【正文】 t all times maintain a relatively balanced posture. Microcontroller, acceleration sensors, analogtodigital electronic technology, passed through the acceleration when the vehicle is cornering or driving on bumpy road tilt to the microcontroller, controlled by the microcontroller motor and driving seat to the ground in a relatively balanced position, while 36 seated keys to control the seat transversely to the longitudinal direction of the four angle adjustment, so as to ensure the fort and safety of the driver39。用單片機、加速傳感器、模擬數(shù)字電子技術(shù)等，實現(xiàn)車輛轉(zhuǎn)彎行駛或者在顛簸的路上行駛時所產(chǎn)生的傾斜通過加速傳感器傳遞給單片機，由單片機控制電機并驅(qū)使座椅與地面保持在一個相對平衡的位置，同時可有36的坐姿按鍵來控制座椅橫向、縱向的四種角度調(diào)節(jié)，從而確保駕駛員的書舒適性和安全性。傳統(tǒng)的汽車座椅整體相對車身是比較固定的，當汽車在轉(zhuǎn)彎行駛或者在顛簸的路上行駛時，這種相對固定的座椅會將汽車行駛中產(chǎn)生的離心力傳遞給乘客，從而極大的影響了駕駛員和乘客的舒適性和安全性。車輛自平衡座椅電動控制系統(tǒng)——軟件部分摘要當今社會，汽車已經(jīng)成為我們生活中不可缺少的交通工具。（ 月上旬前） （論文）的工作量要求： I. 論文（字數(shù)）： 23萬字 II. 外文翻譯（字數(shù)）： 5000字以上 ① 實驗（時數(shù)）*或?qū)嵙?xí)（天數(shù)）： 20天 ② 圖紙（幅面和張數(shù)）*： SCH、PCB圖（A4圖幅4份以上） ③ 其他要求： 參考文獻（篇數(shù)）： 15篇以上（含3篇以上外文 ） 指導(dǎo)教師簽名： 年 月 日 學(xué)生簽名： 年 月 日 系（教研室）主任審批： 年 月 日說明：1本表一式二份，一份由學(xué)生裝訂入附件冊，一份教師自留。（ 月下旬前） VI. 在通過仿真軟調(diào)的基礎(chǔ)上，進行系統(tǒng)聯(lián)機調(diào)試。（ 月上旬前） IV. 系統(tǒng)軟件設(shè)計。 II. 了解掌握車輛自平衡座椅電動控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、控制原理等。 V. 常規(guī)可靠性設(shè)計。 III. 2路座椅自平衡調(diào)節(jié)電機控制算法。 (論文)的主要內(nèi)容（理工科含技術(shù)指標）： 自主設(shè)計一個典型的基于微處理器的車輛自平衡座椅電動控制系統(tǒng)，含以下部分及功能： I. 典型51內(nèi)核的單片機系統(tǒng)軟件（推薦采用STC系列8051）。 西安工業(yè)大學(xué)北方信息工程學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(論文)題目：車輛自平衡座椅電動控制系統(tǒng)——軟件部分 系 別： 電子信息系 專 業(yè)： 通信工程 2013年5月西安工業(yè)大學(xué)北方信息工程學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(論文)題目：車輛自平衡座椅電動控制系統(tǒng)——軟件部分 系 別： 電子信息系 專 業(yè)： 通信工程 2013年5月西安工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）任務(wù)書院（系） 電信學(xué)院 專業(yè) 通信工程 班 090309 姓名 何家歡 學(xué)號 09030935 1. 畢業(yè)設(shè)計（論文）題目： 車輛自平衡座椅電動控制系統(tǒng)設(shè)計——軟件部分 ： 自平衡減搖目前最常用且最成功的是船舶減搖鰭式減搖裝置，理論減搖效果可達90％以上。根據(jù)相似原理，本設(shè)計提出一種新的車輛自平衡座椅控制裝置，將車輛行駛或道路對其所產(chǎn)生的不平衡狀態(tài)進行檢測甄別，并以此對座椅進行電動控制自平衡調(diào)整，以期在惡劣環(huán)境中獲得一個相對舒適的駕乘效果。 II. 車輛座椅三自由度運動狀態(tài)檢測及轉(zhuǎn)換（推薦采用MMA7260QT三軸加速度傳感器）。 IV. 36鍵坐姿及位置調(diào)節(jié)子程序。 （含起始時間、設(shè)計地點）： 畢業(yè)設(shè)計（論文）工作 12年 12 月 日起至 13年 月 日止 畢業(yè)設(shè)計（論文）進行地點： 未央校區(qū)教1A樓312室 作為畢業(yè)設(shè)計，應(yīng)完成以下工作： I. 熟練掌握專業(yè)電工、電子（模、數(shù)）技術(shù)。 III. 熟練掌握MCS51系列單片機工作原理及應(yīng)用技術(shù)。 V. 系統(tǒng)軟件通過計算機編輯、編譯。（ 月下旬前） VII. 寫出畢業(yè)論文（電子版）。2 帶*項可根據(jù)學(xué)科特點選填。作為一種交通工具，其各種安全性和人性化的特點已經(jīng)深深融入我們的生活中，與我們的感受息息相關(guān)。自平衡座椅可以彌補普通車輛座椅的不足，在汽車行駛過程中，通過系統(tǒng)電動控制，使座椅自動調(diào)整，確保駕駛員在任何時候都能與地面保持一個相對平衡的姿態(tài)。關(guān)鍵詞：車輛自平衡；電動控制；角度調(diào)節(jié)Vehiclethe balanced seat electric control system ——the software partAbstract Today39。s Book. Keywords: vehicle selfbalancing。 angle adjustment目 錄1 緒論 1 1 1 22車輛自平衡座椅電動控制系統(tǒng)硬件原理 4 4 5 5 步進電機控制原理 6 串并行控制 7 步進電機脈沖分配 8 硬件電路圖 10 10 單片機功能介紹 10 加速度傳感器 12 鍵盤 14 顯示部分 153 車輛自平衡座椅電動控制系統(tǒng)軟件 16 主程序設(shè)計 16 C語言設(shè)計技巧及優(yōu)點 16 系統(tǒng)流程圖 17 系統(tǒng)初始化 18 AD采樣程序設(shè)計 18 單片機高速AD轉(zhuǎn)換方法 18 AD中斷服務(wù)子程序 20 AD數(shù)據(jù)處理 21 22 鍵盤子程序 22 電機驅(qū)動程序設(shè)計 23 PID控制算法 24 PID控制算法概述 24 PID控制算法系統(tǒng)分類 25 原理特點 25 參數(shù)整定 26 274 程序的調(diào)試 30 KEIL軟件簡介 30 305 總結(jié)與展望 34參考文獻 35致 謝 36畢業(yè)設(shè)計（論文）知識產(chǎn)權(quán)聲明 37畢業(yè)設(shè)計（論文）獨創(chuàng)性聲明 38附錄A 硬件電路 39附錄B 源程序清單 40 V西安工業(yè)大學(xué)北方信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）1 緒論日本是世界上最早研究自平衡機械的國家之一。由于當時的芯片計算能力比較低,傳感器的采樣精度和采樣速率都比較低,這個機器只能沿著預(yù)先設(shè)定好的軌跡行駛。從自平衡機械發(fā)展到自平衡電動車,其中所用的控制理論都是自平衡控制技術(shù),但其不同之處存在于兩點:一、自平衡電動車是用于載人的,所以對系統(tǒng)有很高的安全性要求。科研單位和企業(yè)對兩輪自平衡電動車的研究不僅促進了自平衡控制技術(shù)的發(fā)展,而相對應(yīng)的自平衡控制技術(shù)的發(fā)展也給自平衡電動車的發(fā)展帶來了巨大的進步。2002年,法國Valenciennes大學(xué)研發(fā)出了基于兩輪自平衡機器人控制概念的兩輪自平衡電動車一城市出租車B2。同年,丹麥樂高公司的Steve Hassenplug設(shè)計了一種取名為LEWAY的自平衡玩具,該樣機只有手掌大小。該產(chǎn)品具有可實現(xiàn)遠程控制、零半徑轉(zhuǎn)彎以及可以在傾斜平面上運動等功能,結(jié)構(gòu)方面采用了模塊化設(shè)計,使得安裝和拆卸都很方便。制作所的控制設(shè)計師曾說:以村田頑童為基礎(chǔ)的,諸如不會摔倒的自行車,不碰撞的汽車等智能產(chǎn)品會越來越多。經(jīng)過村田制作所研究人員的努力,又研制出了獨輪玩具車村田婉童，其身高也是50cm,體重約為6Kg,同樣也完成了停而不倒,坡道行駛,跟隨行走和平衡木行走等高難度動作。該車通過使用精密的陀螺儀傳感器來代替人類的前庭和耳蝸等人類平衡器官,以電動機和車輪代替人類的雙腳,以主控制器來代替人類的大腦進行判斷,發(fā)展所謂的動態(tài)平衡來實現(xiàn)。隨后的2005年Segway公司在Segway HT的基礎(chǔ)上又發(fā)布了諸如:CrossTerrain, XT和Golf Transporter等都市交通工具。臺灣經(jīng)濟部工業(yè)局于2002年幵始大量搜集關(guān)于Segway的相關(guān)資料,并提供給各個科研機構(gòu)和生產(chǎn)廠商參考,最終于2004年在臺灣國立中央大學(xué)利用模糊控制原理實現(xiàn)了一個兩輪自平衡小車機構(gòu)的自平衡控制。 Free Mover采用了 DSP微處理器,型號為TMS320LF2407作為中央控制器。由鉛蓄電池提供車體動力。2004年,河南科技大學(xué)制作了平衡雙輪電動機的樣機,2005年哈爾濱工程大學(xué)也做了有關(guān)雙輪直立自平衡機器人的研究。最近幾年,隨著自平衡控制理論的發(fā)展,以及控制硬件的升級,控制器處理速度越來越快,控制理論越來越合理,關(guān)于兩輪自平衡電動車的研究得到了飛速的發(fā)展。2010年,呂子民、呂一飛申請了一種兩輪自平衡電動車實用新型專利。該系統(tǒng)主要包括對加速傳感器的信號采集和處理，鍵盤操作，PID算法模塊以及驅(qū)動電機模塊?！?車輛座椅三自由度運動狀態(tài)檢測及轉(zhuǎn)換（推薦采用MMA7260QT三軸加速度傳感器）?！?36鍵坐姿及位置調(diào)節(jié)子程序。3西安工業(yè)大學(xué)北方信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）2車輛自平衡座椅電動控制系統(tǒng)硬件原理車輛自平衡座椅主要由加速傳感器、單片機、及電機等部分組成。通過MMA7260QT型三軸加速傳感器，檢測到的座椅運動狀態(tài)，以模擬量電壓的方式傳送給單片機，單片機對讀入的座椅平衡狀態(tài)數(shù)據(jù)作為執(zhí)行控制算法的輸入，經(jīng)過計算后，將控制信號傳送給電機，控制電機使座椅回歸平衡。其速度比普通的8051快8~12倍，具有2路PWM，8路高速10位AD轉(zhuǎn)換器，方便接收傳感器的模擬信號和控制小功率直流電機。數(shù)據(jù)采集處理程序，主要解決MMA7260傳送的加速度模擬信號進入單片機以及數(shù)據(jù)的解算。另外，設(shè)計中加入3個鍵的鍵盤來控制座椅自平衡調(diào)節(jié)的方式，分別是方式0橫縱均自動調(diào)節(jié)，方式1只是橫向調(diào)節(jié)和方式2不調(diào)節(jié)。 步進電機是將電脈沖信號轉(zhuǎn)變?yōu)榻俏灰苹蚓€位移的開環(huán)控制元步進電機件。可以通過控制脈沖個數(shù)來控制角位移量，從而達到準確定位的目的；同時可以通過控制脈沖頻率來控制電機轉(zhuǎn)動的速度和加速度，從而達到調(diào)速的目的。步進電機必須由雙環(huán)形脈沖信號、功率驅(qū)動電路等組成控制系統(tǒng)方可使用。該磁場會帶動轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)一角度，使得轉(zhuǎn)子的一對磁場方向與定子的磁場方向一致。轉(zhuǎn)子也隨著該磁場轉(zhuǎn)一個角度。它輸出的角位移與輸入的脈沖數(shù)成正比、轉(zhuǎn)速與脈沖頻率成正比。所以可用控制脈沖數(shù)量、頻率及電動機各相繞組的通電順序來控制步進電機的轉(zhuǎn)動。驅(qū)動單元與步進電動機直接耦合，也可理解成步進電動機微機控制器的功率接口。步進電機的運轉(zhuǎn)是由電脈沖信號控制的，其角位移量或線位移量與脈沖數(shù)成正比，每個一個脈沖，步進電機就轉(zhuǎn)動一個角度（不距角）或前進、倒退一步。 步進電機控制原理由于步進電機是一種將電脈沖信號轉(zhuǎn)換成直線或角位移的執(zhí)行元件，它不能直接接到交直流電源上，而必須使用專業(yè)設(shè)備步進電機控制驅(qū)動器，典型步進電機控制系統(tǒng)如圖1所示：控制器可以發(fā)出脈沖頻率從幾赫茲到幾千赫茲可以連續(xù)變化的脈