电动车跷跷板设计报告
摘要
根据电动车跷跷板的设计要求，对设计整个系统方案进行了研究，确立了较优的设计方案，系统的MCU选用STC12C5A16AD；小车的方位检测，通过反射式红外对管TCRT5000寻迹，实现控制车行走方向；通过充分比较、论证，最终选用直流电机作为小车的制动源，直流电机力矩大、操作简单、价格低且能满足设计需求；系统显示采用LCD1602液晶，用于实时显示小车的状态；控制电机是以H桥L298N为驱动，再利用PWM技术和正反转控制技术实现动态控制小车运行情况；而在平衡判断上面是用自制的类似于角度传感器的器件完成。最后的经过多次测试表明，系统完全达到了设计要求，不但完成了所有基本和发挥部分的要求，并增加了显示全程时间显示功能。
关键词：STC12C5A16AD，红外对管，直流电机，H桥，PWM
一系统方案
1实现方法本题要求设计并制作一辆电动小车，能实现在跷跷板上运动且在不同配重的情况下保持平衡等功能。我们想利用电机控制小车运行，角度传感器测量跷跷板水平方向倾角来确定小车何时达到平衡，利用寻迹模块实现小车沿直线行走以及在A点外某处能自动驶上跷跷板，还有显示模块以及语音模块等做为人机界面，实现显示及语音提示等功能。上述各模块的方案论证如下。2方案论证（1）控制器模块方案一：采用STC公司的STC89C52RC。51单片机价格便宜，应用广泛，但是功能单一，如果系统需要AD转换功能，还需外接AD芯片，实现较为复杂；运行速度一般。方案二：采用STC公司的STC12C5A16AD单片机作为控制器的方案。该单片机IO资源丰富，内部并集成了8路高速AD及两路PWM模块。芯片比普通单片机快812倍，抗干扰能力较强，价格便宜，并且功能强大，大大简化了系统开发调试的复杂度。根据本题的要求，我们选择第二种方案。（2）角度检测模块角度检测模块也是系统的重要组成部分，我们可以利用角度传感器来测量跷跷板水平方向倾角，当倾角在某个范围之内的时候即可认为跷跷板达到平衡状态。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较高，频率较快。目前市场上有适合的传感器，但是价格较高，方案一：采用上海直川科技有限公司生产的ZCT245ALTTL倾角传感器，测量范围－45－＋45度，精度01度，输出频率10次s，485信号输出。
f方案二：使用两对光电管来检测跷跷板的平衡。（如图3）
A
B
如图3很显然，跷跷板微小的上下摆动能够在跷跷板的两端产生较大位移。按照本题目尺寸，跷跷板变r