2011年全国大学生电子设计竞赛：自由摆平板控制系统解析

"2011年全国大学生电子设计竞赛的获奖论文，主要涉及基于自由摆的平板控制系统设计，参赛者使用了SCA60C倾角传感器、步进电机和AT89C52单片机为核心技术，实现了对自由摆偏转角度的精确控制和显示。" 这篇论文详述了2011年全国大学生电子设计竞赛中的一道题目，即“基于自由摆的平板控制系统”。该系统主要由以下几个关键部分组成： 1. **倾角传感器SCA60C**：用于采集自由摆的倾斜角度数据，是数据采集的关键。SCA60C是一种常见的角度测量传感器，能够提供准确的倾斜角度信息。 2. **步进电机42BYG250-40**：被选用为控制系统的核心执行机构，因为它的步进角仅为1.8度，可以精确控制平板的转动角度和速度。 3. **单片机AT89C52**：作为中央处理器，处理倾角传感器采集的数据，通过AD转换将模拟信号转化为数字信号，并驱动数码管显示自由摆的偏转角度。同时，单片机还负责系统的精确计时功能。 论文内容还包括系统的各个模块设计，如： - **控制器模块**：设计了控制逻辑，以处理来自传感器的数据并驱动电机。 - **角度检测模块**：围绕SCA60C传感器构建，用于实时监测自由摆的角度变化。 - **电机模块**：包含了步进电机及其控制电路，确保电机的稳定运行。 - **驱动电机模块**：设计了适当的驱动电路，使步进电机能够根据指令精确转动。 - **显示模块**：利用共阳数码管展示自由摆的偏转角度，增强系统的可视化能力。 - **电源模块**：提供了系统运行所需的稳定电源。 理论分析部分涉及自由摆的物理原理，包括自由摆偏离角与平板倾角的关系以及时钟周期如何影响平板的转动角度。电路和程序设计部分则详细描述了各个模块的具体实现，包括检测电路、电源模块的设计以及步进电机驱动和软件控制策略。 这篇论文展示了参赛者在电子设计竞赛中的创新能力和技术实力，通过巧妙地结合硬件和软件，成功地构建了一个能够实时监控和控制自由摆平板的系统，具有较高的实践和教育价值。