【正文】 之需, 教之以漁, 則終生受用無窮。在整個(gè)學(xué)習(xí)過程中, 學(xué)生往往很被動(dòng), 而且與實(shí)際應(yīng)用不接軌。而本課題就是為打破這種傳統(tǒng)觀念，而用實(shí)際物品來驗(yàn)證單片機(jī)各種性能的，運(yùn)用現(xiàn)代化的實(shí)踐教學(xué)手段和管理模式,課題充分利用實(shí)驗(yàn)室有利的條件, 不斷地改革和完善單片機(jī)實(shí)踐教學(xué)的內(nèi)容和方法, 提高學(xué)生單片機(jī)應(yīng)用與開發(fā)能力, 達(dá)到培養(yǎng)具有實(shí)踐能力和創(chuàng)新精神的高素質(zhì)人才的目的。電動(dòng)車蹺蹺板起始狀態(tài)和平衡狀態(tài)示意圖分別如圖11和圖12所示。（2）電動(dòng)車在蹺蹺板上取得平衡，給出明顯的平衡指示，保持平衡5秒鐘以上。 設(shè)計(jì)說明（1）蹺蹺板長1600mm、寬300mm，為便于攜帶也可將蹺蹺板制成折疊形式。（5）電動(dòng)車(含加在車體上的其它裝置)外形尺寸規(guī)定為：長≤300mm，寬≤200mm。第2章 方案論證 系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案選擇與論證 電機(jī)方案的選擇與論證方案一：采用步進(jìn)電機(jī)。但是步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)能力較差、速度較低、對于方案要求相差較大，而且力矩小，容易步丟失[1]。 尋跡檢測電路方案的選擇與論證本設(shè)計(jì)要求在整個(gè)行駛過程中，電動(dòng)車始終在蹺蹺板上，為了防止小車在行使過程中掉下蹺蹺板，因此在蹺蹺板上畫出黑色直線軌道。光電傳感器對黑色和白色的反射系數(shù)不同，由此判斷傳感器是否在黑線上行駛?；诳煽啃院统杀镜目紤]，我們選擇方案一[3]。將編碼器固定在蹺蹺板旋轉(zhuǎn)的軸上，當(dāng)蹺蹺板轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，連帶著編碼器旋轉(zhuǎn)某個(gè)角度，根據(jù)編碼器旋轉(zhuǎn)一周（即360度）編碼器輸出脈沖數(shù)目與檢測到的數(shù)目比較可以得到板面與地面之間的角度，根據(jù)轉(zhuǎn)動(dòng)方向不同，編碼器輸出A與輸出B比較，當(dāng)B的相位超前于A的相位90度代表蹺蹺板正向旋轉(zhuǎn)，當(dāng)A的相位超前于B的相位90度代表蹺蹺板反向旋轉(zhuǎn)，這樣根據(jù)編碼器輸出不同就能得到蹺蹺板的角度與方向，可以根據(jù)此來控制單片機(jī)發(fā)出不同的指令控制小車狀態(tài)，但此方案加大了系統(tǒng)的復(fù)雜性[5]。綜合上述分析，我們采用方案一。當(dāng)蹺蹺板平衡時(shí)，角度儀的指針剛好指向中間，但是，如在旁邊不仔細(xì)觀察，不能發(fā)現(xiàn)角度儀的作用。方案二：采用LED數(shù)碼管動(dòng)態(tài)顯示的方法。綜合各方案的特點(diǎn)，我們選擇方案三。利用雙電源供電會增加單片機(jī)工作的可靠性；但它增加小車系統(tǒng)的電路連線，可能會造成電線過多而產(chǎn)生錯(cuò)誤的問題，而且也增加了電路的復(fù)雜性[7]。其工作原理是通過AT89C52來控制直流電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)，再由電機(jī)驅(qū)動(dòng)小車行駛，小車在行駛過程中通過光電傳感器檢測黑線使小車直線前進(jìn)。其引腳圖見圖31。當(dāng)訪問外部程序和數(shù)據(jù)存儲器時(shí)，P0口也被作為低8位地址/數(shù)據(jù)復(fù)用。(4)P1口：P1 口是一個(gè)具有內(nèi)部上拉電阻的8 位雙向I/O 口，P1 輸出緩沖器能驅(qū)動(dòng)4 個(gè)TTL 邏輯電平。對P2 端口寫“1”時(shí)，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時(shí)可以作為輸入口使用。在使用8位地址（如MOVX Ri）訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時(shí)，P2口輸出P2鎖存器的內(nèi)容。作為輸入使用時(shí)，被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因，將輸出電流?？撮T狗計(jì)時(shí)完成后，REST 腳輸出96 個(gè)晶振周期的高電平。在Flash編程時(shí)，此引腳（）也用作編程輸入脈沖。這一位置 “1”， ALE 僅在執(zhí)行MOVX 或MOVC指令時(shí)有效。當(dāng)AT89C52從外部程序存儲器執(zhí)行外部代碼時(shí)，在每個(gè)機(jī)器周期被激活兩次，而在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時(shí)，將不被激活。在Flash編程期間，也接收12伏Vpp電壓。由于ADC0832的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換時(shí)間僅為32uS，所以A/D轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)采樣頻率可以很快，從而也保證了某些場合對A/D轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)性的要求。在使用轉(zhuǎn)換子程序之前必須確定通道功能寄存器B的值，其賦值語句為“MOV B,date”(00H03H)。但由于DO端與DI端在通信時(shí)并未同時(shí)有效并與單片機(jī)的接口是雙向的，所以電路設(shè)計(jì)時(shí)可以將DO和DI并聯(lián)在一根數(shù)據(jù)線上使用。在第1個(gè)時(shí)鐘脈沖的下沉之前DI端必須是高電平，表示啟始信號。當(dāng)兩位數(shù)據(jù)為“0”、“0”時(shí)，將CH0作為正輸入端IN+，CH1作為負(fù)輸入端IN進(jìn)行輸入。直到第11個(gè)脈沖時(shí)發(fā)出最低位數(shù)據(jù)DATA0，一個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)輸出完成。 尋找平衡子程序設(shè)計(jì)流程傾角傳感器SCA61T是一個(gè)單軸傾角傳感器，其測量范圍在+30度到－30度之間，單極5V供電，比例電壓輸出，具有很高的分辨率，具有數(shù)字SPI和模擬電壓輸出，內(nèi)置溫度傳感器，長期穩(wěn)定性好，低噪聲，工作溫度范圍寬，抗沖擊能力強(qiáng)。圖可見圖11。其中TMOD為模式控制寄存器，主要用來設(shè)置定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的操作模式；TCON為控制寄存器，主要用來控制定時(shí)器的啟動(dòng)與停止。 LCD顯示子程序流程TC1602A可分為2行共顯示32個(gè)字符，每行顯示16個(gè)字符。DDRAM為數(shù)據(jù)顯示用的RAM(Data Display RAM，簡稱DDRAM)．用以存放要LCD顯示的數(shù)據(jù)，只要將標(biāo)準(zhǔn)的ASCII碼放入DDRAM，內(nèi)部控制線路就會自動(dòng)將數(shù)據(jù)傳送到顯示器上，并顯示出該ASCII碼對應(yīng)的字符。DR為數(shù)據(jù)寄存器(Data Register,簡稱DR），它們負(fù)責(zé)存儲微機(jī)要寫到CGRAM或DDRAM的數(shù)據(jù)，或者存儲MCU要從CGRAM或DDRAM讀出的數(shù)據(jù)。AC為地址計(jì)數(shù)器(Address Counter，簡稱AC)，負(fù)責(zé)計(jì)數(shù)寫入／讀出CGRAM或DDRAM的數(shù)據(jù)地址，AC依照MCU對LCD的設(shè)置值而自動(dòng)修改它本身的內(nèi)容。第4章 系統(tǒng)測試及調(diào)試 系統(tǒng)測試 測試儀器儀器名稱型號用途數(shù)量直流電壓源luyang提供電壓1仿真器keil調(diào)試程序1燒寫器RF2148燒寫程序1數(shù)字萬用表測量電路電壓、電流及各種器件1 數(shù)據(jù)測試測試次數(shù)完成時(shí)間(S)行使路程 （mm）尋跡次數(shù)115332007212932005312332004 平衡測試測試次數(shù)尋找平衡時(shí)間平衡次數(shù)誤差率145有70％222無340有432有551無649有740有830無946有1023有 測試數(shù)據(jù)與結(jié)果分析通過多次測試數(shù)據(jù)，本電動(dòng)車蹺蹺板系統(tǒng)設(shè)計(jì)的性能指標(biāo)及實(shí)現(xiàn)功能如下： 在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)小車可完成往返全程路； 在配重物的情況下，小車達(dá)到的平衡度有一定的誤差； 小車可尋跡運(yùn)行，并能循著黑線繼續(xù)往前行駛； 實(shí)時(shí)顯示小車當(dāng)前的時(shí)間功能； 實(shí)現(xiàn)蜂鳴器和發(fā)光管示意的功能； 軟件調(diào)試本系統(tǒng)軟件程序較長，給程序的編寫和調(diào)試帶來了一定的困難，在調(diào)試過程中出現(xiàn)了很多問題，尤其是在調(diào)試小車平衡狀態(tài)、尋跡等程序的調(diào)試，后來我們采用了模塊化的調(diào)試過程，最終在多次嘗試和細(xì)心修改后最終取得了成功。而如何讓其實(shí)現(xiàn)分階實(shí)時(shí)顯示時(shí)間，我們也想了很多方案，最終我們選定了把主程序設(shè)成3個(gè)大循環(huán)，從而解決了分階實(shí)時(shí)顯示時(shí)間的功能?？偨Y(jié)本系統(tǒng)設(shè)計(jì)基本達(dá)到了作品要求的功能，整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定。本次作品考驗(yàn)的不僅僅是我們的理論知識和動(dòng)手能力更是對我們毅力、應(yīng)變能力、心理素質(zhì)的綜合考驗(yàn)。致謝 我們所做的“電動(dòng)車蹺蹺板的設(shè)計(jì)與制作”這個(gè)設(shè)計(jì)是一個(gè)結(jié)合科研的題目。祝玲老師嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)作風(fēng)和孜孜不倦的工作態(tài)度深深地激勵(lì)著我，使我盡最大努力克服工作中所遇到的困難，不斷進(jìn)步，在理論和實(shí)踐方面的能力都獲得了很大的提高。同時(shí)感謝我的各位朋友，在我的大學(xué)生活中，他們豐富了我的生活，也給了我莫大的支持，在此感謝他們對我的幫助。參考文獻(xiàn)[1]王俊峰 編著 《電子產(chǎn)品開發(fā)設(shè)計(jì)與制作》 人民郵電出版社 2005版[2]黃智偉 編著 《全國大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競賽訓(xùn)練教程》 電子工業(yè)出版社 2005版[3] 李民剛 曹巧媛 曹琳琳 陳忠平 主編《單片機(jī)原理及使用技術(shù)》高等教育出版社出版 2005年版[4](美) Paul Scherz著 蔡聲鎮(zhèn) ... [等] 譯 《發(fā)明者電子設(shè)計(jì)寶典》福建科學(xué)技術(shù)出版社 2004版[5] [6] 陳民熒 編著 《8051單片機(jī)課程設(shè)計(jì)實(shí)訓(xùn)教材》清華大學(xué)出版社出版 2004年版[7]楊剛 周群 主編 《電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)踐》 電子工業(yè)出版社 2004版[8]王振紅 張常年編著 《綜合電子設(shè)計(jì)與實(shí)踐》 清華大學(xué)出版社 2005版[9]吳金戌 沈慶陽 郭庭吉編著 《8051單片機(jī)實(shí)踐與應(yīng)用》 清華大學(xué)出版社 2002版[10] 楊欣 王玉鳳 主編《電子設(shè)計(jì)從零開始》清華大學(xué)出版社出版 2005年版[11] [12]李玉梅 編著 《基于MCS51系列單片機(jī)原理的應(yīng)用設(shè)計(jì)》 國防工業(yè)出版社 2006版附錄1 硬件電路圖附錄2 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)清單系統(tǒng)總的軟件程序如下：。=============================================================== RS EQU 。ADC0832 片選信號 AD_CLK EQU 。存儲單元 SEC0 EQU 34H X EQU 35H D0_D7 EQU P0 。用戶自定義位F0，停車標(biāo)志位 STOP_AD0832 BIT 。 START: MOV SP, 60H MOV A,00H MOV 20H,A MOV 21H,A 。調(diào)用清存儲單元程序INIT ACALL INIT_TIMER 。===================================================================。調(diào)用AD轉(zhuǎn)換程序 LCALL AD_CHULI 。發(fā)揮部分尋跡 LCALL XUNJI1 。不等，A值小于70H則轉(zhuǎn) CLR C LCALL AD_CONV 。再次確認(rèn)A值 SJMP WWW1 XUANZE0:JC WWW WWW1: LCALL PINGHENG 。LOOP2完成小車從平衡位置尋跡走到蹺蹺板終端功能。調(diào)用前進(jìn)行車程序 LCALL XUNJI1 。=======================================================。調(diào)用電子表顯示程序 LCALL LANGTUI 。時(shí)間存儲區(qū)域初始化。T0中斷初始化。賦5S初值 SETB TR0 。==================================================== T0_INT:PUSH ACC MOV TH0,99 MOV TL0,24 。一小時(shí)到？ INC HOUR MOV MIN,0 MOV A,HOUR CJNE A,24,TT MOV SEC,0 MOV MIN,0 。======================================================= INIT_LCD: MOV A,00000001B 。寫顯示起始地址，第二行第一個(gè)位置80H8FH ACALL WRITE_LCD_COM RET。選擇指令寄存器 SETB RW 。將LCD的D0D7由P1口送A，以便查第七位BF是否為0 CLR E 。寫入IR寄存器子程序。選擇指令寄存器 CLR RW 。使能LCD CLR E 。======================================================= WRITE_LCD_DATA: PUSH ACC ACALL CHECKBUSY 。選擇寫模式 SETB E 。禁止LCD POP ACC RET。停車 LCALL CONV LCALL DLY LCALL CONV LCALL DLY 。停車 LCALL CONV LCALL DLY LCALL CONV 。若小于40H則轉(zhuǎn) CJNE A,70H,XUANZE7 。小車前進(jìn) LCALL DLY LCALL XUNJI1 CLR CLR 。找到平衡停車5秒 LCALL CONV 。把時(shí)間存儲區(qū)域清空 SETB DENG SETB DIIWW: RET 。===================================================================== HEIXIAN:MOV C, ORL C, JNC TING 。延時(shí)5秒，并顯示 LCALL DLY DJNZ R5,ZZ1 SETB STOP_CHE 。LANGJIN:前進(jìn)行車子程序。==============================================