:采用ATMEL公司的AT89C51。51单片机价格便宜,应用广泛,但是功能单一,如果系统需要增加语音播报功能,还需外接语音芯片,实现较为复杂;另外51单片机需要仿真器来实现软硬件调试,较为烦琐。方案二:采用凌阳公司的SPCE061A单片机作为控制器的方案。该单片机I/O资源丰富,并集成了语音功能。芯片内置JTAG电路,可在线仿真调试,大大简化了系统开发调试的复杂度。根据本题的要求,我们选择第二种方案。,按照设计要求,小车需在C点和有配重的情况下分别达到平衡状态,这需要对小车的精确控制,而且小车制动性能要好。因此普通直流电机不能满足要求。方案一:采用直流减速电机控制小车的运动,直流减速电机力矩大,转动速度快,但其制动能力差,无法达到小车及时停车的要求。方案二:采用型号4B2YG的步进电机控制小车的运动,,因此能实现小车的精确控制,而且当不给步进电机发送脉冲的时候,能实现自锁,从而能较好的实现小车及时停车的目的。经过反复的比较、论证,我们最终选用了方案二。该型号步进电机加驱动器后与单片机接口简单,控制方便。,我们需要利用角度传感器来测量跷跷板水平方向倾角,当倾角在某个范围之内的时候即可认为跷跷板达到平衡状态。由于跷跷板最大倾角为5度左右,角度变化范围较小,因此要求角度传感器精度高,频率快。目前市场上适合的传感器主要有以下两种。方案一:采用深圳市华夏磁电子技术开发有限公司的AME-B001角度传感器,0-360度测量范围,但是安装非常不方便,而且电压输出信号,采集不便。方案二:采用上海直川科技有限公司生产的ZCT245AL-TTL倾角传感器,测量范围-45-+45度,,输出频率10次/s,485信号输出。 在满足设计要求的前提下,考虑到接口、安装方便等因素,我们