邢洋洋 朱凯 韩光 李章铭 王思敏 李战胜

【摘要】基于STC89C51单片机[1]技术，余弦定理，信号采集和编码[2]等基本原理，提出新型，简易，多功能的圆规，以实现精确，快捷测量的目的。该圆规由STC89C51单片机、绝对式的光电编码器（型号：E6A2-CW5C）、模数转换芯片[3]（型号：ADS1115）、液晶显示屏（MINI12864）、蓄电池和按键组成;整个系统由蓄电池供电，光电编码器[5]实现对角度等模拟信息的采集，模数转换芯片对信息进行量化编码，再由STC89C51单片机[4]进行处理，然后信息传输至液晶显示屏显示测量结果[6]，最后由按键切换显示不同的功能，最终达到精确测量的目的。

【关键词】STC89C51单片机 光电编码器 数模转换芯片

引言

随着科技的进步，传统的测量工具功能比较单一，大大限制了使用的场合，常常让人有“食之无肉弃之可惜”之感。本作品综合了圆规，量角器，直尺等日常学习用品的功能，通过合理的整合和扩展，使得功能更加齐全，不仅可以精确测量还可以实现精确作图，携带更加方便。可充电电池可以实现该圆规的重复、长时间使用，具有 一定的绿色环保功能;电子显示屏可以直接显示要测量的数学量（角度、长度、半径），更加 直观，精确，避免人为的读数误差。

一、实验原理及硬件原理图构造

传统的圆规功能单一，实现精确作图比较麻烦，而且不能实现测量。本作品在原来圆规基础上加以扩展创新以实现多功能。实验原理如下：

1.实验原理

（1）角度的测量与绘画原理

让圆规的两边与任意要测的角度两边重合，圆规轴心带动光电编码器转动一定角度，通过单片机系统处理，就可以测得这个角度了;同理，我们只要转动圆规，看到显示屏上显示我们所要的角度值，锁定圆规，画出这个角度，这样我们就可以实现任意角的绘画了。……