基于PSoC4的智能承载平衡平台设计分享

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智能承载平衡平台是一个自平衡系统，微控制器可以通过控制步进电机转动，从而控制伸缩杆来调节承载平台的倾斜角度。首先简单介绍一下这个系统，该系统由矩阵键盘、电源模块、PSOC4、LCD12864、舵机2个、亚克力板2块黑色、支架一套、角度传感器一个、语音模块组成。

可以任意设置平台倾斜的角度，只需使用按键输入你想设定的方向即可，平台会根据角度传感器才回来的值，自动进行调整。液晶会显示调整的时间，以及平台所处的角度和按键按下的值以及设定值。

具体参数如下：

       

• （1）能同时检测平台长边和宽边的倾角，并显示。       
  
• （2）能设置平台沿宽边倾斜，倾斜度≤60°，精度<1°。       
  
• （3）平台沿宽边在20°内倾斜时，能在15秒内调平，调平精度<1°。       
  
• （4）能设置平台沿长边倾斜，倾斜度≤60°，精度<3°。       
  
• （5）平台沿长边在20°内倾斜时，能在15秒内调平，调平精度<1°。       
  
• （6）平台能承载500克重的物体，且可在平台上任意放置。       
  
• （7）可设置沿任意方向倾斜，倾斜度≤60°，精度<1°。       
  
• （8）平台沿任意方向在20°内倾斜时，能在15秒内调平，调平精度<1°。
  

系统框图

1.矩阵键盘
首先来说一下矩阵键盘，矩阵键盘采用4X4的矩阵键盘，我在使用PSOC4做矩阵键盘时耗了很多时间，我采用的反转法一直不行，后来在网站上看到外国人做的矩阵键盘我就采用了，实验了一番可以检测到按的是哪个键，但后来在系统联调的时候发现抖动很严重，一次触发会采到2个值，一直解决不掉，后来为了解决这个问题，我采用了延时的方法去抖，这种方法不是最好的，建议大家能从根本上解决问题。



大家注意到液晶显示中，第一行便是按键值，第二、三行便是角度传感器采回来的值，第四行便是调整时间的值
2.舵机
想必很多人接触过舵机，舵机其实就是利用电机做的，不过它能保持自己的位置不动，上传一个实物图给大家看看。只要使用PWM即可控制，当然想玩转舵机必须有它的相关参数，比如所需频率、扭矩以及响应速度等。我采用的周期是3ms,这个是在技术手册上看到的。

3.液晶模块LCD12864
显示模块采用了常用的LCD12864

4.亚克力板
加工了2块黑色亚克力板，黑色看起来更美观，所以选择黑色，在网上专门定做。
5.角度传感器
角度传感器采用MMA845X,没有采用I2C进行读取，因为我之前用I2C了，结果调试发现有个地方一直过不去，也就是死循环了，应该是某个地址发错了，由于时间比较紧，我就采用模拟I2C进行采集。

6.电源模块
电源模块传个电路图吧，没有拍实物的照片。

7.语音模块
语音模块采用三线串口方式，这个我之前玩过，所以不是很难，在淘宝网有卖的，使用很简单，只要时序正确就OK,所以传个实物图以及外围电路图吧

在这个系统中我使用了PWM 、Timer、LUT、ISR、CLOCK。在调试过程中我又使用UART作为串口，发送加速度传感器才回来的角度值。
整体电路图设计来张全家福

下面传一下我这个系统的整体照片

角度传感器在哪? 看到线了吧，嘻嘻原来藏在这了


大家发现小红板了吗？它就默默的在灯亮的地方

注意哦 键盘在水笔写的字那，被隐藏起来了，你有发现吗？

以上就是整个智能承载平衡平台的完整设计。