电动车跷跷板终结版.docVIP

电 动 车 翘 翘 板 总 结 报 告 学校： 组员： 2013.7.27 摘要 本系统采用一个能实时测量角度的角度传感器，采用STC12C5A作为主控芯片，外加四路循迹传感器，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，指示小车平衡，显示达到平衡的时间，显示总行驶时间等基本的功能，并能基本完成在跷跷板有配重的情况下的基本动作。 关键词 单片机STC12C5A，角度传感器MMA8452,L293D电机驱动，四路循迹传感器 一：方案论证与比较 微机控制模块 方案一：采用STM8S208C8单片机，本开发板采用ST公司8位单片机STM8S208CB，原理图简单，外部IO口较多，是一款简单实用高性价比的入门级开发板。 方案二：采用STC12C5A单片机，该芯片由宏晶科技生产的单时钟/机器周期（IT）的单片机，是高速/低功耗的超强抗干扰的新一代的8051单片机，指令代码完全兼容传统的51单片机，但速度快8-10倍，内部集成MAX810专用复位电路，2路PWM，8路高速10位A/D转换，针对电机控制和强干扰。 因此，我们采用较为熟悉的STC12C5A单片机，并且它是1T的高速单片机，运算速度完全适合角度传感器，所以我们选择方案二 车架模块 方案一：自己制作车架，采用铝板，通用板，木板搭构，结构灵活，能很好的装相应的传感器 方案二：自行购买车架，这种车架结构牢固，价格低廉，车架上较多的孔，能够用来装传感器和电机 因此，我们采用方案二，节省制作时间，提高工作效率 电机模块 方案一：采用步进电机，步进电机有较大的扭矩，能通过单片机产生准确的步幅，能够让小车移动较小的距离 方案二：采用直流电机，直流电机驱动简单，有较高的转速和扭矩 由于步进电机的价格较高，编程麻烦，且在这个项目中对电机的要求不高，直流电机能满足要求，因此，我们采用方案二 角度传感器模块 方案一：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。 方案二：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。 考虑测量数据的准确性，我们采用方案一，在淘宝上购买了角度传感器MMA8452 显示模块 方案一：采用12864液晶显示，12864不仅能显示数字、符号，还能显示汉字与图形，操作方法与其他液晶显示相似 方案二：采用1602液晶显示，1602体积小，能显示字母、数字、符号，相比与12864显示的内容较少 由于我们只需要显示电动车行驶的全部时间，已平衡的信号标志，相对显示内容较少，且考虑到屏幕的大小，因此，我们采用方案二 电机驱动模块 我们直接采用L293D电机驱动电路，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L293D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。 二：系统原理图 电动跷跷板采用STC12C5A单片机进行智能控制。开始由手动启动小车，并复位，当经过规定的起始黑线，红外光电传感器检测，通过单片机控制小车开始避障、调速；在电动车进驶过程中，采用双极式H型PWM脉宽调制技术，以提高系统的静动态性能； 系统原理图如下图： 否 否 是 寻线转向模块设计 否 否 否 是 是 是 三：硬件设计电路 循迹模块的电路设计 由红外发射管发射信号，当信号遇到反射后，黑色接受管接到信号，此时三极管截至，输出低电平，发光二极管亮；当信号没有被发射时，黑色管接收不到信号，此时三极管导通，输出高电平，发光二极管灭 电路图如下： 我们在电动车的前后各装了两个光电传感器，在往前行驶的过程中，车前面的两个光电传感器工作。小车向右行驶时，左边的检测到黑线，输出高电平，单片机接受到信号，控制左边的电机减速，左右两边有一定的速差，从而实现小车的寻线。我们在跷跷板的前端和末端贴了两条黑线，当小车行两边的传感器全部检测到末端的黑线，说明已到达终点，停止5s，5s后小车启动返回，当同时检测到起点的黑线时，小车停止，整个行驶过程结束 电机驱动电路设计 驱动电路如下： L293D四倍高电流H桥驱动程序。?L293D提供双向驱动电流高达600毫安，电压是从4.5?V至36?V的。该设备是专为驱动等感性负载继电器，电磁阀，直流双极步进和马达，也可以给其他高电流/高电压提供电源