引言

照顧小寶寶是非常勞累的事情，因為他們醒來和睡覺都比較頻繁，加之喂食換衣服等活動，會占用大人大量的時間和精力。搖籃的誕生在很大程度上減輕了大人的負擔，但仍有很多不盡如人意的地方。

利用動作（加速度）傳感器和功能豐富的單片機，則可以設計出一種相對智能化的搖籃。

背景

現在市面上的電動搖籃僅有簡單的定時功能，因此不能針對嬰兒的活動發生動作，若搖籃一直搖動，對嬰兒的安撫作用就會降低。采用聲音觸發的自動搖籃，缺點是嬰兒先是活動，得不到安撫則會哭鬧，搖籃才會啟動進行安撫；另外如果因為別的原因哭鬧，搖籃則不能起到安撫作用。所以根據嬰兒的活動來啟動搖籃是比較妥當的控制方式。飛思卡爾的加速度傳感器性能優秀，成本較低，適合這樣的應用。

自動搖籃的原理

本系統采用飛思卡爾mc9s08qg8單片機作為控制器，使用飛思卡爾加速度傳感器mma7260qt判斷嬰兒的活動情況，同時用麥克風檢測嬰兒哭鬧的聲音作為輔助判斷，然后根據設置啟動搖籃搖動。人機界面由鍵盤和點陣液晶顯示器組成。

測量運動的方法

加速度傳感器測量運動和動作有很多算法，本系統中由于搖籃的活動方向是二維的，而且主要是其中的一維（所以采用一維加速度傳感器也可以），運動情況單一，場合也不復雜，所以采用簡單的閾值判斷的方法即可實現。閾值代表著靈敏度，可由用戶根據實際情況選擇。

觸摸按鍵的實現

觸摸按鍵是近年比較流行的技術，由于mc9s08qg8單片機有很低的端口漏電流和強大的鍵盤中斷功能，所以不需增加其它有源器件即可實現。而且本系統使用兩個端口即可提供三個按鍵的功能。

使用pcb焊盤作為觸摸按鍵，和地之間構成一個小電容c1（沒有手指觸摸時），按鍵通過大阻值電阻r1接地。單片機端口平時輸出高電平，檢測按鍵時則為鍵盤中斷，隨著c1上的電荷通過r1流失，電平逐漸降低直至引起鍵盤中斷，從開始檢測到引起鍵盤中斷的時間為t1，當有手指觸摸時相當于在c1上并了一個電容，因此電容值變成c2，則從開始檢測到引起鍵盤中斷的時間為t2，通過檢測t1、t2的差別即可判斷按鍵按下，如圖1。

假設按鍵1的電容為c1，按鍵2的電容為c2，則如果c1增加c2不變，則按鍵1按下，如果c2增加c1不變，則按鍵2按下，如果c1、c2都增加相似的數值，則可判斷為按鍵3按下。pcb上按鍵3位于按鍵1和按鍵2之間。這樣就實現了兩個端口判斷三個按鍵的功能。

pwm脈寬調制驅動電機

使用脈寬調制（pwm）的方式驅動電機來實現調速，可以給用戶選擇3檔搖動速度，也可以實現軟啟動和軟停止。

液晶顯示

使用3v串口液晶顯示模塊，用單片機spi口驅動，實現簡潔高效的顯示界面。

飛思卡爾mc9s08qg8單片機

本系統使用mc9s08qg8作為核心控制器，其高度集成的功能和靈活的端口控制大大簡化了系統設計和成本，本系統主要用到了以下功能：

高速cpu和大容量的flash和ram存儲器
內置的精確時鐘
2通道10位ad轉換器
2個鍵盤中斷輸入端口
pwm輸出