科研立项报告

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1、1电子器件的选择和分析微控芯片的选择：针对我们的设计，不需要很高的运算速度，只要求稳定性可靠，结合各种微控芯片的性价比，我们选择了最常用的8051单片机。由于该单片机片内资源较少，我们结合功能要求在外围设计其他电路来弥补其不足。电机的选择：从功能的要求出发我们分析：电机要能精确的控制角度变化，电源最好能够统一用5v电源，额定功率尽量小，做到低功耗的目的；通过比较直流电机和步进电机的优缺点，步进电机在精确步进控制方面容易实现，而且程序控制算法程序，最终我们确定用步进电机来实现。步进电机型号28BYJ48

2、四相八拍电机性能参数   1.额定电压：5V 2.相数：4 3.减速比：1/64 4.步距角：5.625°/64 5.驱动方式：4相8拍 6.直流电阻：200Ω±7%(25℃))7.空载牵入频率：≥600Hz 8.空载牵出频率：≥1000Hz 9.牵入转矩：≥34.3mN.m(120Hz) 10.自定位转矩：≥34.3mN.m 11.绝缘电阻：＞10MΩ(500V) 12.绝缘介电强度：600VAC/1mA/1S 13.绝缘等级：A 14.温升：＜50K(120Hz) 15.噪音：＜40dB(120H

3、z)经过分析28BYJ48步进电机性能要求可以满足设计要求，而且是性价比最高的选择，最终我们使用该电机。2检测传感器的选择：结合设计和功能的要求我们提出如下传感器选择方案：（1）光电对管：光电对管，也叫光电开关，内部结构为一个发光二极管和一个光敏三极管。振荡回路产生的调制脉冲经反射电路后，由发光管GL辐射出光脉冲。当被测物体进入受光器作用范围时，被反射回来的光脉冲进入光敏三极管DU。并在接收电路中将光脉冲解调为电脉冲信号，再经放大器放大和同步选通整形，然后用数字积分光电开关或RC积分方式排除干扰。（2

4、）压力传感器：振荡回路产生的调制脉冲经反射电路后，由发光管GL辐射出光脉冲。当被测物体进入受光器作用范围时，被反射回来的光脉冲进入光敏三极管DU。并在接收电路中将光脉冲解调为电脉冲信号，再经放大器放大和同步选通整形，然后用数字积分光电开关或RC积分方式排除干扰。（3）超声波传感器：超声波是一种振动频率高于声波的机械波，由换能晶片在电压的激励下发生振动产生的，它具有频率高、波长短、绕射现象小，特别是方向性好、能够成为射线而定向传播等特点。超声波对液体、固体的穿透本领很大，尤其是在阳光不透明的固体中，它可

5、穿透几十米的深度。超声波碰到杂质或分界面会产生显著反射形成反射成回波，碰到活动物体能产生多普勒效应。（4）摄像头：数字摄像头可以将视频采集设备产生的模拟视频信号转换成数字信号，进而将其储存在计算机里。模拟摄像头捕捉到的视频信号必须经过特定的视频捕捉卡将模拟信号转换成数字模式，并加以压缩后才可以转换到计算机上运用。数字摄像头可以直接捕捉影像，然后通过串、并口或者USB接口传到计算机里。通过以上传感器资料分析，我们首先排除（4）因为摄像头信号处理复杂，51单片机的处理速度不能满足要求，而且我们安置传感器的

6、位置在避光的环境中所以摄像头采集的图像会严重受影响。比较（1）和（2）它们都能满足设计的要求，但光电对管需要的外围电路的设计，收到环境的影响大，压力传感器在回收瓶子上需要的数量较多，而且价格贵，所以都排除。最终使用超声波传感器，因为其性能稳定而且价格便宜，容易编程控制。3语音芯片的选择:语音芯片的功能作为辅助系统的设备不需要优良的性能，而且存储的内容不多不需要太大的内存空间，查询各种语音芯片的功能和性价比最终使用isd1700，其参数如下：芯片内部包含有自动增益控制、麦克风前置扩大器、扬声器驱动线路、

7、振荡器与内存等的全方位整合系统功能。特点1可录、放音十万次，存储内容可以断电保留一百年2按键模式和MCU串行控制模式(SPI协议)3MIC和ANAin两种录音模式4PWM和AUD/AUX三种放音输出方式5可处理多达255段以上信息6有丰富多样的工作状态提示7多种采样频率对应多种录放时间8音质好，电压范围宽，应用灵活　电特性工作电压：DC2.4V～5.5V,,最高不能超过6V静态电流：0.5～1μA工作电流：20mA4电源的设计：考虑到我们的作品是作为产品来使用所以电源的设计考虑到其稳定性和使用寿命。开

8、始我们自行设计了220v转5v电源。稳压电源由电源变压器、整流电路、滤波电路和稳压电路四个部分组成，如图。+电源+整流+滤波+稳压+u1u2u3uIU0_变压器_电路_电路_电路_u1u2u3uIU00t0t0t0t0t电源变压器的作用是将来自电网的220V交流电压u1变换为整流电路所需要的交流电压u2。在稳压电源中一般用四个二极管组成桥式整流电路，整流电路的作用是将交流电压u2变换成脉动的直流电压u3。由于输入电压u1发生波动、负载和温度发生变化时，滤