基于C8051F040單片機(jī)的承載平臺(tái)平衡調(diào)整系統(tǒng)

液晶顯示電路的設(shè)計(jì)

由于C8051F單片機(jī)不帶LCD驅(qū)動(dòng)，所以需要設(shè)計(jì)液晶顯示驅(qū)動(dòng)，12864M的CS，WR，DT，液晶顯示驅(qū)動(dòng)電路如圖7所示。

圖7 液晶顯示驅(qū)動(dòng)電路圖

矩陣按鍵的設(shè)計(jì)

本系統(tǒng)總共需要16個(gè)按鍵，按鍵掃描電路如圖8所示。

圖8 按鍵掃描電路圖

語(yǔ)音模塊電路的設(shè)計(jì)

語(yǔ)音模塊采用ISD1420芯片，語(yǔ)音電路實(shí)現(xiàn)錄音和放音的功能，具體電路設(shè)計(jì)如圖9所示。

圖9 語(yǔ)音電路圖

系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)

系統(tǒng)軟件所實(shí)現(xiàn)的功能

該系統(tǒng)要完成對(duì)傾角傳感器所傳來(lái)的信號(hào)進(jìn)行處理來(lái)控制運(yùn)動(dòng)物體的運(yùn)行方向、計(jì)算運(yùn)行物體的坐標(biāo)位置、LCD數(shù)據(jù)顯示和鍵盤控制等功能。歸納為以下兩大功能：（1）對(duì)傾角傳感器所采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和運(yùn)算，并輸出到LCD顯示。（2）對(duì)按鍵輸入信號(hào)采集和判斷，控制直流電機(jī)升降桿的位置。

系統(tǒng)軟件流程設(shè)計(jì)

該系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)由液晶顯示子程序，語(yǔ)音播報(bào)子程序，按鍵掃描子程序和傾角調(diào)整子程序組成。系統(tǒng)主程序流程圖如圖10所示。

圖10 系統(tǒng)主程序流程圖

設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)和功能調(diào)試

直流電機(jī)推桿速度測(cè)試

測(cè)試儀器：直尺（精度0.01m），量角器（精度0.1°），鉛垂，秒表（精度10ms）。

測(cè)試方法：首先測(cè)試推桿的最大升降速度，用直尺測(cè)量出推桿開(kāi)始的距離值A(chǔ)點(diǎn)，電機(jī)兩端加上24V電壓，開(kāi)始計(jì)時(shí)，記錄下結(jié)束距離值B點(diǎn)和結(jié)束時(shí)間，計(jì)算出升降速度。表1的數(shù)據(jù)是多次測(cè)試取得的推桿平均速度，測(cè)試結(jié)果見(jiàn)表1。

表1 直流電機(jī)推桿速度測(cè)試結(jié)果記錄表

角度調(diào)節(jié)精度測(cè)試

測(cè)試儀器：秒表（精度10ms），量角器（精度0.1°）。

測(cè)試方法：通過(guò)按鍵輸入角度值，記錄下時(shí)間后，通過(guò)液晶顯示傾角傳感器的傾角數(shù)值，與量角器測(cè)試的數(shù)值比較之后，記錄下實(shí)際傾角數(shù)值后，比較得出該系統(tǒng)精度。測(cè)試結(jié)果見(jiàn)表2，經(jīng)過(guò)測(cè)試得出該系統(tǒng)調(diào)角時(shí)間在5秒之內(nèi)，精度控制在2°的誤差。

表2 角度調(diào)節(jié)精度測(cè)試結(jié)果記錄表

結(jié)束語(yǔ)

C8051F040是高度集成的混合信號(hào)SoC級(jí)微控制器芯片。承載平臺(tái)平衡調(diào)整系統(tǒng)集成了C8051F040處理器、傾角傳感器、ISD1420語(yǔ)音播報(bào)模塊、人機(jī)交互界面等硬件電路。整個(gè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)清晰，速度穩(wěn)定，操作簡(jiǎn)單，成本低，經(jīng)測(cè)試，該系統(tǒng)運(yùn)行可靠，具有較好的應(yīng)用前景。