2025年电动车跷跷板设计全国大学生竞赛山东赛区组委会

电动车跷跷板设计汇报山东交通学院禹海岱 刘晓君 董立国摘要: 为了满足电动车跷跷板的设计规定，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 作为电动车的控制关键,选用了上海直川科技有限企业生产的ZCT245AL-TTL 型倾角传感器测量跷跷板水平方向倾角，该传感器敏捷度高、反复性好且输出 485信号便于与单片机接口；对于关键的小车动力部分，通过充足比较、论证，最终选用了控制精确的步近电机，其最小步进角 0.9 度，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屏 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。最终的试验表明，系统完全达到了设计规定，不仅完毕了所有基本和发挥部分的规定，并增长了旅程显示、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，SPCE061A1.系统方案1.1 实现措施本题规定设计并制作一辆电动小车，能实目前跷跷板上运动且在不一样配重的状况下保持平衡等功能。我们想运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，运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，尚有显示模块以及语音模块等做为人机界面，实现显示及语音提醒等功能。上述各模块的方案论证如下。1.2 方案论证 控制器模块方案一：采用 ATMEL 企业的 AT89C51。51 单片机价格廉价，应用广泛，不过功能单一，假如系统需要增长语音播报功能，还需外接语音芯片，实现较为复杂；此外 51 单片机需要仿真器来实现软硬件调试，较为啰嗦。方案二：采用凌阳企业的 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。根据本题的规定，我们选择第二种方案。 电机模块电机模块选择是整个方案设计的关键，按照设计规定，小车需在 C 点和有配重的状况下分别达到平衡状态，这需要对小车的精确控制，并且小车制动性能要好。因此一般直流电机不能满足规定。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规定。方案二：采用型号 4B2YG 的步进电机控制小车的运动，最小步进角为 0.9 度，因此能实现小车的精确控制，并且当不给步进电机发送脉冲...