2007年F题电动车跷跷板设计：智能平衡方案

"该文档是关于2007年F题电动车跷跷板设计的方案，涉及了电子工程、自动化控制、传感器应用等多个IT领域的知识点。" 本文主要介绍了2007年电子设计竞赛中的一道题目——电动车跷跷板的设计方案。设计团队选择了凌阳16位单片机SPCE061A作为控制系统的核心，因其丰富的I/O资源和内置的语音功能，方便了系统的集成和调试。他们采用了上海直川科技的ZCT245AL-TTL型倾角传感器，用于测量跷跷板的水平倾角，确保电动车在不同配重情况下保持平衡。这种传感器具有高灵敏度和良好的重复性，且与单片机接口友好。 在动力系统方面，设计团队选择了控制精确的步进电机，最小步进角为0.9度，便于寻找和维持平衡点。红外对管TCRT5000用于小车的路径跟踪，保证小车能沿直线行走并准确找到上跷跷板的入口。显示模块则采用了图形点阵式液晶显示器OCJM4*8C，通过串行接口实现简单编程和美观显示。此外，系统还利用单片机内部时钟进行精确计时，增加了路程显示、全程时间显示和语音播报等创新功能。 系统方案的论证中，控制器模块对比了ATMEL公司的AT89C51和凌阳的SPCE061A。考虑到功能扩展和调试便捷性，最终选择了后者。电机模块的选择是设计的难点，需要考虑控制精度和制动性能，步进电机因其特性被选为最佳解决方案。 关键词：倾角传感器，红外对管，步进电机，SPCE061A 从这个设计方案中，我们可以学习到以下几个IT知识点： 1. **单片机控制**：SPCE061A的使用展示了单片机在复杂控制系统中的应用，包括其内部资源的利用和在线调试的优势。 2. **传感器技术**：倾角传感器ZCT245AL-TTL的特性分析，强调了传感器在自动化系统中的重要角色，尤其是在需要精确测量的场景。 3. **电机控制**：步进电机的特性和在精密定位中的作用，以及如何通过单片机实现对其的精确控制。 4. **路径跟踪**：红外对管TCRT5000的工作原理和在路径检测中的应用。 5. **人机交互**：液晶显示器和语音播报在提升用户体验方面的价值，以及如何通过串行接口简化编程。 此设计方案综合运用了嵌入式系统、传感器技术、电机控制和人机交互等多个领域的知识，是电子设计竞赛中一个典型的综合性项目。