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1、运动木棒长度计量装置设计与总结报告二零一二年四月目录：（一）1.竞赛题目—————————————————（3）2.摘要——————————————————（3）（二）系统方案选择与论证——————————————（3）1.系统基本方案——————————————————（3）2.各模块方案选择和论证——————————————（3）2.1机械传动部分方案选择2.2显示模块方案选择2.3传感器模块方案选择(三)总体设计方案—————————————————（3）1.系统的硬件设计与实现———————————————（3）1.1系统硬件的基本组成部分1.2主要模块的
2、电路设计——————————————（4）1.2.1系统控制部分电路设计1.2.2语音播放模块电路设计1.2.3电机驱动模块电路设计1.2.4显示模块电路设计1.2.5光电传感器模块电路设计2.系统的软件设计—————————————————（6）2.1系统主程序流程图(四)系统测试过程1.分模块调试——————————————————（6)2.整机系统调试及结果————————————————(6)（五）设计总结——————————————————（7）（六）参考文献—————————————————(7)(一)1.题目:运动木棒长度计量装置2.摘要:本设计采用
3、单片机（STC89C52）作为检测和控制的核心，分为6个模块:电机驱动模块﹑显示模块、语音播放模块、传感器模块,机械传动模块;电机驱动模块用于控制电机的正反转;显示,语音播放模块用于显示和播放木块个数,单个长度和总长度;机械传动部分给木棒提供动力并控制其速度;传感器模块利用两个光电对管,一个用来探测木棒的运动,另一个用于计数,利用小车车轮里的对射式传感器（内含跑马线）,可以得到精确的结果。经过测试，误差在0.2厘米内。(二)系统方案选择与论证1.系统基本方案:本设计硬件部分分为电机驱动模块﹑显示模块、语音播放模块、传感器模块，系统控制模块七部分2.各模块方案选择和
4、论证2.1机械传动部分方案1：用匀速转动的电机通过细绳牵引木棒匀速运动，该方案较简单，只需再测出时间就能算出木棒长度，但由于电机转速受电压的影响以及滑槽摩擦等因素，通常会造成很大误差；方案二：采用小车，固定履带小车的一条履带，另一条履带置于滑槽上方，为经过的木棒提供动力；这样，经过履带时，木棒的速度和履带的速度是相同的，只要用光电对管测出木棒经过时车轮转过的圈数即可。利用小车车轮里的对射式传感器，较方便，精确地测出车轮所转的圈数,可以得到精确的结果。所以该方案可以很好的达到要求。2.2显示模块;方案1：采用1602液晶显示器,通过1602接收单片机发出的数据,可以
5、进行显示;本方案由于1602引脚较少,故其电路较简单,编写其程序代码也较容易,但由于其可显示的字符较少且很难显示汉字,故其不能很好的完成要求;方案二:采用12864液晶显示器,虽然其价格较1602较昂贵且电路及程序较麻烦,但其可显示较多字节和汉字,能比较清楚完美的达到要求。综上所述，方案二能较好的满足设计要求。2.3传感器模块方案选择;方案一:采用光电对管,当木棒最前端靠近和最后端离开光电对管时,光电对管感受到光的变化,同时传给单片机电压变化的信号。当木棒前端靠近光电对管时单片机感受电压变化，开始计时；当木棒后端离开光电对管时，单片机感受电压变化，停止计时，这样就
6、能计算出木棒通过光电对管的时间；该方案较易操作灵敏度较高；方案二：在车轮内侧匀距贴上m个磁钢，车体内装上霍尔开关。对轮子转速进行测量，由于低速下轮子与木棒接触良好，设轮周长为c，可以用霍尔开关输出脉冲数n乘以c/m得出行驶距离。但磁钢在轮子上的位置安放很难精确，测量效果受磁场强度影响。综上所述，方案一能更好的满足要求。(三)总体设计方案1.系统的硬件设计及实现1.1系统硬件的基本组成部分；系统控制部分：本部分是以STC89C52为核心的系统最小模块语音播放部分：语音合成芯片采用SYN6288芯片，SYN6288通过异步串口通讯方式，接收待合成的文本数据，实现文本到
7、语音的转换。传感器模块：采用JY043W光电反射开关传感器驱动轮及传送带；滑槽系统的结构原理图如右所示1.2主要模块的电路设计1.2.1系统控制部分电路设计1.2.2语音播放模块电路设计：1.2.3电机驱动模块电路设计，如下图1.2.4显示模块电路设计1.2.5光电传感器模块电路设计1.系统主程序流程图（四）系统测试过程1.分模块调试1.1传感器模块的调试：给该模块通电，用万用表检测输出端的电压，当木棒经过传感器时电压会有一个明显的变化；第一次电压由4.3V变为0.9V；第二次电压由4.3V变化为0.8V,以后又进行若干次，结果相差不大，说明光电传感器工作正常。1
8、.2显示模
