基于C8051F040單片機的承載平臺平衡調整系統

液晶顯示電路的設計

由于C8051F單片機不帶LCD驅動(dòng)，所以需要設計液晶顯示驅動(dòng)，12864M的CS，WR，DT，液晶顯示驅動(dòng)電路如圖7所示。

圖7 液晶顯示驅動(dòng)電路圖

矩陣按鍵的設計

本系統總共需要16個(gè)按鍵，按鍵掃描電路如圖8所示。

圖8 按鍵掃描電路圖

語(yǔ)音模塊電路的設計

語(yǔ)音模塊采用ISD1420芯片，語(yǔ)音電路實(shí)現錄音和放音的功能，具體電路設計如圖9所示。

圖9 語(yǔ)音電路圖

系統程序設計

系統軟件所實(shí)現的功能

該系統要完成對傾角傳感器所傳來(lái)的信號進(jìn)行處理來(lái)控制運動(dòng)物體的運行方向、計算運行物體的坐標位置、LCD數據顯示和鍵盤(pán)控制等功能。歸納為以下兩大功能：（1）對傾角傳感器所采集的數據進(jìn)行處理和運算，并輸出到LCD顯示。（2）對按鍵輸入信號采集和判斷，控制直流電機升降桿的位置。

系統軟件流程設計

該系統軟件設計由液晶顯示子程序，語(yǔ)音播報子程序，按鍵掃描子程序和傾角調整子程序組成。系統主程序流程圖如圖10所示。

圖10 系統主程序流程圖

設計實(shí)現和功能調試

直流電機推桿速度測試

測試儀器：直尺（精度0.01m），量角器（精度0.1°），鉛垂，秒表（精度10ms）。

測試方法：首先測試推桿的最大升降速度，用直尺測量出推桿開(kāi)始的距離值A點(diǎn)，電機兩端加上24V電壓，開(kāi)始計時(shí)，記錄下結束距離值B點(diǎn)和結束時(shí)間，計算出升降速度。表1的數據是多次測試取得的推桿平均速度，測試結果見(jiàn)表1。

表1 直流電機推桿速度測試結果記錄表

角度調節精度測試

測試儀器：秒表（精度10ms），量角器（精度0.1°）。

測試方法：通過(guò)按鍵輸入角度值，記錄下時(shí)間后，通過(guò)液晶顯示傾角傳感器的傾角數值，與量角器測試的數值比較之后，記錄下實(shí)際傾角數值后，比較得出該系統精度。測試結果見(jiàn)表2，經(jīng)過(guò)測試得出該系統調角時(shí)間在5秒之內，精度控制在2°的誤差。

表2 角度調節精度測試結果記錄表

結束語(yǔ)

C8051F040是高度集成的混合信號SoC級微控制器芯片。承載平臺平衡調整系統集成了C8051F040處理器、傾角傳感器、ISD1420語(yǔ)音播報模塊、人機交互界面等硬件電路。整個(gè)系統結構清晰，速度穩定，操作簡(jiǎn)單，成本低，經(jīng)測試，該系統運行可靠，具有較好的應用前景。