基于Sunplus SPCE061A控制核心的電動(dòng)車(chē)蹺蹺板設計及實(shí)現

2．4 引導模塊
該系統采用黑線(xiàn)引導法，在地面和蹺蹺板上均畫(huà)有黑線(xiàn)，用尋跡的方式引導電動(dòng)車(chē)。尋跡采用RG149A光電對管。RG149A通過(guò)檢測反射信號的不同來(lái)區分黑白，信號經(jīng)LM324整形后傳輸給控制器。LM324需外接一個(gè)滑動(dòng)變阻器，以找到合適的阻值，使得輸出高低電平信號能被正確識別。經(jīng)過(guò)反復試驗，尋線(xiàn)效果良好，在直線(xiàn)和彎道都能很準確地實(shí)現尋線(xiàn)，而且該管市面上容易購得。其硬件電路圖見(jiàn)圖5。

2．5 語(yǔ)音模塊
在語(yǔ)音模塊設計中直接使用凌陽(yáng)61A板自帶語(yǔ)音模塊。正如前文介紹，61板具有強大的語(yǔ)音處理功能，擁有語(yǔ)音的MIC輸入端，自帶自動(dòng)增益(AGC)控制，具有語(yǔ)音輸出接口，可外接喇叭。根據音頻處理模塊功能的強弱，在錄制語(yǔ)音時(shí)，需要選擇采樣率和音頻格式，同時(shí)還要注意音頻文件的大小。
2．6 顯示模塊
該系統設計采用凌陽(yáng)公司生產(chǎn)的64×128液晶顯示屏模塊，該模塊自帶液晶顯示驅動(dòng)，只需在程序中建立相應字庫即可實(shí)現顯示。因為在顯示模塊上的工作可以近似認為是一種實(shí)時(shí)性的，并且數據量大，這就需要在軟件的編寫(xiě)上進(jìn)行合理的安排，以使CPU及時(shí)響應和協(xié)調各功能子模塊的正常工作。
2．7 平衡模塊
該設計使用無(wú)觸點(diǎn)磁敏電位器自制重錘角度傳感器。在電位器上加一重錘，通過(guò)重錘的擺動(dòng)角度帶來(lái)電位器角度的變化，以實(shí)現對角度的測量。該角度傳感器安裝在電動(dòng)車(chē)上，當蹺蹺板處在非平衡狀態(tài)時(shí)，車(chē)體的傾斜角度反映在重錘的轉角上，再通過(guò)A／D轉換將角度信號采集到處理器中進(jìn)行相關(guān)的處理。在本設計中，有三個(gè)關(guān)鍵角度值，即蹺蹺板上平衡區間的兩端點(diǎn)角度值和平衡區間中的實(shí)際中點(diǎn)值。小車(chē)在自動(dòng)找平衡時(shí)，是根據平衡區間的端點(diǎn)值判斷自己是否處于平衡區，是則調用平衡區功能函數進(jìn)行工作，直到最終找到真正平衡點(diǎn)。經(jīng)過(guò)多次試驗論證，小車(chē)能夠快速準確地尋找到平衡點(diǎn)。原理圖及實(shí)物圖見(jiàn)圖6。

3 程序設計
軟件設計與工作流程圖如圖7所示。

4 理論分析與計算
4．1 角度傳感器原理
當電動(dòng)車(chē)處于水平狀態(tài)時(shí)(此時(shí)蹺蹺板平衡)，角度傳感器重錘成自然下垂狀態(tài)，此時(shí)得到一電壓值作為基準電壓；而當電動(dòng)車(chē)處于非水平狀態(tài)時(shí)(此時(shí)蹺蹺板失衡)，重錘會(huì )隨著(zhù)蹺蹺板的傾斜角度而偏離原位置一定角度，從而產(chǎn)生電壓信號的變化，控制器根據電壓信號變化及趨勢來(lái)控制電機。
在本系統中當角度傳感器的工作電壓為3．3 V時(shí)，則應用角度傳感器關(guān)鍵值可以參照表1。

4．2 過(guò)程邏輯計算
在不加配重情況下，電動(dòng)車(chē)從起始A出發(fā)到中心平衡點(diǎn)C的過(guò)程中，小車(chē)從A點(diǎn)快速前行至超過(guò)平衡點(diǎn)的下降點(diǎn)處，會(huì )檢測到傾斜角度電壓值有突然減小趨勢。此時(shí)，小車(chē)停止使角度傳感器穩定，之后小車(chē)根據傾角傳感器的電壓值倒車(chē)至平衡點(diǎn)附近，然后以小速度不斷調整尋找實(shí)際平衡點(diǎn)，直至平衡。