基于C8051F040單片機的承載平臺平衡調整系統(tǒng)

液晶顯示電路的設計

由于C8051F單片機不帶LCD驅動，所以需要設計液晶顯示驅動，12864M的CS，WR，DT，液晶顯示驅動電路如圖7所示。

圖7 液晶顯示驅動電路圖

矩陣按鍵的設計

本系統(tǒng)總共需要16個按鍵，按鍵掃描電路如圖8所示。

圖8 按鍵掃描電路圖

語音模塊電路的設計

語音模塊采用ISD1420芯片，語音電路實現(xiàn)錄音和放音的功能，具體電路設計如圖9所示。

圖9 語音電路圖

系統(tǒng)程序設計

系統(tǒng)軟件所實現(xiàn)的功能

該系統(tǒng)要完成對傾角傳感器所傳來的信號進行處理來控制運動物體的運行方向、計算運行物體的坐標位置、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）對傾角傳感器所采集的數(shù)據(jù)進行處理和運算，并輸出到LCD顯示。（2）對按鍵輸入信號采集和判斷，控制直流電機升降桿的位置。

系統(tǒng)軟件流程設計

該系統(tǒng)軟件設計由液晶顯示子程序，語音播報子程序，按鍵掃描子程序和傾角調整子程序組成。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

設計實現(xiàn)和功能調試

直流電機推桿速度測試

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

測試方法：首先測試推桿的最大升降速度，用直尺測量出推桿開始的距離值A點，電機兩端加上24V電壓，開始計時，記錄下結束距離值B點和結束時間，計算出升降速度。表1的數(shù)據(jù)是多次測試取得的推桿平均速度，測試結果見表1。

表1 直流電機推桿速度測試結果記錄表

角度調節(jié)精度測試

測試儀器：秒表（精度10ms），量角器（精度0.1°）。

測試方法：通過按鍵輸入角度值，記錄下時間后，通過液晶顯示傾角傳感器的傾角數(shù)值，與量角器測試的數(shù)值比較之后，記錄下實際傾角數(shù)值后，比較得出該系統(tǒng)精度。測試結果見表2，經過測試得出該系統(tǒng)調角時間在5秒之內，精度控制在2°的誤差。

表2 角度調節(jié)精度測試結果記錄表

結束語

C8051F040是高度集成的混合信號SoC級微控制器芯片。承載平臺平衡調整系統(tǒng)集成了C8051F040處理器、傾角傳感器、ISD1420語音播報模塊、人機交互界面等硬件電路。整個系統(tǒng)結構清晰，速度穩(wěn)定，操作簡單，成本低，經測試，該系統(tǒng)運行可靠，具有較好的應用前景。