【正文】 ——— 主控程序 ———— 功能描述： （ 1）主程序 —— 調(diào)度所有消息，初始化系統(tǒng)； （ 2）電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊 —— 包含所有與電機(jī)驅(qū)動(dòng)有關(guān)的函數(shù)，接受不同的控制命令及速度控制，并付諸實(shí)施； （ 3）軌跡采樣模塊 —— 包含所有與軌跡采樣有關(guān)的函數(shù)，并進(jìn)行相關(guān)處理，輸出結(jié)果； （ 4） 平衡測量模塊 —— 包含小車在蹺蹺板上尋找平衡的所有函數(shù)，并進(jìn)行相關(guān)處理，出入單片機(jī)中，最終用來控制小車的前進(jìn)和后退， 達(dá)到蹺蹺板平衡。在有限的時(shí)間里未能完美的解決小車尋找平衡點(diǎn)的的問題。主要程序流程圖 4 所示： 開 始延 時(shí) 5 S調(diào) 電 機(jī) 前 進(jìn) 子 程 序是 否 到 達(dá)A 點(diǎn)調(diào) 電 機(jī) 前 進(jìn)子 程 序啟 動(dòng) 數(shù) 碼 管顯 示是 否 到 達(dá)C 點(diǎn)調(diào) 平 衡 子 程 序是 否 平 衡調(diào) 提 示 子 程 序電 機(jī) 子 程 序是 否 到 達(dá)B 點(diǎn)延 時(shí) 5 S返 回 A 點(diǎn)YNYNNNYY 圖 4 程序流程圖 軟件所實(shí)現(xiàn)的功能 : 檢測小車的行駛狀態(tài)并及時(shí)糾正行駛路徑； 控制小車的行駛速度（ PWM 調(diào)速）； 顯示小車的行駛時(shí)間并儲(chǔ)存； 5 控制小車尋找平衡點(diǎn)； 在平衡狀態(tài)時(shí)產(chǎn)生聲光報(bào)警； 四 、 數(shù)據(jù)測試 自制蹺蹺板：長 1600mm、寬 300mm，秒表，卷尺。小車內(nèi)部單片機(jī)對傳感器輸出的模擬量進(jìn)行采樣，然后與基準(zhǔn)值進(jìn)行比較。因此結(jié)合 PWM波就能控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速和方向了。 電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊采用 L298N,其內(nèi)部集成兩個(gè)橋式電路驅(qū)動(dòng)器， OUTl、 OUT2和OUT OUT4之間分別接 2個(gè)電動(dòng)機(jī)。 附近的某個(gè)角度范圍之內(nèi) 即認(rèn)為蹺蹺板達(dá)到平衡狀態(tài)。 方案二：用紅外 光電對管尋跡傳感器。因此光敏電阻 在蹺蹺板和黑線上方時(shí)，阻值會(huì)發(fā)生明顯的變化。 考慮到我們選用的是直流電機(jī)， 工作穩(wěn)定， 且小車不宜過重，故選擇方案二。將電機(jī)驅(qū)動(dòng)電源與單片機(jī)以及其他電路完全隔離開，利用光 電 耦合器傳輸信號(hào) ， 這樣可將電機(jī)的干擾消除，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定 性。 系統(tǒng) 框圖如 圖 1 所示 ： 2 控 制 器M S P 4 3 0 F 2 2 X 4電 源 模 塊測 量 模 塊顯 示 模 塊驅(qū) 動(dòng) 模 塊 圖 1 系統(tǒng) 框圖 為實(shí)現(xiàn)各模塊的功能，設(shè)計(jì)了幾種不同的方案進(jìn)行論證。小車采用前后兩對反射式紅外傳感器，能沿著黑線在蹺蹺板上往返行駛，并始終保持在蹺蹺板上；同時(shí)，利用傾角傳感器對小車當(dāng)前所在位置的傾斜角進(jìn)行測量。小車控制程序主要 對采集信號(hào)分析轉(zhuǎn)換 ，結(jié)合 PWM調(diào)速控制電機(jī)轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向，從而使小車快速在蹺蹺板上取得平衡；小車通過 LED和蜂鳴器來實(shí)現(xiàn)平衡指示 以及實(shí)時(shí)顯示，從而完成整個(gè)設(shè)計(jì)過程。 采用 msp430單片機(jī) 作為系統(tǒng)控制的方案。 方案一：采用由大功率達(dá)林頓管組成的 H型驅(qū)動(dòng)電路。 尋跡 系統(tǒng) 方案一：用光敏電阻組成光敏探測器。將阻值的變化值經(jīng)過比較器就可以輸出高低電平?，F(xiàn)有的封裝好的紅外對管 應(yīng)用 電路簡單，工作穩(wěn)定，再加上控制芯片的電壓比 器 功能 模塊 處理 采集信號(hào) ， 容易實(shí)現(xiàn)題目要求 。 3 其閉環(huán)結(jié)構(gòu)框圖如 圖 2所示。 12腳接輸入控制電平，控制電機(jī)的正反轉(zhuǎn)， ENA， ENB接控制使能端，控制電機(jī)的啟停。 為了防止由于電機(jī)部分大電流對單片機(jī)的影 響，我們改善了電路，在單片機(jī)和 L298N之間加上了光電耦合器，將控制部分電路和電動(dòng)機(jī)電路隔離，使電機(jī)在轉(zhuǎn)動(dòng)和調(diào)制過程中穩(wěn)定正常。接著單片機(jī)采用預(yù)先設(shè)定好的算法對電機(jī)進(jìn)行控制，使其小車在平衡點(diǎn)徘徊，維持平衡。 結(jié)果 表 1： 從 A點(diǎn)到 C 點(diǎn)的時(shí)間測試 測試 項(xiàng)目 第 1 次 第 2 次 第 3次 第 4次 A→ C所用時(shí)間 /s 6 6 6 6 表 2： 平衡點(diǎn)測試 測試項(xiàng)目 第 1 次 第 2 次 第 3次 第 4次 尋找平衡點(diǎn)時(shí)間 /s 34`75 37`56 34`75 35`67 d=∣ dAdB∣ /mm 表 3： 平衡點(diǎn)到 B 的時(shí)間測試 測試項(xiàng)目 第 1 次 第 2 次 第 3次 第 4次 平衡點(diǎn) → B所用時(shí)間 /s 9 8 8 8 車頭到 B 點(diǎn)的距離 /mm 15 20 19 31 表 4： 平衡點(diǎn)倒退回 A 點(diǎn)的時(shí)間測試 測試項(xiàng)目 第 1 次 第 2 次 第 3次 第 4次 B點(diǎn)停止時(shí)間 /s 5 5 5 5 B→ A 所用時(shí)間 /s 15 15 15 15 表 5： 從地面指定位置駛上蹺蹺板測試 測試項(xiàng)目 第 1 次 第 2 次 第 3次 第 4次 時(shí)間 /s 19 20 19 20 表 6： 加重后尋找平衡點(diǎn)時(shí)間測試 測試項(xiàng)目 第 1 次 第 2 次 第 3次 第 4次 平衡時(shí)間 /s 29 34 45 18 d=∣ dAdB∣ /mm 表 7： 加另一重物后 平衡點(diǎn)測試 測試項(xiàng)目 第 1 次 第 2 次 第 3次 第 4次 平衡時(shí)間 /s 11 32 9 16 d=∣ dAdB∣ /mm 根據(jù)測量，完成全過程的總時(shí)間均小于 180 秒 。 在對直流電機(jī)的調(diào)速和精確控制上還不是很靈活， 在以后的訓(xùn)練中 應(yīng)該多加學(xué)習(xí)和鍛煉。 （ 5）顯示模塊 分階段顯示電機(jī)行駛所用的時(shí)間； （ 6） 報(bào)警 提示模塊 在小車起步、平衡、到達(dá)終點(diǎn)及返回原點(diǎn)停止時(shí)做出提示； ******************************************************************************/ 主函數(shù)部分：“ ” include include unsigned char StartDisplay,Count,DaojishitimeFlag。 main( void ) { unsigned int n。 do{ //等待晶振穩(wěn)定 IFG1 amp。n)。 //系統(tǒng)初始化 xianshi_daojishi()。=~BIT3。ChongJi0。 //方向直流電機(jī)停止 P2OUT amp。 P2OUT |=BIT2。ChongJi0。BIT3)!=BIT3) //到達(dá) B點(diǎn) { P2OUT|=BIT3。ChongJi0。 P2OUTamp。 } } /*********************************第四階段 BA********************************/ while(1) { //number=AYFilter()。=~BIT3。ChongJi0。=~BIT2。 while(1) { BackSlowForward()。 } } /**********************************完成停車 ***********************************/ Stop()。 P2OUTamp。 } } void initsystems() { P2DIR |=BIT0+BIT1+BIT2+BIT3。 P1DIR =0xff。 //CCR0中斷使能 CCR0 =50000。 StartDisplay=0。 //防止其他位被選 Count=0。 } } P1OUT=0x0f。 Count=0。 Shi= RunTime%100/10。 // P3OUT=table[Ge]。 delay()。 P1OUT=0x07。 for(i=100。 ******************************************************************************/ ifndef __SYSTEMS define __SYSTEMS include void initsystems()。 void delay() 。 extern AYFilter()。 extern Balance()。 if(((P4INamp。 //右邊偏離 ,向左轉(zhuǎn) P2OUT amp。 //左邊偏離 ,向右轉(zhuǎn) P2OUT amp。 //方向直流電機(jī)停止 P2OUT amp。=~BIT2。pwm_count)。 for(pwm_count=12021。BIT5)!=BIT5)||((P4INamp。=~BIT0。=~BIT1。=~BIT1。=~BIT1。 /* if(((P4INamp。 //右邊偏離 ,向左轉(zhuǎn) P2OUT amp。 //左邊偏離 ,向右轉(zhuǎn) P2OUT amp。