基于加速度傳感器MMA7260QT的自動搖籃的設(shè)計

　　飛思卡爾MMA7260QT三軸加速度傳感器
　　系統(tǒng)使用新的MMA7260QT三軸加速度傳感器作為主要傳感器，內(nèi)部信號調(diào)理，內(nèi)置濾波，量程可選，性能穩(wěn)定可靠，設(shè)計起來相當(dāng)簡潔方便。

　　加速度測量部分
　　傳感器設(shè)置為最小的量程，輸出經(jīng)過電阻電容濾波然后進(jìn)入單片機(jī)AD輸入，如圖4。

　　鍵盤電路
　　鍵盤電路十分簡單，端口到地接2M電阻即可，觸摸鍵盤的PCB設(shè)計要兼顧三鍵判斷，故采用如圖5設(shè)計。

　　電機(jī)驅(qū)動
　　單片機(jī)輸出PWM脈寬調(diào)制信號，然后通過驅(qū)動電路驅(qū)動電機(jī)。

　　麥克風(fēng)輸入
　　麥克風(fēng)輸入經(jīng)放大后通過二極管整流到電容上，此電壓進(jìn)入單片機(jī)AD轉(zhuǎn)換器。

　　音樂播放
　　音樂源使用專用音樂IC，功率放大器使用國家半導(dǎo)體的LM4874芯片，具有4級電子音量調(diào)節(jié)功能，本系統(tǒng)只需單聲道即可。

　　液晶顯示
　　采用3.3V串行液晶顯示模塊，128X64點陣，單片機(jī)通過SPI端口直接相連。

　　外圍其他電路
　　電源經(jīng)220V轉(zhuǎn)為5V然后經(jīng)LM1117-3.3穩(wěn)壓成3.3V輸出給系統(tǒng)電路使用，5V電壓還用來驅(qū)動電機(jī)。

系統(tǒng)軟件

　　系統(tǒng)軟件完成以下功能：

　　·根據(jù)設(shè)置參數(shù)定期檢測搖籃狀態(tài)。
　　·定期對鍵盤中斷引腳檢測充放電時間。
　　·驅(qū)動液晶顯示器顯示相關(guān)參數(shù)、菜單。
　　·根據(jù)參數(shù)驅(qū)動搖籃播放音樂。

　　檢測搖籃狀態(tài)
　　以10Hz的頻率檢測加速度傳感器，定時器中斷程序啟動AD轉(zhuǎn)換器，主程序中檢測到AD轉(zhuǎn)換完成則把結(jié)果保存起來，通過和零值比較，如果大于閾值，則認(rèn)為嬰兒活動，根據(jù)設(shè)置參數(shù)啟動電機(jī)、音樂。

　　鍵盤檢測
　　以20Hz的頻率掃描鍵盤，定時器中斷程序把相應(yīng)引腳置為輸入，允許鍵盤中斷。引腳放電引起鍵盤中斷，保存中斷時的定時器數(shù)值，然后退出。主程序等兩個按鍵引腳都掃描完畢保存了放電時間后，調(diào)用鍵盤處理程序分析，得到按鍵結(jié)果。

　　液晶顯示器驅(qū)動
　　液晶顯示器使用SPI口送數(shù)據(jù)，根據(jù)按鍵結(jié)果相應(yīng)調(diào)整液晶顯示的內(nèi)容。

　　搖籃驅(qū)動和音樂播放
　　驅(qū)動搖籃時，根據(jù)設(shè)置參數(shù)啟動PWM輸出，同時記錄時間，到參數(shù)規(guī)定的時間后緩慢停止搖籃（減少PWM占空比）。

　　功放音量根據(jù)參數(shù)設(shè)置，觸發(fā)音樂IC播放音樂。

　　其他輔助程序
　　根據(jù)軟件需要，設(shè)置定時器中斷和變量time_to_1s，當(dāng)變量中數(shù)值達(dá)到1S后重置變量。

　　程序結(jié)構(gòu)
　　主程序流程如圖6

　　主要子程序：
void MCU_init(void) 單片機(jī)初始化
void lcd_init(void)點陣液晶顯示初始化，顯示待機(jī)畫面。
void lcd_menu(unsigned char)菜單顯示子程序
void acc_t(void)加速度檢測子程序
unsigned char key_calc(void)鍵盤處理子程序，返回鍵盤值。
全局變量key_start_time保存放電開始時間key_a、key_b保存兩個按鍵放電時間。
Prog_state保存程序運(yùn)行狀態(tài)。Sys_set保存系統(tǒng)設(shè)置。

　　菜單可調(diào)節(jié)參數(shù)：

搖籃狀態(tài)：自動，手動開，手動關(guān)。
搖動時間：1，3，5，10，30，60，120分鐘。
搖動速度：快速，中速，慢速，關(guān)閉。
寶寶動作靈敏度：高，中，低。
聲音靈敏度：高，低。
音樂音量：高，中，低，關(guān)閉。