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电动跷跷板—字模设计

目    录

引言. 1 paper51.com

一、 系统方案设计. 1 内容来自论文无忧网 www.paper51.com

1.1 系统设计要求. 1

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1.2 系统设计思想. 1

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1.3 系统最终方案. 2

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二、电动小车的运动原理. 2 paper51.com

2.1运动方向原理. 2 内容来自论文无忧网 www.paper51.com

2.2 检测平衡原理. 2

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三、字模制作与运用. 2

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3.1 DM Tool 简介. 2 copyright paper51.com

3.2 DM Tool主要功能. 2

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3.3 DM Tool 使用提取汉字字模数据. 3

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3.4 字模的调用驱动程序. 6

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四、系统测试. 8

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五、总结. 9

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参考资料. 10

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致谢. 11 paper51.com

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引言

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单片机又称单片微控制器,它不是完成某一个逻辑功能的芯片,而是把一个计算机系统 copyright paper51.com

集成到一个芯片上:CPU、内存、内部和外部总线系统,目前大部分还会具有外存,同时集

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成诸如通讯接口、定时器,实时时钟等外围设备。目前单片机渗透到我们生活的各个领域,几乎很难找到哪个领域没有单片机的踪迹,例如:仪器仪表、家用电器、医用设备、航空航天、专用设备的智能化管理及过程控制等领域。 http://www.paper51.com

SPCE061A单片机由台湾凌阳公司制造,SPCE061A单片机款式新颖,而且性价比极高。 内容来自论文无忧网 www.paper51.com

SPCE061A在2.6V~3.6V工作电压范围内的工作速度范围为0.32MHz~49.152MHz;2K字SRAM 内容来自论文无忧网 www.paper51.com

和32K字FLASH仅占一页存储空间;32位可编程的多功能I/O端口;两个16位定时器/计

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数器;低电压复位/监测功能;8通道10位模/数转换输入功能并具有内置自动增益控制功 内容来自论文无忧网 www.paper51.com

能的麦克风输入方式;双通道10位DAC方式的音频输出功能;指令系统提供具有较高运算

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速度的16位×16位的乘法运算指令和内积运算指令,为其应用增添了DSP功能……较高的

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处理速度使SPCE061A能够非常容易地、快速地处理复杂的数字信号。 copyright paper51.com

本文讨论的是将单片机与物理电路结合起来,实现小车的自动化。小车自动按照一定 copyright paper51.com

的轨迹行驶,并且找到要求的点。

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一、 系统方案设计 内容来自www.paper51.com

1.1 系统设计要求 copyright paper51.com

小车从地面沿一定的轨迹驶上跷跷板A端,

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                        图1起始状态示意图 copyright paper51.com

在板上找到使跷跷板平衡的点C点,并暂停5秒;

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图2平衡状态示意图 内容来自论文无忧网 www.paper51.com

然后继续行驶,直到跷跷板另一端B点停止,并暂停5秒后,小车从B端倒退行驶 paper51.com

下跷跷板。此过程中在LCD液晶显示器上显示所处状态。

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1.2 系统设计思想

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    由于光敏电阻在有光和无光状态下,电阻的变化很大,将它和分压电阻串联,在检测平衡时,通过阻值的变化来得知小车的位置,从而控制小车的运动,进而检测到平衡点;根据红外线在黑纸和白纸上反射光线的不同,传感器传出的信号的不同,通过比较器得到的信号就不同,从而可以判断小车的位置,控制它运行在一定的轨迹上。

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根据设计思想,在白色跷跷板上铺设黑色引导线,通过红外线传感器检测运行轨迹并作出相应的控制使小车始终保持正常的行驶轨迹;通过光电传感器,检测跷跷板倾斜方向,进而控制小车运动方向,从而找到使跷跷板达到平衡的点。

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另外,在小车的运行过程中,根据检测到的小车的位置,调用显示函数,在液晶显示器上显示相应的字模提示。

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1.3 系统最终方案

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l          车体采用塑料车架手工制作;

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l          采用凌阳SPCE061A单片机作为控制核心; http://www.paper51.com

l          用3节1.5V干电池稳压后为单片机供电;

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l          用4节1.5V干电池稳压后为直流电机供电;

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l          利用红外线检测对电动小车进行运行控制;

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l          利用光敏电阻传感器检测平衡点; 内容来自www.paper51.com

二、电动小车的运动原理 http://www.paper51.com

2.1运动方向原理 copyright paper51.com

采用凌阳SPCE061A单片机作为控制核心,利用小车底盘特制的2对小孔,根据小车运

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行轨迹,传感器对地面的感应不同,得知小车左偏、右偏、正中行驶状态:

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Ⅰ、小车正中行驶,没有偏移时,左右小孔都照射在纸上,小车继续正向行驶; 内容来自论文无忧网 www.paper51.com

Ⅱ、小车前行向左偏移、倒退向右偏移行驶时,左边小孔照射到板上,小车在向前行 paper51.com

驶时要做右转控制或倒退行驶时要做左转控制;

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Ⅲ、小车前行向右偏移、倒退向左偏移行驶时,右边小孔照射到板上,小车在向前行 copyright paper51.com

驶时要做左转控制或倒退行驶时要做右转控制。

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2.2 检测平衡原理

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采用凌阳SPCE061A单片机作为控制核心,利用电动小车底盘上特别计算打制的3个小 http://www.paper51.com

孔,根据光敏电阻在有光和无光时阻值的不同,传给控制器来得知小车上坡,平衡,下坡三

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种状态及其信息显示。

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Ⅰ、 小车水平时,光束竖直向下,照射到中间小孔,说明此时跷跷板处于平衡状态;

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Ⅱ、小车上坡时,光束向后偏移,照射到后面小孔,说明此时跷跷板不平衡;

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Ⅲ、小车下坡时,光束向前偏移,照射到前面小孔,说明此时跷跷板不平衡;

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制作3个小孔的数学算法: 内容来自论文无忧网 www.paper51.com

当跷跷板一端落在地上时,此时跷跷板与地面的角度α的正弦值等于板中心距地面的垂 内容来自www.paper51.com

直高度比板长的一半,即sinα=70mm/800mm,可知α约为5°。当小车放在板边沿A或B

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处时,小车与垂直方向的角度即为5°,可计算出光束偏移的水平距离大约为0.95cm。 copyright paper51.com

光束垂直向下的位置打制出中间小孔,分别在距此孔0.95的前方与后方的位置打制出 http://www.paper51.com

另外两空。

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