基于Sunplus SPCE061A控制核心的电动车跷跷板设计及实现

2．4 引导模块
该系统采用黑线引导法，在地面和跷跷板上均画有黑线，用寻迹的方式引导电动车。寻迹采用RG149A光电对管。RG149A通过检测反射信号的不同来区分黑白，信号经LM324整形后传输给控制器。LM324需外接一个滑动变阻器，以找到合适的阻值，使得输出高低电平信号能被正确识别。经过反复试验，寻线效果良好，在直线和弯道都能很准确地实现寻线，而且该管市面上容易购得。其硬件电路图见图5。

2．5 语音模块
在语音模块设计中直接使用凌阳61A板自带语音模块。正如前文介绍，61板具有强大的语音处理功能，拥有语音的MIC输入端，自带自动增益(AGC)控制，具有语音输出接口，可外接喇叭。根据音频处理模块功能的强弱，在录制语音时，需要选择采样率和音频格式，同时还要注意音频文件的大小。
2．6 显示模块
该系统设计采用凌阳公司生产的64×128液晶显示屏模块，该模块自带液晶显示驱动，只需在程序中建立相应字库即可实现显示。因为在显示模块上的工作可以近似认为是一种实时性的，并且数据量大，这就需要在软件的编写上进行合理的安排，以使CPU及时响应和协调各功能子模块的正常工作。
2．7 平衡模块
该设计使用无触点磁敏电位器自制重锤角度传感器。在电位器上加一重锤，通过重锤的摆动角度带来电位器角度的变化，以实现对角度的测量。该角度传感器安装在电动车上，当跷跷板处在非平衡状态时，车体的倾斜角度反映在重锤的转角上，再通过A／D转换将角度信号采集到处理器中进行相关的处理。在本设计中，有三个关键角度值，即跷跷板上平衡区间的两端点角度值和平衡区间中的实际中点值。小车在自动找平衡时，是根据平衡区间的端点值判断自己是否处于平衡区，是则调用平衡区功能函数进行工作，直到最终找到真正平衡点。经过多次试验论证，小车能够快速准确地寻找到平衡点。原理图及实物图见图6。

3 程序设计
软件设计与工作流程图如图7所示。

4 理论分析与计算
4．1 角度传感器原理
当电动车处于水平状态时(此时跷跷板平衡)，角度传感器重锤成自然下垂状态，此时得到一电压值作为基准电压；而当电动车处于非水平状态时(此时跷跷板失衡)，重锤会随着跷跷板的倾斜角度而偏离原位置一定角度，从而产生电压信号的变化，控制器根据电压信号变化及趋势来控制电机。
在本系统中当角度传感器的工作电压为3．3 V时，则应用角度传感器关键值可以参照表1。

4．2 过程逻辑计算
在不加配重情况下，电动车从起始A出发到中心平衡点C的过程中，小车从A点快速前行至超过平衡点的下降点处，会检测到倾斜角度电压值有突然减小趋势。此时，小车停止使角度传感器稳定，之后小车根据倾角传感器的电压值倒车至平衡点附近，然后以小速度不断调整寻找实际平衡点，直至平衡。