电动车跷跷板设计报告
电动车跷跷板设计方案
电动车跷跷板设计方案电动车跷跷板是一种创新性的设计，可以帮助人们更方便地停靠和启动电动车。
在许多城市，电动车已经成为主要的出行方式。
然而，电动车在停车时，需要使用力量将车辆托起或降下，这对于一些年纪较大或身体不适的人来说可能会很困难。
因此，电动车跷跷板是一项非常有用的发明，能够让电动车的停放更加容易和便捷。
一般来说，电动车跷跷板有两种设计方案：手动操作和自动操作。
手动操作的设计需要用户手动旋转跷跷板，以将电动车推起或降下。
这种设计成本较低，但用户需要一定的力量和技能才能轻松完成操作。
另外，手动操作的设计需要更多的时间和精力，不太适合老年人或身体有残疾的人。
自动操作的设计是一种更加先进和高级的设计，它利用电动机和控制器来完成跷跷板的升降操作。
用户只需要轻按按钮或开关即可完成整个过程。
自动操作的设计有多种控制方式，包括遥控器、传感器和自动识别系统等等。
这种设计的成本更高，但用户可以省去很多时间和精力，使用起来非常方便。
除了操作方式的不同，电动车跷跷板的设计还有很多其他的特点。
比如，电动车跷跷板的材料可以采用钢板、铝合金、塑料等多种材质，不同的材料有着不同的优势和劣势，需要根据风险防范、耐用性、安全性和成本等多个因素来选择。
电动车跷跷板的设计还可以增加一些额外的功能，如夜视灯、加热器、视音频系统等等，这些增强功能可以使车辆的停放更加智能化和便捷。
除了以上提到的基本设计特点，为了满足不同用户的需求和喜好，电动车跷跷板还可以增加一些个性化的设计元素。
比如，可以在跷跷板表面印上个性化的图案或标志，让用户可以将自己的电动车个性化地装扮起来。
此外，电动车跷跷板的外形和尺寸也可以根据用户需求进行定制。
在选择电动车跷跷板方案时，需要考虑很多因素，如成本、设计和效果等等。
这些因素关系到电动车跷跷板的使用效果和意义，也与对于产品的整体评估有关。
因此，我们需要在设计电动车跷跷板时，充分考虑不同用户的需求和喜好，以期为用户提供最佳的使用体验。
电动车跷跷板设计与总结
电动车跷跷板设计与总结摘要：21世纪是个信息与电子的世纪，智能电子则是电子行业以后发展的主导方向，他可以按照预先设定的模式在一个环境里自动的运作，不需要人为的管理。
本次的设计就是一辆智能的小车，采用AT89C52单片机作为小车的检测和控制核心；采用光电传感器和角度传感器取得外部信号，从而把反馈到的信号送单片机，使单片机按照预定的工作模式控制小车在跷跷板上按预定的方式行驶，采用数码管实时显示小车行驶的时间，本设计结构简单，较容易实现，但具有高度的智能化、人性化。
关键词：电动车跷跷板 AT89C52 单片机倾角传感器光电传感器一、方案比较与选定方案一：改装摇控电动车，利用单片机直接控制电动机，采用限位开关检测小车行驶位置。
由于小车是由单片机直接控制，所以驱动不了电机，实现不了小车的基本功能。
用限位开关不利于用小车的独立运行，且控制不便。
（框图如图1）限位开关单片机电动机（图1）方案二：自制小车，利用步进电机，采用单片机控制，用电位器自制角度传感器，自制小车，制作过程极其复杂，且时间紧张，没有较好的机械部件支持，步进电机不易购买，体积较大，供电系统复杂，价格昂贵。
自制传感器精度不高，反应不灵活，线性度太差。
无法实现角度与电阻的线性转换。
方案三：改装摇控电动车，利用单片机控制电动机驱动电路，使用脉宽调制的方式控制改装摇控小车，利用H桥驱动电机，使用大功率三极管以克服电机的驱动能力不足问题，采用脉宽调制方式对直流电机速度进行控制和调节，提高了其驱动能力。
采用光电耦合器对模拟和数字电路的有效隔离，增强控制部分的干扰能力。
采用倾角传感器和光电传感器检测小车平衡和运动位置。
系统方框图如图（2）所示。
综上所述，我们选用方案三。
在此系统中，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：0HZ―24HZ，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。
电动车跷跷板设计
１ 设计任务 与要求
１ ． １设计 任务 在给定 条件 的翘翘 板上 ， 小 车 主 要 完 成从一 端出发 行驶至平衡 点附近 ， 停 留一 定的时 间后开 始寻找平衡 点 ， 达 到 平 衡 点 之后行 驶至终 点 ， 停 留一 定 的 时 间后 返 回
终点 。 如 图１ 所示 。
要 控 制 系统 达 到 平 衡 位 置 ， 需 要 加 入 一 个 好 。 控制ห้องสมุดไป่ตู้。 方案一 ： 采用 Ｐ Ｉ Ｄ控 制 器 。 Ｐ Ｉ Ｄ控 制 器 是 一 种 适 应 范 围广 的 控 制 算 法 。 可 以 达 ３ 系统 硬件设计 到 一 般 的控 制 要 求 。 跷 跷 板 的 平 衡 是 要 达 ３ ． １ 系统 的总 体设计 系统 总 体 框 图 如 图２ 。 到 两 边 的 力矩 平 衡 。 小 车 行 驶 到 某 一 个 特 ． ２ 功能 模块设 计 定 的 位 置 才能 使 跷 跷 板 平 衡 。 方案二 ： 采用 ３
工 业 技 术
Ｓ Ｃ Ｉ Ｅ Ｎ Ｃ Ｅ＆Ｔ Ｅ Ｃ Ｈ Ｎ Ｏ Ｌ Ｏ Ｇ Ｙ ．
匪圆
电动 车 跷 跷 板 设 计
王 贵山 刘 亚茹 （ 国防科 学技 术大 学机 电工程 与 自动 化学院 湖 南长 沙
４ １ ０ ０ ０ ３ ）
摘 要： 本设 计主要 完成通过 控制 电动小 车的运 动来保持 翘 翘板 的平衡 ， 整体采 用Ｘ ￣ ． Ｍ Ｃ Ｕ 结构。 跷跷板 上配 有倾 角传 感器 ， 板 面以及 两端 贴有 黑线作 为循迹 和检 测起 点终 点的标 志 。 ４ 、 车配 有嵌入 式控 制芯 片ＭＣ ９ Ｓ Ｉ ２ ＸＳ １ ２ ８、 灰度 循迹检 测模 块 ， Ｂ Ｔ Ｓ ７ ９ ７ ０ 全桥 电机 驱 动ｌ 电路 。
电动车跷跷板 (电子设计大赛)
电动车跷跷板摘要本系统以freescale公司提供的DG128芯片作为核心控制芯片，且通过在白色衬底上贴一条长2.5cm的黑线作为小车的引导线，让小车在跷跷板上能稳定的行驶。
为实现题目所要求的功能，用角度传感器作为跷跷板角度反馈量，通过一定的算法控制小车的速度使小车能够在跷跷板上找到平衡点。
小车的设计包括如下几个模块：摄像头采集，角度传感器安装与采集，驱动和转向的控制，速度检测，液晶显示模块等。
一、系统方案（一）方案的论证与比较根据大赛题目的设计要求，跷跷板的尺寸规格已经在题目中规定好，只需按照规定自制一个就可，所以此次设计的主要精力放在小车的设计上。
1、小车的引导由于可以在跷跷板上加引导措施，受2003年简易智能小车启发，在跷跷板表面铺白色衬底，在中间贴2.5cm的黑线，用传感器检测中间黑线的位置即可使小车在板上能稳定的行驶。
方案一：红外管，即用红外管检测黑线，通过黑白线之间的电压值的变化识别黑线，此方案电路较为简单，处理数据也较简单，但是红外管受环境光的影响比较大，及容易出现偏离轨道等错误。
方案二：摄像头，受环境光影响比红外管小很多，但在光照很强的情况下也会有很大的影响。
但是由于这是室内的比赛，所以光照很强的情况可以不用太多考虑。
另一方面是摄像头照射范围宽并且广，所以采集的信息比红外管多，对黑线的识别更为精确和有效。
选取方案二。
2、驱动电路的选择采用专门的小功率电机驱动芯片MC33886，可用单片机PWM端口给直接控制，但一片发热量比较大，所以采用4片33886并联驱动，首先驱动能力加强，而且在不加散热片反压时的发热量也很低。
4片也有一定的缺点：一是所占面积比较大，二是对电池电压的损耗比较大。
3、检测角度传感器的选择由于小车需要在加重的情况下在木板上保持平衡，需要采用木板所倾斜的角度作为回馈量，理想状态下当木板的倾斜角度为0时表示木板已经平衡。
方案一：电位器电阻值法，即在电位器上挂一个重物，重物由于重力总是垂直与水平面，当角度变化时则可以带动电位器的中心抽头变化，从而通过电阻值变化计算出角度的变化。
电动车跷跷板的设计与制作
具有自平衡装置的电动车跷跷板摘要：电动车跷跷板是第八届全国大学生电子设计大赛的题目之一，本设计在四川赛区获得了一等奖，在全国竞赛中获得了二等奖。
本制作是一种能在跷跷板上行驶，并且可以在跷跷板上自动找到平衡点的电动车。
它以MC9S12DG128单片机作为控制核心，由驱动调速模块、路面检测模块、显示模块、电源模块等几部分组成。
本制作设计了平衡杆力矩补偿装置，使调节跷跷板的平衡精度更高。
关键词：MC9S12DG128单片机单轴倾角传感器SCA61T 摄像头 PWM调速Abstract: The electric car seesaw is one of eighth session of national university student electron design big game topics, this design has won the first award in the Sichuan contest area, has won the second prize in the national competition. This manufacture is one kind can go on the seesaw, and may find the balance point automatically on the seesaw the electric car.It by the MC9S12DG128 monolithic integrated circuit took the control core, by the actuation velocity modulation module, the road surface examination module, the demonstration module, the power source module and so on several parts is composed. This manufacture has designed the equalizing bar moment of force compensation system, causes the adjustment seesaw the balanced precision to be higher.Key word: MC9S12DG128 monolithic integrated circuit Single axle inclination angle sensor SCA61T camera PWM velocity modulation汽车作为人们交通的工具，随着计算机技术、通信技术、传感器技术等的发展，智能汽车的研究成为汽车发展的一大趋势。
电动车跷跷板实验报告
青岛大学全国电子设计大赛设计报告题目电动车跷跷板学生姓名马云开高原王世伟专业智能科学与技术二零一五年五月摘要本电动车跷跷板是以玩具车为车架，AT89C52单片机为控制核心，加以直流减速电机、LN298驱动电路、mpu6050陀螺仪、红外光电传感器、LCD1602液晶以及其他电路构成。
系统由AT89C52单片机通过IO口控制小车的前进后退停止平衡以及转向，寻迹由红外光电对管完成，平衡由mpu6050陀螺仪完成，用L298N驱动直流减速电机，同时本系统用1602液晶显示，以显示当前电动车的运动状态以及各部分运行时间。
关键词：AT89C52 L298N 直流减速电机传感器mpu6050陀螺仪AbstractThis electric vehicles on the seesaw is toy car frame, AT89C52 single chip microcomputer as control core, dc gear motor, LN298 drive circuit, mpu6050 gyro, the infrared electric sensors, LCD1602 LCD and other circuits. System controlled by single-chip microcomputer AT89C52 through IO mouth car stop balance and to browse forward and backward, to be finished by infrared electric pipe tracing, balance completed by mpu6050 gyroscope, used L298N drive dc gear motor, this system use 1602 LCD at the same time, to show the current motion state and each part of the running time of electric cars.Keywords: dc gear motor L298N AT89C52 sensor mpu6050 gyroscope摘要 (2)Abstract (2)1.电动车跷跷板（F题） (4)2.系统方案的选择与论证 (6)2.1设计要点 (6)2.2 单片机的选择： (6)2.3 显示器选择： (7)2.4电机制动 (7)2.5地面黑线检测模块 (7)2.5角度检测模块 (7)3.1 显示模块 (9)3.2 电机调速 (9)3.3 电机驱动 (9)3.4 跑道标志检测 (10)3.5路程检测模块电路图 (10)4.软件流程 (10)4.1 主程序流程 (10)4.2 计时子程序流 (11)4.3路程速度监测子程序图 (11)4.4角度检测子程序图 (11)5.测试方法与数据 (12)6总结 (14)7.参考文献 (14)附录一.元件清单 (14)附录二仪器设备清单 (15)附录三原件电路图 (15)附录四主程序 (17)附录五需要完善及要解决的问题 (35)1.电动车跷跷板（F题）电动车跷跷板（2007年F题）【本科组】一、任务设计并制作一个电动车跷跷板，在跷跷板起始端A一侧装有可移动的配重。
电动车跷跷板设计
57科技资讯 S CI EN CE & T EC HNO LO GY I NF OR MA TI ON 工 业 技 术1 设计任务与要求1.1设计任务在给定条件的翘翘板上,小车主要完成从一端出发行驶至平衡点附近,停留一定的时间后开始寻找平衡点,达到平衡点之后行驶至终点,停留一定的时间后返回终点。
如图1所示。
2 方案比较与论证2.1各种方案比较与选择电机选择:为实现小车的运动,还有完成跷跷板的平衡调节,电机应该具有较好的灵敏度和动力。
方案一:直流电机,直流电机响应比较快,调节起来比较方便,价格也比较便宜,可以实现高速的选择。
但是力矩有一定的限制。
方案二:减速电机,减速电机驱动能力强,制动性也好,调节平衡比较方便,但是响应比较慢。
通过实践,直流电机速度快但是动力不强,制动性比较差,不能较好的实现平衡的调节,减速电机虽然反应慢,但是可以满足平衡的调节要求,因此选择减速电机。
倾角测量传感器:倾角是小车运行的控制量,它的准确获取才能使小车能够稳定地达到平衡,并且能够准确测量倾角,还能加大控制量。
方案一:倾角传感器,经测量倾角传感器灵敏度高,跷跷板两端采样值的差值20。
方案二:MMA7260三轴加速度计,该传感器可以测量重力延竖直方向上的分量,但是通过实际的检测发现其灵敏度低,且不稳定。
控制器的选择:对于一个不稳定系统,要控制系统达到平衡位置,需要加入一个控制器。
方案一:采用PID控制器。
PID控制器是一种适应范围广的控制算法。
可以达到一般的控制要求。
跷跷板的平衡是要达到两边的力矩平衡。
小车行驶到某一个特定的位置才能使跷跷板平衡。
方案二:采用步进法不断搜索平衡点,使系统达到平衡。
步进调节比较稳定。
由于倾角传感器的灵敏度的限制,控制量太小用PD控制器实现起来比较麻烦,而且参数的调节也不好控制,因此我们采用步进控制。
2.2控制算法设计采用步进控制,角度的变化量和长度的变化量均随时间而变,并且和各自速度相关,因此,引入小车每个控制周期的步进量 v ,和角度每个控制周期的变化量 ,假设速度控制的周期为T(ms),那么就有下面的式子合力钜: ()cos(T)f M G L v T M 合 (1)每个控制周期,先让小车走一段距离,停止一定时间测量角度,然后以这个角度为依据进行下一次平衡调节,如果所调的参数满足式子(1),那么跷跷板最终可以达到平衡。
电动车跷跷板
电动车跷跷板设计跟总结报告摘要：本设计为使电动车在跷跷板上按要求准确运行采用了单片机A T89C51最小系统作为电动车的检测和控制系统。
通过红外发射接收一体探头检测路面黑色寻迹线，使小车按预定轨道行驶，根据角度传感器检测跷跷板的平衡状态控制电动车使其在跷跷板上达到动态平衡。
再加上基于STM8S单片机的键盘、液晶显示电路，构成了整个系统的硬件总电路。
最后通过软件设计，实现了按预定轨道行驶、保持平衡等功能。
关键字：STM8S 跷跷板角度（倾角）传感器1.方案设计与验证方案一：改装摇控电动车，利用单片机直接控制电动机，采用限位开关检测小车行驶位置。
由于小车是由单片机直接控制，所以驱动不了电机，实现不了小车的基本功能。
用限位开关不利于用小车的独立运行，且控制不便。
方案二：自制小车，利用步进电机，采用单片机控制，用电位器自制角度传感器，自制小车，制作过程极其复杂，且时间紧张，没有较好的机械部件支持，步进电机不易购买，体积较大，供电系统复杂，价格昂贵。
自制传感器精度不高，反应不灵活，线性度太差。
无法实现角度与电阻的线性转换。
方案三：自制小车，利用步进电机，采用stm8s单片机控制，使用现成的角度传感器跟现成的L298N电机驱动模块，成本低，花费时间短，精度高。
综上考虑，我们选择了方案三，经过一番仔细的论证比较，我们最终确定的系统详细方框图如下：2.电路设计2.1寻迹线探测模块通过光电检测器来实现黑白线的监测，当检测到黑线时输出端为低电平，白线时为高电平。
两个TCRT5000来实现小车走直线。
输出端要加上拉电阻，才能得到稳定信号，其原理图如图所示。
2.2电机驱动模块使用L298N，用单片机PWM能实现加速，减速，直线，转弯，后退等动作，原理图如下：3.3倾角检测模块MMA7361角度传感器采用了信号调理、单级低通滤波器和温度补偿技术，并且提供了2个灵敏度量程选择的接口和休眠模式接口，该产品带有低通滤波并已作零g补偿，原理图如下：4软件设计5测试方法跟结果仪器名称型号用途数量计算机联想调试程序 1数字万用表my-65 各种电路参数 1秒表测量时间 1测量结果次数到达A点时间到达B点时间到达C点时间总时间1 8.93 6.82 9.66 25.412 15.72 6.75 8.79 31.263 20.65 6.59 7.88 35.126设计总结经过我们小组的努力，我们终于成功的完成了题目的要求,并在此基础上进行了创新。
电动车跷跷板运动控制系统设计
第５期（总第２２２期）２０２０年１０月机械工程与自动化ＭＥＣＨＡＮＩＣＡＬ ＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧ ＆ ＡＵＴＯＭＡＴＩＯＮＮｏ．５Ｏｃｔ．文章编号：１６７２ ６４１３（２０２０）０５ ０１４３ ０２櫜电动车跷跷板运动控制系统设计杜金祥１，岳 光２（１．太原工业学院自动化系，山西 太原 ０３０００８；２．中北大学机电工程学院，山西 太原 ０３００５１）摘要：设计实现了以ＡＴ８９Ｓ５２为核心的跷跷板控制系统，由三维陀螺仪加速度计传感器集成模块ＭＰＵ ６０５０、ＬＥＤ显示屏、人机交互系统等组成闭环控制系统。
陀螺仪为控制系统提供最优ＰＩＤ整定算法的电机转速数据，Ｌ２９８Ｎ集成模块驱动电机，实现对电动小车位置的精确控制。
实验结果表明：该控制系统具有控制精度高、灵活性好、实时性强、鲁棒性强等优点。
关键词：三维角度陀螺仪传感器；控制系统；循迹原理；电动车跷跷板中图分类号：ＴＰ２７３ 文献标识码：櫜Ａ山西省重点研发计划（指南）项目（２０１６０３Ｄ１２１０４０ １）收稿日期：２０２０ ０５ １５；修订日期：２０２０ ０８ １１作者简介：杜金祥（１９６３），男，山西沁源人，副教授，本科，研究方向：通信与控制工程、测量技术。
０ 引言智能控制技术在当今社会方兴未艾，各种高科技也广泛应用于智能小车和机器人玩具制造领域，使智能机器人越来越多样化。
智能小车是一种多种高新技术的集成体，它融合机械、电子、传感器、单片机等多学科知识，涉及当今许多前沿领域技术。
本文针对国内传统电动车跷跷板玩具小车控制系统的控制缺陷，如运动的不稳定性、低可靠性，设计出一款新颖的基于最优ＰＩＤ整定算法的电动车跷跷板运动控制系统。
其采用美国ＡＴＭＥＬ公司专门应用于控制领域的ＡＴ８９Ｓ５２芯片为控制系统核心，通过采集陀螺仪传感器ＭＰＵ ６０５０精确测量电动车运行姿态数据，精确控制驱动４个电机的运转速度，以达到对电动车跷跷板运动精确控制，在完成指定任务后报警模块给予任务完成提示，同时ＡＴ８９Ｓ５２芯片外扩ＬＥＤ显示屏，方便用户读取数据。
基于51单片机的电动车跷跷板设计
基于51单片机的电动车跷跷板设计1.引言本设计为参加电子设计竞赛而作，较好地解决了电动车在跷跷板上的运行和控制问题，系统结构比较简单，控制比较准确。
2.系统方案设计、比较与论证根据题目的基本要求，设计任务主要完成电动车在规定时间内按规定路径稳定行驶，并能具有保持平衡功能，同时对行程中的有关数据进行处理显示。
为完成相应功能，系统可以划分为以下几个基本模块：电动机驱动模块、寻迹线探测模块、平衡状态检测模块、信息显示模块。
见图1 图1 系统框图2.1 寻迹线探测模块探测路面黑色寻迹线的原理：光线照射到路面并反射，由于黑线和白纸的反射系数不同，可根据接受到反射光强弱由传感器产生高低电平并最终通过单片机判断是否到达黑线或偏离跑道。
方案一：由可见光发光二极管与光敏二极管组成的发射-接收电路，如图2 所示。
该方案成本较低，易于制作，但其缺点在于周围环境光源会对光敏二极管的工作产生很大干扰，一旦外界光亮条件改变，很可能造成误判和漏判;如果采用超高亮发光管和高灵敏度光敏管可以降低一定的干扰，但又将增加额外的功率损耗。
图2 方案一电路方案二：自制红外探头电路。
此种方法简单，价格便宜，灵敏度可调，但易受到周围环境影响，特别是较强光照对检测信号的影响，会造成系统不稳定。
再加上时间有限，制作分立电路较繁琐。
方案三：集成式红外探头。
可以采用集成断续式光电开关探测器，它具有集成度高、工作性能可靠的优点，只须调节探头上的一个旋钮即可以控制探头的灵敏度。
此种探头还能有效地防止普通光源(如日光灯等)的干扰。
红外探测器E3F-DS30C4 见图3。
图3 集成红外探测头基于上述考虑，为了提高系统信号采集检测的精度，我们采用方案三。
2.2平衡状态检测模块方案一：断续式光电开关。
在跷跷板两头的地面上各放置一个，调节灵敏度使其在一定范围内接收不到反射光产生低电平，从而认为达到。
电动车跷跷板设计报告
摘要：本课题组设计制作了一款智能自动小车。
小车具有以下几个功能：寻迹功能（按路面的黑色轨道行驶）；计算并显示所走的路程和行走的时间，变速行驶，自动寻找平衡点使跷跷板达到平衡。
该作品基于凌阳16位单片机SPCE061A，用直流电机作为驱动，通过各种传感器来采集信息，并送入主控单元SPCE061A单片机进行处理，并产生相应的动作，以达到自身控制。
电机控制电路包括方向控制单元和速度控制单元两大部分。
角度检测部分由角度传感器产生信号后送入单片机；黑带检测和速度检测部分都是利用红外线对射方式，在小车的车轮粘上一个挡光圆所料片圈，并在上面开一些透光孔，通过设定固定时间来计量车轮转过圈数进而测出速度。
控制单元接收到信号后，通过程序控制来完成相应动作，实现了无人控制即可完成设计需要动作。
一，系统方案论证与比较方案一：通过搭建各种数字电路来组合成小车的控制系统，对扩展的黑线检测，速度检测，角度测量等信号进行处理。
本方案设计电路复杂，扩展性不好，实现起来比较困难。
方案二：采用凌阳16位单片机SPCE061A来作为系统的控制单元。
红外线探头采用市面上通用的发射管与及接收头，经过LF358放大后送入单片机；角度传感器采用分辨率可以达到小于等度的WQH36-45倾角传感器，它所产生的信号通过A/D转换成数字信号进行处理。
此系统设计起来比较简单，可扩展性较强，灵活性较好，各类功能也易于实现。
所以决定采用方案二，其系统的结构框图如下图所示：比较以上两种方案的优缺点，方案二简洁、灵活、可扩展性好，能够很好地达到设计题目的要求，因此采用方案二来实现。
该系统的结构框图如下图所示：二，模块电路设计与比较1，速度测量模块方案一：利用红外线对射方式，在小车的车轮粘上一个挡光圆塑料圈，并在上面开一些透光孔，，通过计算在固定时间内计量车轮转过圈数而测出速度。
方案二：利用霍尔元件来对转过的车轮圈数来计程，在车轮子上装小磁片，霍尔元件靠近磁片一次计程为车轮周长。
电动车跷跷板报告.doc
电动车跷跷板报告电动车跷跷板报告【摘要】本系统采用遥控电动小汽车改装而成，主要由89C52和模拟电路为核心器件，实现对智能电动车行驶的自动控制。
整车长23 厘米，宽5厘米，运行性能良好，符合设计要求。
电动车平衡检测使用倾角传感器。
电动智能小车电路由平衡检测电路、计时显示电路、电机驱动电路等组成，它不需要遥控就能按要求行走。
一、方案的选择与论证根据题目要求，系统可以以划分为几个基本模块，如图1.1所示键盘检测平衡检测单片机电机驱动显示电路图1.1 1、步进电机驱动调速模块方案一采用与步进电机相匹配的成品驱动装置。
使用该方法实现步进电机驱动，其优点是工作可靠，节约制作和调试的时间，但成本很高。
方案二采用集成电机驱动芯片LA298。
采用该方法实现电路驱动，简化了电路，控制比较简单，性能稳定，但成本较高。
方案三采用互补硅功率达林顿管ULN2003实现步进电机的驱动。
采用该方法实现步进电机的驱动，电路连接比较简单，工作也相对可靠，成本低廉，技术成熟。
基于上述理论分析，最终选择方案三。
2、平衡检测模块方案一采用精密的倾角传感器，这种传感器对应每个角度输出一个固定电流。
可以实现精确控制，但价格昂贵。
方案二采用简易的倾角传感器，它直接输出一个开关量。
当其与地面垂直时，两触点断开；若倾斜角度超出一定范围，两触点短接。
这种传感器价格低廉，使用方便。
基于上述分析，最终选择方案二。
3、显示模块方案一采用数码管显示。
数码管具有经济、低功耗、耐老化和精度比较高等优点，但它与单片机连接时，需要外接存储器进行数据锁存。
此外，数码管只能显示少数几个字符。
方案二采用LCD进行显示。
LCD具有功耗低、无辐射、显示稳定、抗干扰能力强等特点，而且可以显示汉字。
考虑到本次设计的人性化设计，综合考虑，决定采用方案二。
4、电源选择考虑到本次设计对电源的要求，我们采用四节1.5V的干电池作为供电电源。
二、系统的具体设计与实现系统的组成及原理框图如图所2.1示。
电子设计大赛报告电动车翘翘板设计报告
电动车翘翘板（F题）设计报告摘要此电动车是由玩具小车改装而成，核心处理芯片为ATMEG8和AT89C2051单片机，传感器件有红外发射接收传感器和角度传感器。
ATMEG8是主控制芯片，控制整个电路，通过对分别置于前、后端的红外发射接收头和角度传感器信息进行采集和分析，使翘翘板在平衡时小车能够停止并发出声光信号作为平衡显示。
AT89C2051则主要控制数码管的显示，使车在行驶过程中能够实时显示时间，它通过串口与ATMEG8相连。
电动车采用双电源供电，即电机驱动、传感电路和数据处理电路分别用不同的电源供电，并且电机控制端口和单片机通过光耦连接，这样就减小了电机对单片机的噪声影响。
关键字双电源、光耦、角度传感器、巡线、电机控制、平衡控制、噪声抑制1.方案设计与论证1.1独立模块方案设计 1.1.1平衡控制部分方案一：如图1.1作标记使车在到达此处时自动停止，从而达到使跷跷板平衡的目的。
这种方法虽然简单，但不确定因素很多，平衡位置不定。
方案二: 把角度传感器安装在半圆形轴上，角度测量部分与板相连，利用无线通信，把传感器测的角度实时反馈给单片机，使小车在平衡位置附近寻找平衡点，当角度信息处于平衡范围内且变化率符合平衡要求时，小车停止。
此方案保证了传感器的稳定性和测量精度，但无线通信易受外界信号干扰，且实时性难以实现。
方案三：角度传感器安装在车上，其它与方案二相同。
虽然角度传感器会受到车运动时振动的影响 ，但当车速很低时，扰动也会很低。
因此我们选择第三种方案。
1.1.2上板控制 方案一：采用摄像头进行图像的采集，并利用单片机进行图像分析来找到跷跷板，并通过电机的控制使小车顺利上板。
这种方法实现了电动车的自动导向，智能程度很高，但技术要求太高，所需器件价格昂贵且在短时间内很难实现。
方案二：通过在扇形区域内贴引导黑线，通过车前端的三个红外发射接收管给单片机输入信号，然后单片机控制前轮转向舵机调整方向，使小车能够沿黑线顺利上板。
电动车跷跷板报告
电动车跷跷板摘要：本设计采用单片机AT89C55作为电动车跷跷板的控制及检测核心。
采用集成驱动芯片L298和PWM 波实现电动车的转向和转速控制。
通过红外传感器阵列检测引导线引导小车寻找跷跷板及在其上运动。
通过倾角传感器检测跷跷板与地面之间的夹角，采用分段模糊控制算法来控制电动车寻找平衡点，并使其逐渐到达平衡状态，用发光二极管实现平衡指示。
通过RT1602液晶实现电动车分段行驶时间、总时间、位置和跷跷板与地面夹角的显示。
外加语音分段提示功能。
1.系统方案1.1 实现方法通过对普通电动玩具车进行简单改装，采用自我设计的控制电路及软件编程，分别完成题目要求的各项功能。
1.2 方案论证基于题目要求实现的各项功能及难易程度，采用通用51系列单片机作为处理器要比采用其他单片机、FPGA 或CPLD 等更易实现系统功能。
并且成本低，编程简单。
采用倾角传感器SCA100T 检测跷跷板与地面的夹角控制电动车平衡要比使用其它角度传感器更容易实现。
在地面和跷跷板上粘贴黑色引导线，通过红外调制信号检测使电动车稳定行驶比采用在地面或跷跷板上安装其他标记装置更可靠。
采用红外编码器实现距离测量比采用霍尔传感检测精度更高。
电机驱动电路采用H 桥型集成芯片L298比采用分立元件电路稳定，电路结构简单，驱动电流大。
系统采用LCD 数据显示比采用LED 显示更直观，电路简单。
1.3 系统设计基于上述方案论证分析，本系统主要由单片机AT89C55作为控制与检测核心处理器，外加电机驱动电路、传感信号检测电路、声光提示电路、液晶显示、电源电路和语音提示电路。
本系统的结构框图如图1所示。
2 理论分析与计算2.1 引导线检测与控制方法引导线主要用于引导电动车寻找跷跷板以及保证电动车在其上稳定运行及停止在指定位置。
引导线位置如图2所示。
图1 系统的总体结构框图图中黑线A 与黑线B 是用于引导电动车寻找跷跷板；黑线C 和E 用于电动车在A 和B 端停止时检测；黑线D 用于引导电动车在跷跷板上运行。
科技创新设计报告电动车翘翘板
完成时间：2008年6月19日摘要：本系统采用单片机凌阳61板为核心器件实现对驱动电路的控制使电动小车自动行驶，通过红外发射﹑接收一体化光电传感器TCRT5000(L)对小车运动轨迹和姿态进行沿跷跷板上预定直线调整，使小车在跷跷板上做出相应的运动。
并采用自制水平导轨控制小车平衡状态以达到平衡。
通过运项目名称：电动车跷跷板小组编号：Q01设计小组名单：朱嫣珺(组长)、石丛磊、田骥陈国兴、张明熙用PWM技术控制小车的直流电机转动，完成对小车运动位置﹑速度﹑运动姿态和时间等的控制。
采用液晶RT1602C显示前进和后退所用的时间。
目录1. 整体介绍 (1)1.1实验任务描述1.2电动车功能要求1.3实际达到功能2. 硬件部分 .................................................................................... 错误！未定义书签。
2.1单片机：凌阳61板SPCE060A_061A2.2驱动电路板2.3光电传感器电路与导轨水平传感器3. 软件部分 (6)4. 项目心得 (8)5. 致谢 (10)第1页1.整体介绍1.1实验任务描述设计并制作一个电动车跷跷板，要求跷跷板起始端一侧装有可移动的配重物体，配重物体位置可调范围不小于400mm。
电动车从起始端出发，按要求自动在跷跷板上行驶。
电动车跷跷板起始状态和平衡状态示意图分别如图所示：起始状态平衡状态1.2电动车功能要求∙先将跷跷板固定为水平状态，电动车从起始端A位置出发，行驶跷跷板的全程(全程的含义：电动车从起始端A出发至车头到达跷跷板顶端B位置)。
停止5秒后，电动车再从跷跷板的B端倒退回至跷跷板的起始端A，电动车能分别显示前进和倒退所用的时间。
前进行驶在1分钟内、倒退行驶在1.5分钟内完成。
∙跷跷板处在图1所示的状态下（配重物体位置不限制），电动车从起始端A出发，行驶跷跷板的全程。
基于51单片机的智能电动车跷跷板设计报告
摘要赛题“电动车跷跷板”是通过电子系统控制小车按照杠杆原理自动位移使跷跷板获得水平平衡及控制小车启停、转向和行驶速度的机电系统。
我们根据电动车跷跷板的设计要求，对整个系统方案进行了研究，通过论证分析确立了较优的设计方案。
我们选用玩具坦克车作为车体，该电动车是以C8051f020作为控制及数据处理的核心，用L298N驱动双步进电机，通过传感器检测、控制电动机的方向、快慢、启停，并运用LCD显示屏对小车的行驶时间及状态进行显示。
电动车可以在跷跷板上自动寻找平衡点，并具有实时显示电动车行驶时间及平衡位置的功能。
在基本功能的基础上我们也对发挥部分进行了设计，让小车在添加配重的情况下也能完成任务。
关键词：c8051f020 加速传感器步进电机寻迹LCD前言赛题“电动机跷跷板”是通过电子系统控制小车按照一定的路线自动位移行驶，并根据杠杆平衡原理使跷跷板获得水平平衡，以及控制小车启停和行驶速度的机电系统。
我们选择玩具坦克作为小车主体，该电动车是以c8051f020单片机为控制核心，用专用芯片L298N对双电机进行驱动，保证了驱动的可靠性和稳定性，安装红外反射对管TCRT5000用以在跷跷板上寻迹前进，通过运用加速传感器帮助小车寻找到平衡位置，另外安装1602LCD液晶显示屏对小车的运动时间等进行显示，供电方面用LM7805对单片机及其他各个模块进行供电。
各模块相互配合在软件的调控下使电动车可以在跷跷板上能稳定、精确地寻找平衡点，具有较高爬坡能力和平衡能力，并能够实时显示电动车行驶时间以及平衡位置。
一．系统方案设计（1）控制模块方案一：使用传统51系列单片机，传统51单片机价格便宜，控制简单，但是它的运算速度慢，片内资源少，存储器容量小，难以实现复杂的算法。
方案二：使用C8051F系列单片机，C8051F单片机使用CIP-51微控制器内核，是标准的混合信号片上系统(SOC)，除了具有标准8051的数字外设部件之外，片内还集成了数据采集和控制系统中常用的模拟部件和其它数字外设及功能部件．如电压比较器PAC,ADC,DAC,SPI, SMBus(I2C)，UART等，特别方便进行数据的实时采集与控制。
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电动车跷跷板学校：滨州学院参赛学生：王璐李润国乔文静专业：电子信息科学与技术机械设计制造及其机器自动化指导教师：贾荣丛、高坤电动车跷跷板摘要：本系统采用AT89S52作为主控制芯片，再加上黑白传感器、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，黑白传感器，角度传感器。
Abstract: This system with AT89S52 for core controller, realization pass to add Black-and-white sensor, Angle Sensors and LCD. To spread feeling to equip completion provision time to be a little bit already decided parking and hold the balance in refit behind small car bodywork towards refitting behind commonly the intelligence of the car control, reverse the car to appointed position, advance along the straight lineof essential function.Keyword: AT89S52, Black-and-white sensor, angle sensor.目录1.系统方案 (4)1.1 微控制器模块 (4)1.2车体设计 (4)1.3电机模块 (5)1.4电机驱动模块 (5)1.5寻迹传感器模块 (5)1.6 角度传感器模块 (6)1.7电源模块 (6)1.8显示模块 (6)1.9最终方案 (6)2.主要硬件电路设计 (7)2.1电机驱动电路的设计 (7)2.2黑白线检测电路的设计： (7)2.3角度检测电路的设计： (8)3.软件实现 (9)3.1理论分析 (9)3.2总体流程图 (9)3.3直线调节流程图 (10)3.4平衡调节流程图 (11)3.5返回流程图 (12)4 .系统理论分析及计算.................. . (12)4.1小车角度的计算.................. .. (12)4.2 小车平衡角度的分析 (12)4.3 小车从停车5s后到达B点的分析 (13)5．系统功能测试： (13)5.1测试方案 (13)5.2测试仪器及设备 (13)5.3测试结果 (13)5.4测试分析及结论 (14)6.结束语 (14)1.系统方案：系统总体设计框图如下图所示1.1 微控制器模块方案一：采用可编程逻辑期间CPLD作为控制器。
CPLD可以实现各种复杂的逻辑功能、规模大、密度高、体积小、稳定性高、IO资源丰富、易于进行功能扩展。
采用并行的输入输出方式，提高了系统的处理速度，适合作为大规模控制系统的控制核心。
但本系统不需要复杂的逻辑功能，对数据的处理速度的要求也不是非常高。
且从使用及经济的角度考虑我们放弃了此方案。
方案二：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CMOS 8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256 bytes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，我们选择了方案二，采用Atmel公司的AT89S52单片机作为主控制器。
1.2车体设计方案一：购买玩具电动车。
购买的玩具电动车具有组装完整的车架车轮、电机及其驱动电路。
但是一般的说来，玩具电动车具有如下缺点：首先，这种玩具电动车由于装配紧凑，使得各种所需传感器的安装十分不方便。
再次，玩具电动车的电机多为玩具直流电机，力矩小，空载转速快，负载性能差，不易调速。
而且这种电动车一般都价格不扉。
因此我们放弃了此方案。
方案二：自己制作电动车。
经过反复考虑论证，我们制定了左右两轮分别驱动，前万向轮转向的方案。
即左右轮分别用两个转速和力矩基本完全相同的直流电机进行驱动，后部装一个万向轮。
当小车前进时，左右两驱动轮与前万向轮形成了三点结构。
这种结构使得小车在前进时比较平稳，可以避免出现前后两轮过低而使左右两驱动轮驱动力不够的情况。
对于车架材料的选择，我们铝合金车架，轻便，美观。
综上考虑，我们选择了方案2，自己动手制作一辆电动车。
1.3电机模块方案一：用步进电机。
步进电机可以精确地控制角度和距离。
步进电机的输出力矩较低，随转速的升高而下降，且在转速较高时会急剧下降，故其转速较低，不适用于小车等有一定速度要求的系统，并且它的体积大，价格高，质量大，另外步进电机的编程复杂，增加了编程的难度。
方案二：采用直流电机。
直流电机运转平稳，精度也有一定的保证，虽然没有步进电机那样高，但完全可以满足本题目的要求。
通过单片机的PWM输出同样可以控制直流电机的旋转速度，实现电动车的速度控制。
并且直流电机相对于步进电机价格经济。
综合性价比和功耗等方面的考虑，我们选择方案二，使用直流电机作为电动车的驱动电机。
1.4电机驱动模块方案一：采用继电器对电机的开关进行控制，可以完成电机的正转，反转，调速，但继电器响应时间慢，使小车运动灵敏度降低，增加了避障的难度。
而且机械结构易磨损，可靠性不高。
它适用于大功率电机的驱动，对于中小功率的电机则极不经济。
方案二：采用SM6135W电机遥控驱动模块。
SM6135W是专为遥控车设计的大规模集成电路。
能实现前进、后退、向右、向左、加速五个功能，但是其采用的是编码输入控制，而不是电平控制，这样在程序中实现比较麻烦，而且该电机模块价格比较高。
方案三：采用集成的驱动电路芯片L298N。
L298N驱动芯片具有体积小，可靠性安全性高，抗干扰能力强等优点，适合控制智能小车的运动。
且有较大的电流驱动能力，连接方便简单。
综合以上考虑，我们选择方案三，使用L298驱动直流电机。
1.5寻迹传感器模块方案一：用红外发射管和接收管自己制作光电对管寻迹传感器。
红外发射管发出红外线，当发出的红外线照射到白色的平面后反射，若红外接收管能接收到反射回的光线则检测出白线继而输出低电平，若接收不到发射管发出的光线则检测出黑线继而输出高电平。
这样自己制作组装的寻迹传感器基本能够满足要求，但是工作不够稳定，且容易受外界光线的影响，因此我们放弃了这个方案。
方案二：用黑白传感器测量。
黑白传感器是专门检测白底黑线或黑底白线的传感器，黑白线只出现高低电平变化，变化明显，易于区别，且传感器接线简单，信号稳定，非常适合小车的寻迹。
所以我们选择了择方案一，采用黑白传感器作为寻迹模块。
1.6 角度传感器模块方案一：采用水银开关和编码器。
控制精度很低，不易实现题目要求。
方案二：采用AME-B001角度传感器。
AME-B001，0－360度测量范围，同步串行接口，绝对角位置输出，但是安装非常不方便，而且电压输出信号，采集不便方案三：采用ZCT245AL-485-BUS双轴倾角传感器。
ZCT245AL-485测角范围在±45度之间，分辨率能达到0.1度，可以工作在半双工方式下，能准确测量小车与平面的夹角，易于单片机控制。
选用MAX485芯片实行与51板通信，电路简单，由于跷跷板最大倾角为5度左右，角度变化范围较小，因此要求角度传感器精度高，频率快。
总上考虑我们选择此方案3，采用ZCT245AL-485-BUS双轴倾角传感器。
1.7电源模块在本系统中，需要用到的电源有单片机的5V，L298N芯片的电源5V和电机的电源7-15V。
所以需要对电源的提供必须正确和稳定可靠。
方案一：用9V的锌电源给前、后轮电机供电，然后使用7805稳压管来把高电压稳成5V分别给单片机和电机驱动芯片供电。
这种接法比较简单，但小车的电路功耗过大会导致后轮电机动力不足。
方案二：采用双电源。
为了确保单片机控制部分和后轮电机驱动的部分的电压不会互相影响，要把单片机的供电和驱动电路分开来，即：用直流电12v供给单片机，后轮电机的电源用5V供电，这样有助于消除电机干扰，提高系统的稳定性。
基于以上分析，我们选择了方案二，采用双电源供电。
1.8显示模块方案一：用LED显示。
数码管能显示数字和符号，颜色鲜艳，易于观察，可实时动态显示，编程简单，易于控制，优点亮度高、成本低，但不能显示汉字，显示内容较少，人机关系较差。
方案二：：采用带字库的LCD显示。
LCD可以用全中文界面显示，显示内容丰富，易于人机交流，且可以串行接口，节省I/O资源，显示简单。
考虑到本题的要求，只需要一片LCD就可以实现，故我们选择方案二。
1.9最终方案经过反复论证，我们最终确定了如下方案：1采用Atmel公司的AT89S52单片机作为主控制器。
2电机采用直流减速电机。
3采用专用芯片L298N作为电机驱动芯片。
4采用黑白传感器作为寻迹模块。
5采用ZCT245AL-485-BUS双轴倾角传感器。
6采用双电源供电。
7采用12864液晶显示行进中的倾角。
2主要硬件电路设计2.1电机驱动电路的设计L298N驱动直流电机，它靠两个引脚控制一个电机的运动。
智能寻迹小车采用后轮驱动，左右后轮各用一个直流减速电机驱动，通过调制后面两个轮子的转速或正反转来达到控制小车转向的目的。
图2 驱动电路图2.2黑白线检测电路的设计：通过光电检测器来实现黑白线的监测，当检测到黑线时输出端为低电平，白线时为高电平。
两个TCRT5000来实现小车走直线。
输出端要加上拉电阻，才能得到稳定信号，其原理图如图所示。
2.3角度检测电路的设计：角度传感器ZCT245AL-485通过MAX485完成与单片机的半双工通讯方式。
ZCT245AL-485的绿线和蓝线分别接MAX485的11脚，12脚，单片机的P11,P12分别接MAX485的1脚和5脚，P13,P14接3脚和4脚。
其原理图如图所示。
3软件实现3.1理论分析通过题目可知小车与水平面的夹角从arcsin(7/80)到-arcsin(7/80)之间变化，当为0度角时跷跷板处于平衡状态。
在不加配重的情况下，小车应在C点保持平衡。
小车要在30S内到C附近，则小车速度等于路程和时间的比值，可知小车速度在2cm/s到4cm/s之间。
当为0度角时跷跷板平衡，此时延时5s，并报语音。
30s到B点和小车到C点的速度相同。