基于Sunplus SPCE061A控制核心的电动车跷跷板设计及实现

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  •     在多次全国电子设计大赛中,电动车的设计一直都是热点,从历届的电动车设计作品来看,电动车的车体往往做得大而重,且常常需要依靠车体以外的模块辅助才能完成,这对于车来说就不够智能化了。本文中电动车设计所采用的方案,车体小巧灵活,不需借助任何的附加设备即可工作,而且对跷跷板的要求很低。


    1 总方案设计
        系统可以划分为控制部分和信号检测部分。其中,控制部分由控制器模块、电源模块、电机模块、显示模块、语音模块等模块构成;信号检测部分由平衡检测模块、引导模块构成。采用单控制器,控制器和角度传感器直接安装在车体上,角度传感器的角度信号传送给控制器,控制器根据信号来判断电动车当前的状态,做出相应的反应(前进、后退、停车、平衡指示等)。采用单控制器使小车能够更加灵活的行驶,避免了长信号线或者无线通信带来的信号采集不准确问题。经过多次试验,证明车体能够轻松找到平衡点。系统方框图如图1所示。

        该设计电动车跷跷板实物图如图2所示,从中可以看到,现在电动小车的状态为平衡点附近,这是因为跷跷板的平衡是一种绝对的动态平衡,即平衡时,小车在板上平衡点做振动运动,因为这样的运动幅度非常小,可以认为是一种伪静态。

    2 各模块具体实现方案及硬件电路
    2.1 车体设计及电机控制模块
        该设计采用的车体由铝合金车架及两个直流电机组成,具有坚固稳定的特点,并且直流电机带有驱动电路及减速箱,减速箱的减速比为64:1。设计中使用L298搭建了驱动电路,经过调试车速可以分级控制。硬件电路图如图3所示。

    2.2 控制器模块
        该设计采用凌阳公司的SPCE061A单片机,SPCE061A是16位结构的微控制器。该单片机具有驱动能力高和集成度高,易扩展,可靠性高,功耗低,结构简单,中断处理能力强等特点。SPCE061A的CPU时钟为0.32~49.152 MHz,内置32 KB FLASH和2 KWords的SRAM,速度可以满足电机控制对实时性的要求;SPCE061A还可以通过在线调试器:Probe和EZ Probe实现在线程序下载和调试,极大地提高开发效率;另外SPCE061A尤其适用于语音处理和识别等领域,可方便地用来实现声音录制、播放,只要调用库函数即可实现音频编程,可以实现语音播放功能,比别的单片机更有特色。因此选择此方案。

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