电动跷跷板总结范文.doc

电动跷跷板总结范文 电动跷跷板总结报告学校姓名摘要本系统采用AT89S52作为主控制芯片，再加上光照传感器、角度传感器等传感器，完成了规定时间内定点停车、保持平衡，倒车至指定位置、能够沿直线行进基本的功能。 关键词AT89S52，光照传感器，角度传感器，液晶显示模块1.系统方案系统总体设计框图如下图所示1.1.1.微控制器模块方案采用Atmel公司的AT89S52单片机作为主控制器。 AT89S52是一个低功耗，高性能的51内核的CMOS8位单片机，片内含8k空间的可反复擦些1000次的Flash只读存储器，具有256bytes的随机存取数据存储器（RAM），32个IO口，2个16位可编程定时计数器。 且该系列的51单片机可以不用烧写器而直接用串口或并口就可以向单片机中下载程序。 我们自己制作51最小系统板，体积很小，下载程序方便，放在车上不会占用太多的空间。 从方便使用的角度考虑，我们选择了此方案二，采用Atmel公司的AT89S52单片机作为主控制器。 1.1.2车架设计方案1网上购买一辆车架，网上买的车架价格便宜，结构紧凑，并在车架的相应位置上留有装传感器的位置，安装较为简便，并能为我们节省制作小车的时间方案2自行制作一辆小车，可以采用木板、塑料板和铝板搭建小车平台并采用角度传感器光照传感电源L293D电机驱动AT89S52电机小车运转系统总体框图显示模块自己购买的电机，由于自己制作的小车在安装传感器时较为复杂，浪费比较多的时间，制作繁琐，可能制作的效果并不理想因此，我们选择了方案1，网上购买了两辆小车1.1.3控制器模块我组所使用的核心部件是AT89C52单片机作为主处理器，由它进行信号的分析与处理，并由其进行数据的输出与对外部器件的控制。 AT89C52有8K字节可重擦写FLASH闪速存储器，可1000次擦写周期，全静态操作0HZ24HZ，三级加密程序存储器，256*8字节内部RAM，32个可编程I/O口线，3个16位定时/计数器，8个中断源，可编程串行UART通道，低功耗空闲和掉电模式。 相对于AT89C51，多出4KB的可重擦写空间，这样方便以后对程序的扩展，多出1个定时器/计数器T2，和2个中断源。 可靠性较AT89C52较差1.1.4循迹传感器模块我们采用的是YL-70壁障传感器，该传感器由一个发光管和一个接收管组成，当被测物是黑线时，红外光电二极管U发射出的光线被反射回来时很弱，光敏三极管无法导通，所以跟随器输出给单片机的信号为低电平。 相反的，当被测物是白线时，由于反射回的信号较强，致使三极管导通，单片机接收到高电平。 用高低电平来控制电机的转向。 此光电对管调理电路简单，工作性能稳定，体积小，结构紧凑。 1.1.5电机模块采用的是直流电机而不是步进电机，因为我们只是要求能够完成桥上的往返运动，要求的力矩不是很大，且要求不是很精确，所以直流电机能够满足要求1.1.6电机驱动模块采用专用芯片L293D作为电机驱动芯片。 L293D是一个具有高电压大电流的全桥驱动芯片，它响应频率高，功耗大。 因此我们选用L298N作为步进电机的驱动，而且还带有控制使能端。 用该芯片作为电机驱动，操作方便，稳定性好，性能优良。 1.1.7平衡模块方案一采用水银开关探测跷跷板平衡度，其原理是跷板左偏水银开关电路导通，右偏水银开关断开电路不通，这样控制电动车在平衡点小角度来回摆动来使跷跷板动态平衡，此方案测量灵敏、安装简单而且成本很低。 方案二采用专用的平衡传感器倾角传感器。 倾角传感器经常用于系统的水平测量，从工作原理上可分为“固体摆”式、“液体摆”式、“气体摆”三种倾角传感器，倾角传感器是通过测量静态重力加速度的变化，转换成倾角变化。 测量输出传感器相对于水平面的倾角和俯仰角度，角度响应速度最快5次/秒。 具有5阶滤波。 精度高响应速度快。 综上所述，虽然两种方案都可行，最后选择方案二。 1.1.8显示模块我们采用的是1602液晶显示，因为1602显示较为灵活，不仅能显示数字还能显示字符，并且体积较小，可以直接放在51单片机上。 1.1.9系统方案总体设计对于本系统来说，要实现的目的是能够在跷跷板上在规定的时间内完成规定的行程并能在跷跷板的中心平衡，最后能够在规定的时间内返回启动区。 由于跷跷板是用黑线作为小车的路线，而我们的红外光电对管可以顺利的实现寻迹，倾角传感器可以实现平衡。 控制电机的速度和转向既可以帮助小车在规定的时间内完成行程也可以帮助它在中心点平衡。 L298N驱动步进电机的前进和转向。 二硬件设计及相关电路单元设计在寻迹传感器的设计中，我们在车体底盘的后端装有两个传感器，用来起到寻迹的作用。 两边的始终要检测到白线，当检测到黑线时小车马上转向寻找黑线，这样既可以防止小车冲出场地，也可以节约时间。 红外光敏对管电路的设计与制作图中，R1起限流电阻的作用，当有光反射回来时，光电对管中的三极管导通，R2的上端变为高电平，此时VT1饱和导通，三极管集电极输出低电平。 当没有光反射回来时，光电对管中的三极管不导通，VT1截至，其集电极输出高电平。 本设计将两个光电传感器分别安装在车底的后部左右两侧，当电动车往右偏出轨道时，左边的光电传感器被黑色纸带遮蔽，输出为低电平，单片机收到该信号，控制右边电机加速，使小车往左偏回轨道，传感器回到白纸区输出为高电平，右边电机停止加速，小车直线前进。 小车左偏离轨道状态的调整方法与右偏状态相反。 为了使小车行驶到B端立刻停止，我们在跷跷板的B端贴了一条黑线，并在超出小车的左前轮1cm处也安装了一个红外光敏传感器，当传感器检测到黑线时就停止。 倒计时5s，然后先是倒退1s并立即停止，原地旋转180并立即向前行驶之起点。 2.2电机驱动电路的设计我们采用电机驱动芯片L293D作为电机驱动。 驱动电路的设计如图16所示L293D的EN1,IN1,IN2,EN34,IN3,IN4分别接51单片机的P00至P05,芯片的第3，6，11，14分别接直流电机，通过调节脉宽的占空比来调节电机的转速2.3液晶显示模块用液晶