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。
电动车跷跷板设计方案
电动车跷跷板设计方案柳州运输职业技巧学院摘要该电动车以凌阳SPCE061A作为操纵及数据处理的核心，经由过程传感器检测、操纵电动车电机的快慢、启停。
电动车能够在跷跷板上主动查找均衡点，并具有及时显示电动车行驶时刻及义务完成之后主动播报从肇端端主动行走到末尾及返回所需时刻或从肇端端主动行走到电动车保持均衡所需时刻。
关键字：SPCE061A 倾角传感器光电传感器 PWM一、筹划设计与论证本项目按设计要求可分为五部分，分别为操纵模块、循迹模块、均衡检测模块、电机驱动模块、显示模块，如图1所示。
图1 体系模块框图（一）操纵模块计整洁：采取AT89C51系列单片机作为操纵的核心。
51单片机按纯确实操纵和数据处理是比较经济实惠的，但本项目触及到A/D转换和PWM操纵，假如要具备这两个功能必须要有专用的A/D芯片和PWM操纵电路，这无疑是进步了成本。
筹划二：采取凌阳16位单片机SPCE061A作为操纵的核心。
SPCE061A具有10位A/D转换和PWM操纵功能，且具备语音播报功能，使作品加倍智能化。
综上分析，选择筹划二。
（二）均衡检测模块计整洁：采取水银开关检测跷跷板均衡点。
其内部是由两根导线组合而成，只要当水银流淌到导线的两端即水银把两根导线短接在一路。
但当跷跷板均衡时，有可能水银开关还未闭合，靠得住性不高。
筹划二：采取Accu StarⅡ倾角传感器检测跷跷板均衡点。
此倾角传感器是经由过程改变角度来改变其输出电压，具有优胜的线性变更，如图2所示，经由过程读取输出电压的值来操纵小车的速度，有助于电动车找到均衡点。
是以选择筹划二。
（三）电机驱动模块计整洁：采取分立元件构成的H桥式电机驱动电路。
该驱动电路的长处是成本低，缺点是电路制造比较苦恼，靠得住性不高。
筹划二：采取L293D驱动电机。
应用该芯片驱动的好处是在额定的电压和电流内应用专门便利靠得住，能够缩小PCB板。
用SPCE061A自带的PWM操纵电机后果更好，使电动车更轻易的查找到跷跷板的均衡点。
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
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。
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1
电动车跷跷板（F题）设计报告摘要本设计共分为两部分：跷跷板平衡检测系统和和PTR8000无线通信系统。
平衡检测系统是将角度传感器连接在跷跷板中心位置来检测跷跷板摆动角度的开环控制系统。
为以后电动车找平衡角度做准备。
PTR8000无线通信系统是将角度传感器检测出来的角度通过无线发送模块将数据发送给电动车，根据数据电动车调节自身运动从而达到调节平衡的目的。
平衡检测系统、无线通讯系统与电动车构成了一个闭环控制系统。
电动车以ATmega16为控制核心，采用步进机控制电动车前进和倒退，采用光电传感器检测引导线，利用无线接收模块接收跷跷板平衡检测系统发送的数据，CPU对数据进行智能分析，调整小车前进速度和方向，使跷跷板达到平衡状态。
在电动车到达指定位置时，给出声光提示，同时LED 显示时间和小车当前状态。
附加的PC机电动车跷跷板实时模拟系统，关键字：Atmega16、PTR8000、光电传感器、角度传感器、步进电机一、系统方案1.实现思路和方法本题目要求分为基本部分和发挥部分，基本部分要求在不加配重的情况下电动车在规定时间内完成从跷跷板起始端出发，行驶到跷跷板中心点附近，并且在中心点附近找到平衡位置停留几秒钟，然后从平衡点出发行驶到跷跷板末端停留几秒钟，再从末端倒退回起始端，整个过程要给出时间显示和平衡指示。
设计中主要解决的问题是车在跷跷板中心点附近找到平衡和时间显示。
我们应用角度传感器与板的中心相联来检测板子转的角度再通过PTR8000发送给单片机分析处理后就可以得到角度值来控制车的运动从而达到调节平衡的问题。
显示我们用LCD 液晶显示时间，提示我们用蜂鸣器组成声光报警系统，可以达到提示平衡指示的目的。
2. 方案的选择与论证2.1 控制芯片的选择与论证方案一：采用传统的89C51作为电动车的控制核心。
89C51具有价格低廉、使用简单等特点，但运算速度较慢，数据存储器和程序存储器较少，没有ISP 下载线及SPI接口，功能单一，控制过程比较烦琐。
电动车跷跷板设计方案
采用锂离子电池，具有高能量密度、长寿命和环保等优点。
电池选择
设计一种智能控制系统，实现电机的精确调速和电池的电量管理，以确保跷跷板的稳定运行和安全性。
控制系统
限速装置：设置限速装置，确保电动车跷跷板的行驶速度在安全范围内。
紧急停车装置：设置紧急停车按钮，以便在紧急情况下迅速停车。
通过以上设计方案的实施，我们将能够实现一种既安全又有趣的电动车跷跷板。这种创新型交通方式将为人们带来全新的出行体验，同时也有助于提升城市交通的多样性和趣味性。
手势控制
引入语音识别技术，允许用户通过语音命令进行操作，提供更加直观和便捷的人机交互方式。
语音控制
在操作界面上设置触控屏幕，用户可以直接通过触控屏幕进行操作，增加交互的灵活性。
触控屏幕
安全保护机制
防滑处理
便携性设计
易维护性
01
02
03
04
设计时应充分考虑使用安全，例如设置限位开关，避免电动车跷跷板超出安全范围。
电动车跷跷板设计方案
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目录
引言总体设计方案关键技术与实现人机交互与界面设计测试、验证与评估总结与展望
01
CHAPTER
引言
近年来，随着电动车市场的不断扩大，电动车的技术和设计也在不断改进。然而，在行驶过程中，电动车仍存在一些平衡问题，特别是在复杂路况和高速行驶时。这些问题不仅影响了电动车的行驶稳定性，还可能给驾驶者带来安全隐患。因此，针对这一问题，我们提出了电动车跷跷板设计方案。
结构设计评估
评估所选材料的性能、成本和环保性。选择具有良好性能、成本低廉且环保的材料，以降低生产成本和环境负担。
材料选择评估
评估电动车与跷跷板的配合使用是否便捷、直观。优化人机交互设计，提高用户的使用体验和安全性。
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。
电动车跷跷板
目录摘要 (2)2 方法设计与论证 (2)2.1 总体方案描述 (2)2.2 控制器模块的比较和论证 (3)2.3 电机模块的比较和论证 (3)2.4 显示模块的比较和论证 (3)2.5 循迹模块的比较和论证 (3)2.6 倾角测量模块的比较和论证 (4)2.7蜂鸣器的比较和论证 (4)2.8上板方案的比较和论证 (4)3 系统硬件、软件的实现 (5)3.1 硬件实现 (5)3.1.1 单片机 (5)3.1.2 显示模块电路 (6)3.1.3 倾角测量模块电路 (6)3.1.4 循迹模块电路 (7)3.1.5 蜂鸣器电路 (7)3.2 软件实现 (8)3.2.1 程序流程图 (8)3.2.3算法 (10)4 系统测试 (10)4.1基本部分测试结果 (10)4.2 发挥部分测试结果 (10)5 总结 (10)参考文献 (12)附录 (13)附录1：原理图 (13)附录2：算法程序 (14)电动车跷跷板的设计与制作摘要为适应跷跷板的特殊情况，进而实现在有配重的情况下均能在规定的时间内达到平衡状态。
本设计以MSP430F149单片机为控制核心，通过舵机控制电动车行进与停止，通过红外光电传感器来确定行进路线，通过倾角传感器控制跷跷板平衡，通过LCD液晶显示来显示时间、角度等参数。
关键词：MSP430F149、倾角传感器、跷跷板1引言本设计较好地解决了电动车在翘翘板上的运行和平衡问题，通过红外光电检测、角度测量机电机驱动在跷跷板上实现了在不同情况下的自动寻找平衡点的功能。
2 方法设计与论证2.1 总体方案描述整个系统分为控制部分和信号检测部分。
控制部分包括显示模块、控制模块和电机驱动模块三个部分。
信号检测部分由循迹模块及倾角测量模块组成。
循迹模块用以检测黑线从而引导电动车在跷跷板上运动以及初步寻找到C点附近。
倾角测量模块用以测量跷跷板的倾角，将数据传输到控制模块（MSP430F149）来判断是否平衡进而对舵机发出指令来最终找到平衡点。
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。
【精品】电动车跷跷板设计几种方案汇总与对比
电动车跷跷板系统方案设计、比较与论证实现方法：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自由行走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。
根据设计任务及要求，采用单片机作为核心控制器。
在白色跷跷板上铺设黑色引导线，在小车的前后各循迹线探测模块。
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、语音模块。
控制模块主控芯片的选择方案：采用89C52单片机方案：采用AT89C51系列单片机作为控制的核心。
51单片机按单纯的控制和数据处理是比较经济实惠的，但是功能单一，并且51单片机需要仿真器来实现软硬件调试，较为烦琐。
如果系统需要增加语音播报功能，还需外接语音芯片，实现较为复杂；而且本项目触及到A/D转换和PWM控制，如果要具备这两个功能必须要有专用的A/D芯片和PWM控制电路，这无疑是提高了成本。
方案：使用89S51单片机。
价格便宜、程序资源丰富，控制简单,技术比较成熟，但运算速度慢、片内资源少、存储器容量小,难以存储大体积程序和实现复杂的算法。
不能直接进行数据采集，接口电路比较复杂。
方案：使用AT89S52单片机，AT89S52单片机采用CHMOS工艺及高密度、非易失性存储技术制造,内部包括1个8位CPU,1个片内振荡器及时钟电路,3个16位定时计数器,4个8位并行I/O口,8个中断源,1个可编程全双工串行口,8kB 可插除FLASH和256B的RAM,且内置看门狗电路,一旦程序跑飞则复位系统[2]。
因此,设计中采用8位AT89S52单片机负责系统的控制与协调工作,同时它还不断处理红外对管传感器送来的地面标志信号,这些信号主要控制小车的加速、减速、限速、刹车、倒车等状态。
此外,在系统设计中当利用片内的定时器作为小车行驶计时,并为LED驱动集成电路提供时钟和数据。
方案：采用凌阳16位单片机SPCE061A（30.21）作为控制的核心。
全国电子设计竞赛控制类设计报告07年赛题——电动车跷跷板完整版设计报告
11号F题电动车跷跷板摘要:本设计以一片单片机STC12C5A60S2作为核心来控制电动车跷跷板，加以控制芯片L298N和单片机联合控制小车的前进与后退。
路面的黑带检测使用反射式红外传感器，通过STC12C5A60S2对输入的信号进行处理，使用LCD1602分阶段实时显示电动车行驶所用的时间。
以红外传感器对路面黑线检测用，行驶距离使用对射光电传感器加以码盘进行检测。
使用三轴数字倾斜角度模块，检测跷跷板是否水平。
关键词：STC12C5A60S2 光电传感器L298N控制电动机LCD1602 三轴数字倾斜角度模块Abstract:This system is mainly based on a chip called STC12C5A60S2. This intelligent car designed by us three can run automatically through black lines on the ground and so on.Key words: single-chip microcomputer control system L298nThe three axis digital tilt angle module LCD1602（一）引言：我们认为该题目可以很好的培养我们对于传感器，驱动模块，硬件结构，软件结构，控制模块的全新认识，并且能够使得我们更好的将这些部分融合成一个整体，进行良好的运用。
该设计模块以单片机作为控制中心，加以控制芯片L298N和单片机联合控制小车的前进与后退。
路面的黑带检测使用反射式红外传感器，通过STC12C5A60S2对输入的信号进行处理，使用LCD1602分阶段实时显示电动车行驶所用的时间。
以红外传感器对路面黑线检测用，行驶距离使用对射光电传感器加以码盘进行检测。
使用三轴数字倾斜角度模块，检测跷跷板是否水平。
该模块控制比较稳定，速度适中，是本题目的适合的解决方法。
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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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SPCE061/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。
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：
广黑带检测
61
单
片
机
A 红外线接收
二，模块电路设计与比较
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。
此方案传感的信号强，电路简单，但精度不高。
通过计算车轮的转数间接测量车速，利用了霍尔元件感应磁块产生脉冲的原理，再对脉冲进行计数。
另可采用红外线原理提高记程精度，其方法为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，当车轮转动时，红外光透射过去，不断地输出脉冲，通过单片机对脉冲计数，再经过一个数据的处理过程，这样就可把小车走过的距离计算出来，小孔越多，测量值越精密。
检测黑线模块
方案一：采用光敏电阻进行检测。
光发射端为发光二极管，接收端为一光敏电阻。
光敏电阻根据接收光的强度会产生不同的电阻值，而输出不同的信号。
由于黑色吸收光的能力较强，所以光敏电阻遇到黑线和不遇到黑线接收到的光的强度不同，产生的电阻值也不同，输出信号也不同，单片机会对不同的输入信号给与相应的控制。
但是这种方法受外界光线强度影响比较大，所以很难把握对输出信号的控制。
方案二：采用红外线检测方式，其原理与红外对射方式基本相同，也是由一个放射管一个接收管组成。
接收管根据接收到的红外线强度输出一系列信号，并送入单片机进行控制。
这种方法受外界因素影响比较小，对输出信号的控制比较好把握。
对比两个方案，我们决定采用方案二进行检测，因为它可以设计的精确度。
平衡测量模块
方案一：采用一个无接触磁敏电位仪和一个陀螺，把他们固定在金属支架上，陀螺的垂线正对磁敏电位仪的孔，通过测量电位仪输出电压的变化测出陀螺摆角的变化，通过程序控制小车在跷跷板上的平衡。
但是它的精确度很差，由于陀螺具有惯性，在电动车快速行驶过程中，陀螺难免会因为惯性而来回摆动，这样很难检测到稳定的输出信号，所以控制起来比较困难。
方案二：采用精密角度传感器，通过对角度的测量来掌控小车的平衡。
使用该传感器可以很精确地测量出角度，而且它的重量也很轻，输出信号稳定，便于用程序来控制。
从各方面都提高了小车的可控制性，也提高了精确度。
本次设计为了小车能在跷跷板上更好更精确地掌控平衡，本课题组经研究决定采用方案二，用市面上的WQH36-45 倾角传感器作为角度测量的基本元件，通过精确地测量角度进而使小车能自动调节平衡。
4，显示模块
方案一：采用LCD 显示，用单片机可实现显示数据，但显示亮度和字体大小在演示时不尽人意，价格也比较昂贵。
方案二：采用LED七段数码管，-I/O 口上，设计电路简单，显示效果直观，明亮，调试容易故采用LED数码管显示。
数码显示如图所示：
三.系统原理及理论分析
1,单片机最小系统组成
单片机系统是整个智能系统的核心部分，它对各路传感信号的集、处理、分析及对各部分整体 调整。
主要组成是：凌阳SPCE061A1位单片机、晶振及各路的传感器件。
2，测速及控速原理
采用红外线对射方法，发射管发射红外线，接收管对发射管红外线进行接收并输出 TTL 电平。
当接收管接收到红外线时，接收管输出低电平，否则输出高电平，这样输出一系列 TTL 电平，送入 单片机对信号的处理。
而控速原理则是利用 PWM 进行控速，具体如下：PWM 法分自然采样法和 规则采样法，这里我们采用规则采样法。
其理论计算如下：
Toff = Ts/4 -a; Ton = Ts/4 +a
根据三角形相似关系，解出a 值，并带入上述两式可求得
Toff = Ts/4(1- Ms in ®⑴;Ton = Ts/4(1+Msi n ® t1)其中T1为采样点(这里为顶点采样)的时刻。
脉冲宽度为：Tpw = Ts (1+ Msir ® t1)/2= Tt (4+Wlsin ® t1)/2
3，黑带检测原理
利用光的反射原理，当红外线照射在白纸上，反射量比较大，反之，照在黑色物体上，由于黑 色对光的吸收，反射回去的量比较少，这样就可以判断黑带位置。
根据 遇到白纸与黑带所产生的不同 TTL 电压，单片机利用程序作出相应的动作。
4，平衡控制原理
本次设计小车在跷跷板上保持平衡主要是利用 WQH36-45倾角传感器测量角度，根据经验公式设定不同的平衡角
度值，通过程序控制小车进而使小车达到平衡。
设计要求规定平衡的定义为
|dA-dB|v=40mm,由此可计算岀平衡时角度的动态范围为正负度左右。
当角度值在(，
90)之间时，小车以微小的速度
向前进；当角度值在(90，)之间时，小车以微小的速度向后退，
直到小车达到平衡为止。
四.系统程序设计
该系统的软件设计是通过调用黑线检测子程序，速度控制子程序，显示子程序，中断服务程序，定时子程序等一系列 子程序来实现特定功能的。
系统框图如下：
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五，调试过程及结论
整机焊接完毕后，我们首先对硬件进行检查联线有无错误，再逐步对各模块进行调试。
首先写入电机控制小程序，控制其正反转，停机均正常。
加入寻迹子程序后，小车运转正常，调整灵敏度达最佳效果。
加入显示时间子程序，显示正常。
对速度测量子程序也进行了调试，并使其精确度得到了提高。
接着对黑带检测模块调试，发现小车会跑出黑带，经判断是因为小车由于速度太快且红外线检测的灵敏度也不是很高而导致没有监测到黑带。
我们通过改变速度并作了多次试验后，设定了一个可以检测倒速度又不会对设计要求产生很大影响的速度。
最后对角度测量惊醒测试，通过角
度测量，对小车的平衡进行测量。
该测试的难度最高，要非常精确地设计好小车在自动调整平衡过程中的速度，以使小车能能在设计要求的时间范围内尽可能快的调整好平衡。
开始上电测试时，小车基本没有什么负载，也能完成程序所设计的要求。
但是当增加小车的负载后发现小车的爬坡能力很差，不能完成在跷跷板上自动爬坡，需要一定的惯性才能爬上去。
最后我们决定更换了马力较大的电机后将此问题解决了，小车能在很大的负载下自动爬坡。
本课题组通过对各种方案进行尝试，再经过多次的整体软硬件结合调试，不断地对系统进行优化，使智能小车能基本达到设计要求。