省电子设计大赛论文(木棒)

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1、省电子设计大赛论文(木棒)本文由lvdong0209贡献doc文档可能在WAP端浏览体验不佳。建议您优先选择TXT，或下载源文件到本机查看。2010年大学生电子设计竞赛设计报告摘要：本计量装置是以STC系列单片机89C52单片机为控制核心，加以脉冲调制的反射式红外发射-接收器，WTW-16P语音模块，12864液晶显示屏以及其他电路构成，通过让木棒竖直或水平滑过滑槽，采用脉冲调制的反射式红外发射-接收器检测木棒滑过信号，通过存储计算，计算出木棒长度，累计木棒长度和木棒个数，并具有木棒反方向运动计量功能，实现相应长度、个数扣除，将采集的数据用12864液晶显示器

2、显示出来，并通过WTW-16P语音播报，用DS1302进行数据存储，并具有掉电保护功能，还可以将采集的数据用微型打印机打印出来。本设计采用较低的硬件投入达到对木棒长度较为精确的检测，是一种智能运动棒体非接触式长度检测系统。关键词：单片机12864液晶显示WTW-16P语音模块DS130212010年大学生电子设计竞赛设计报告第一章:题目内容和要求一．题目：运动木棒长度计量装置二．要求：1．基本要求（1）具有运动木棒单个长度、个数、累计长度的显示功能；（2）具有运动木棒单个长度、个数、累计长度的语音播报；（3）长度测量误差≤1cm。2．发挥部分（1）具有存储数据

3、自动回放功能；（2）长度测量误差≤0.5cm；（3）具有木棒反方向运动计量功能，实现相应长度、个数扣除；（4）创新性。3．说明（1）棒体采用直径约3厘米的拖布杆制成，长度5～20cm。（2）滑槽采用表面明光滑的板材制作，长度约为50cm。（3）单根木棒通过滑槽的时间小于3秒钟。（4）长度计量不容许使用光栅尺。第二章：第二章：方案比较与论证一．传感器的选择方案一：不调制的反射式红外发射-接收器。直接用直流电压对管子进行供电，限于管子的平均功率要求，工作电流只能在10mA左右，容易受到干扰。方案二：脉冲调制的反射式红外发射-接收器。红外发射管的最大工作电流取决于平

4、均电流，如果使用占空比较小的调制信号，在平均电流不变的情况下，瞬时电流可以很大（50-100mA），这样也大大提高了信噪比。基于上述考虑，本装置采用方案二。二．控制器的选择方案一：采用STC89C52单片机，内部资源比较少，程序下载需要编程器，硬件搭建比较复杂，软件实现比较麻烦，另外需要仿真器来实现软硬件调试。方案二：采用ATmega16单片机，此单片机具有一整套的编程与系统开发工具，支持片内编程与调试，该单片机为单调指令，执行速度快，而且I/O口驱动能力22010年大学生电子设计竞赛设计报告强，应用灵活，价格低廉。由于本次设计应用资源少，89C52基本可完成

5、设计需要，所以采用方案一。三．播放器的选择方案一：采用WTW-16P语音模块。此模块支持外挂最大1G容量的SD卡，支持微处理器和按键控制，支持播放WAV格式文件，可以调用任意段落的语音进行播放，加载语音需要软件辅助。方案二：采用单片机控制扬声器，作为语音模块，此方法需要事先在单片机内存入大量代码，而且操作很困难，软件实现叫麻烦。基于上述考虑及题目要求，故选择方案一。四．显示模块的选择方案一：采用12864液晶来充当显示模块，该液晶显示器以其微功耗，显示内容丰富，体积小，超轻薄等诸多优点在电子设计中被广泛应用。方案二：采用八段数码管。虽然数码管的价格较液晶显示器

6、低廉，但其耗电量大，显示不美观，而且动态显示易乱码。基于上述考虑，故选择方案一。五．测量装置模型的选择方案一：采用电机传送带使木棒在传送带上匀速运动测木棒长度。缺点：不同长度木棒质量不同传送带载重不同达不到同一传送速度，并且硬件成本提高。在算法上采用查询加定时器溢出中断的方法，当木棒通过时用查询法启动定时器。缺点：由于木棒通过检测点较快，因而实践验证查询不到，不予采用。方案二：采用滑槽竖直放置或水平放置，木棒以变速运动通过检测点。在算法上采用外部中断加定时器溢出中断的方法，当木棒通过检测点一时进入外部中断0，开启定时器。通过检测点二时进入外部中断1取此时的时间

7、t1，当木棒完全通过检测点一时关定时器，用查询的方法取此时时间t2，运用智能算法算出木棒长度。综上所述，根据制作成本和算法的优点，本设计采用方案二。六．实施方案根据分析，采用如下方案：在硬件上滑槽竖直放置或水平放置，木棒以加速运动通过检测点。在算法上采用外部中断加定时器溢出中断的方法，当木棒通过检测点一时进入外部中断0，开启定时器。通过检测点二时进入外部中断1取此时的时间t1，当木棒完全通过检测点一时关定时器，用查询的方法取此时时间t2，由于两个32010年大学生电子设计竞赛设计报告检测点距离S1很小，用微分的思想，认为木棒通过两个检测点时的速度相同为V0，则

8、V0=S1/t1,木棒长度S2=V0*