《xxxx全国大学生大学生电子设计竞赛论文集》

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1、2007全国大学生大学生电子设计竞赛论文集山东大学教务处山东大学工程训练中心2007-11目录编号：F甲1018-1-编号：F甲1024-13-编号：C甲1029-30-编号：D甲1027-40-编号：E甲1014-53-编号：A甲1022-64-编号：B甲1025-73-编号：D甲1017-84-编号：F甲1020-100-编号：F甲1023-111-编号：F甲1015-124-编号：E甲1021-136-编号：A甲1030-147-编号：A甲1026-157-编号：A甲1016-172-编号：C甲1019-186-编号：C甲1028-197-编号：F

2、甲1018竞赛题目：电动车跷跷板（F题）（获得2007年全国大学生电子设计竞赛全国一等奖）参赛学生及专业：高少锐电子科学与技术严冰物理学院微电子学周景博计算机科学与技术学校：山东大学指导教师：陈言俊王延伟秦峰王立志文稿整理老师：陈言俊2007年9月6日电动车跷跷板摘要：本系统采用自制的电动小车，以凌阳16位单片机(SPCE061A)作为小车的检测和控制核心，以两相混合式步进电机42BYG021驱动，通过数字式双轴倾角传感器（ZCT245AL-485）以15HZ的频率实时采集跷跷板的倾角信息，并采用模糊控制算法对步进电机的转速和转向进行调节，再辅助以螺旋桨

3、的微调，以准确找到平衡点位置；系统采用单光束反射取样式光电传感器RPR220探测黑线以实现循迹前进；对步进电机的控制采用细分驱动技术，大大改善了步进电机的运行品质。本系统可在较短时间内完成自动上板，通过跷跷板，寻找平衡点等任务，并对任务完成时间进行语音播报。关键词：细分驱动；倾角传感器；螺旋桨微调；电动小车；模糊控制中图分类号：TP242.6Abstract:ThissystemadoptsdynamoelectricsmallcarmadebyourselvesandtakesSPCE061A16bitmicroprocessorasthecontro

4、landdetectingcenter.Thetwowheelsofthecararedrivenbystepmotorsseparately.TherotationspeedanddirectionofthemotorsarecontrolledbyMCUaccordingtothefeedbackinformationdetectedbyobliquitysensorandthetorqueisadjustedbyaairscrewsothatthesmallcarcanfindthebalancepointoftheseesawaccurately

5、.Thissystemadoptssixinfraredsensorstodetectblacklinesonthegroundortheseesawanditcanfollowthelinesaccordingtothissignal.Weadoptsubdivisiontechnologytodrivethemotoranditimprovestheperformanceofthemotorsremarkably.ThissystemcancompleteallthetaskwithinashorttimeKeywords:subdivisiondr

6、iver;obliquitysensor;airscrewadjusting;dynamoelectriccar;fuzzycontrol1系统方案1.1实现方法图1系统模块框图本系统采用自制电动小车，以单片机作为智能小车的检测和控制核心，通过两相混合式步进电机驱动，根据倾角传感器采集的数据，对步进电机的转速和转向进行PID反馈调节。当小车的大概位置确定后，步进电机停止转动，启动直流电机，带动安装在直流电机上的螺旋桨，通过空气的反冲力微调力矩，以准确找到平衡点位置。系统使用了红外对管，通过黑线的引导可实现小车自动上板并对小车在板上的运动进行准直。在板的两

7、端设置标志，当红外传感器检测到标志时通知MCU控制小车停下，执行下一步预设动作。系统模块框图如图1所示1.2方案论证与比较1.2.1角度测量方案论证与选择　方案一：使用铅垂线+光折断器。使用3个光折断器来检测，假设车启动前铅垂线是在中间的光折断器上，如果不考虑铅垂线的单摆运动，我们可以认为中间的光折断器被折断时，车处于平衡位置。但是由于使用的铅垂线会做单摆运动，我们可以认为当铅垂线两侧摆幅一致时达到平衡，通过测量单摆左右摆的时间来分析单摆中心的偏移角度。方案二：使用数字式双轴倾角传感器ZCT245AL-485。内部集成了角度传感器，A/D转换器，可以输出

8、数字量。具有零点设定，响应频率调整，波特率可选等功能。采用金属壳封装，抗震动性能