全国电子设计大赛历年试题解析：单片机控制电动车动态平衡

"全国电子设计大赛历年试题解析" 全国电子设计大赛是针对电子工程领域的一项重要竞赛，旨在激发学生的创新意识，提升他们的实践能力和团队协作精神。历年试题解析是参赛者们复习和准备的重要参考资料，可以帮助他们了解比赛的题型、难度以及评判标准。 2007年的J题电动车跷跷板设计，是一项融合了电子技术、自动化控制和机械原理的综合项目。参赛队伍需要设计一款能够自主导航并在动态环境中保持平衡的电动车。在这个设计中，关键的硬件部分包括： 1. 单片机AT89C51：这是一种广泛应用的8位微控制器，用于实现系统的检测和控制功能。它作为核心处理器，处理来自各种传感器的数据，并作出相应决策。 2. 红外发射接收一体探头：这种传感器用于检测路面的黑色寻迹线，通过发射和接收红外信号来判断小车是否偏离轨道，从而引导电动车按照预定路径行驶。 3. 角度传感器：用于检测电动车在跷跷板上的倾斜角度，这是维持动态平衡的关键。通过实时监测和分析角度变化，单片机可以控制电动车的动力系统，使其在不平衡状态下仍能保持稳定。 4. 键盘和液晶显示电路：基于AT89C51的键盘电路允许用户输入指令或设置参数，而液晶显示电路则用于实时显示车辆状态、行驶路径等信息，增加了系统的交互性和可读性。 软件设计方面，需要编写控制程序来实现以下几个核心功能： 1. 寻迹算法：根据红外探头返回的信息，计算出电动车的当前位置并调整行驶方向，确保其沿着黑色寻迹线前进。 2. 平衡控制算法：通过读取角度传感器数据，实时计算电动车与水平面的角度差，然后调整电机输出，使得电动车能在跷跷板上保持平衡。 3. 用户界面：设计友好的操作界面，让使用者能直观地监控电动车的状态，并进行必要的操作。 全国电子设计大赛的历年试题涵盖了电子工程的多个子领域，如数字电路、模拟电路、嵌入式系统、传感器技术等，通过这样的比赛，学生不仅能够提升专业技能，还能锻炼问题解决和创新思维能力。对于准备参加此类竞赛的学生来说，对历年试题的深入理解和解析至关重要，这有助于他们在比赛中取得更好的成绩。