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1、电动车跷跷板（F题）摘要：本系统以凌阳SPCE061A单片机为主控制器，辅以寻迹、角度传感器、微调、时间、测量与显示、无线传输和语音等单元，实现小车自己登陆跷跷板，寻迹前进与后退，LED显示时间，自动寻找平衡点并语音提示等基本要求和发挥部分功能。此外，我们还扩展了路程测量与显示，上位机实时显示跷跷板状态的功能，可以在PC机上方便的观看系统状态，使其更加形象化。关键词：SPCE061A寻迹角度传感器无线传输Abstract:ThissystemtakesSurplusSPCE061AMCUasth
2、emaincontroller,assistedwithseekingmarkunit,anglesensorunit,tinyregulationunit,measuringanddisplayingtimeunit,linelesstransmission,playingsoundandsoon,inorderthatitcanlandteeterboardbyitself,runforwardandbackwardaccordingtothefixedroute,measureanddis
3、playthetimebyLED,lookforthebalancepointautomaticallyandbroadcastsound.Onthebaseofachievingtheessencerequestandtheexertsection,wealsomeasureanddisplaythedistance,usecomputertodisplaytherealstateoftheteeterboardseparately.Inthisway,wecanseethesystem’ss
4、tateconvenientlyandvisuallyonthePC.Keyword:SPCE061ASeekingmarkanglesensorLinelesstransmission1．系统方案1.1系统设计与结构框图根据题目要求，本系统主要由电源模块，控制器模块，电机驱动模块，寻迹模块微调模块，语音模块，显示模块，平衡检测模块，计时模块等构成。系统的结构框图如图1所示：电源模块计时模块平衡检测模块控制器模块寻迹模块路程测量模块语音模块显示模块电机驱动模块图1系统结构框图微调模块无线模块上位
5、机1.2方案论证小车选择：本设计中小车要爬坡和自动登上跷跷板，购买玩具车不能很好的适应要求。又考虑到四轮车转弯受到限制，菱形车爬坡不方便，所以我们自己设计车体结构为三角形，灵活性大，适于爬坡，且尽量使小车重心低以便于制动。控制器选择：16方案一：采用可编程逻辑器件CPLD方案二：采用Atmel公司的AT89S52单片机方案三：采用凌阳公司的SPCE061板。CPLD可以实现各种复杂的逻辑功能、体积小、稳定性高,而价格也较高，适合作为大规模控制系统的控制核心。AT89S52低功耗，高性能,但其本身
6、功能较少，因此需要增加较多的外围电路来实现功能。SPCE061A体积小，易扩展，结构简单。从适用度和价格两方面考虑，我们决定采用61板作为主控制器。电源模块：小车为活动性机器，故最好采用电池供电。电机工作需要12V电压，且要求较大的电流，其它模块需5V供电，电流要求不高。这样，体积小，容量大，重量轻的锂电池结合12V—5V的DC－DC芯片便成为我们的最佳选择。电机选择：方案一：采用步进电机方案二：采用直流减速电机步进电机可以准确定位，但输出力矩低，速度慢，且体积大，重量大，不适用于小车爬坡，也可
7、能达不到时间上的要求。而直流减速电机转动力矩大，速度大，体积小，重量轻，因而成为我们的最终选择。考虑到要防止小车下坡时惯性过大而滑出跷跷板，在满足时间要求基础上，我们选择50转/min减速电机以求较大力矩。电机驱动模块方案一：采用晶体管构建H桥驱动方案二：采用专用芯片L298H桥由4个三极管组成，可方便实现直流电机的四象限运行，分别对应正转、正转制动、反转、反转制动。专用驱动芯片L298，响应频率高，一片可控制两个直流电机，操作方便，稳定性好，性能优良。最终，我们选用L298作为电机驱动。平衡检
8、测模块方案一：采用铅垂线+光折断器方案二：采用角度传感器根据题目要求，平衡的定义为A、B两端与地面的距离差d=
9、dA－dB
10、不大于40mm,即跷跷板的倾角要小于1.43º（arcsin(0.02/0.8)=1.43º）才能判定为平衡。采用铅垂线+光折断器，通过判断垂线角度来判定平衡。但操作起来比较复杂，且误差较大。ZCT245AL—485角度传感器直接输出角度值，精度为0.1º，故我们采用方案二。寻迹模块方案一：通过开关型霍尔传感器方案二：采用光电传感器开关型霍尔传感器只能跟踪磁性物质组成的曲线
