张通 张萌 谷栎娜

（石家庄工程职业学院 河北省石家庄市 050061）

1 硬件设计方案

整套系统包括主控控制芯片、非接触是传感器和显示模块。

1.1 显示部分的论证与选择

显示部分是整套系统的展现给使用者的人机交互界面，需要清晰的展示显示的内容，也需要考虑采购价格。综合考虑我们采用12864 LED 液晶显示，这一款显示屏自带中文字库，同时能显示字符和数字，编程简单。

1.2 非接触式传感器的认证与选择

因为不适用角度传感器，我们采用电感式接近开关。将电感式接近开关安装到管道上，可以通过算法实现管道角度的测量。电感式接近开关具有精度高、体积小、安装方便的特点，特别适合测量钢铁等金属物体。

1.3 主控芯片的选取

整套系统采用的是51 内核的国产单片机STC89C52RC 单片机，该单片机简单实用相关技术资料文档齐全，开发快捷并且高效。芯片有8K 字节的数据储存空间，并且可以通过串口进行下载代码，方便开发者调试和更新程序。本系统设计代码部分并不复杂所以采取该型号单片机。

2 理论分析与计算

本装置设计要求计量钢球的投放个数、显示钢球运动方向、统计管道的摆动周期三个内容通过单片机对传感器的检测信号的分析即可完成，下面主要分析从管道一端投入一枚钢球，要求显示管道的倾斜角度。

钢球在通过倾斜管道时一共收到三个力的作用，分别是钢球收到的重力、钢球收到管道给的摩擦力和管道对钢球的支持力。……