為使電動車在蹺蹺板上按要求準確運行采用了單片機AT89C51最小系統作為電動車的檢測和控制系統。通過紅外發射接收一體探頭檢測路面黑色尋跡線，使小車按預定軌道行駛，根據角度傳感器檢測

　　本設計為使電動車在蹺蹺板上按要求準確運行采用了單片機AT89C51最小系統作為電動車的檢測和控制系統。通過紅外發射接收一體探頭檢測路面黑色尋跡線，使小車按預定軌道行駛，根據角度傳感器檢測蹺蹺板的平衡狀態控制電動車使其在蹺蹺板上達到動態平衡。再加上基于AT89C51單片機的鍵盤、液晶顯示電路，構成了整個系統的硬件總電路。最后通過軟件設計，實現了按預定軌道行駛、保持平衡等功能。

　　根據題目的基本要求，設計任務主要完成電動車在規定時間內按規定路徑穩定行駛，并能具有保持平衡功能，同時對行程中的有關數據進行處理顯示。為完成相應功能，系統可以劃分為以下幾個基本模塊：電動機驅動模塊、尋跡線探測模塊、平衡狀態檢測模塊、信息顯示模塊。

　　1.1尋跡線探測模塊

　　探測路面黑色尋跡線的原理：光線照射到路面并反射，由于黑線和白紙的反射系數不同，可根據接受到反射光強弱由傳感器產生高低電平并最終通過單片機判斷是否到達黑線偏離跑道。

　　方案一：由可見光發光二極管與光敏二極管組成的發射－接收電路。該方案成本較低，易于制作，但其缺點在于周圍環境光源會對光敏二極管的工作產生很大干擾，一旦外界光亮條件改變，很可能造成誤判和漏判；如果采用超高亮發光管和高靈敏度光敏管可以降低一定的干擾，但又將增加額外的功率損耗。

　　方案二：自制紅外探頭電路。此種方法簡單，價格便宜，靈敏度可調，但易受到周圍環境影響，特別是較強光照對檢測信號的影響，會造成系統不穩定。再加上時間有限，制作分立電路較繁瑣。

　　方案三：集成式紅外探頭。可以采用集成斷續式光電開關探測器，它具有集成度高、工作性能可靠的優點，只須調節探頭上的一個旋鈕即可以控制探頭的靈敏度。此種探頭還能有效地防止普通光源（如日光燈等）的干擾。（其實物圖見附錄）

　　基于上述考慮，為了提高系統信號采集檢測的精度，我們采用方案三。

　　1.2平衡狀態檢測模塊

　　方案一：斷續式光電開關。在蹺蹺板兩頭的地面上各放置一個，調節靈敏度使其在一定范圍內接收不到反射光產生低電平，從而認為達到平衡狀態，由單片機控制小車運動狀態使蹺蹺板達到動態平衡。然而此方案平衡控制不靈敏，難以調節，還需有線與單片機傳輸信號，使小車失去獨立性。

　　方案二：采用角度傳感器。該集成芯片為專用的水平傾角測量芯片，其體積小，靈敏度高，簡單、可靠的工作性能等優點，可高度滿足該題對平衡度角的精確要求。

　　經過以上兩個方案比較，方案二明顯優于方案一，故采用方案二。

　　1.3 電動機及其驅動模塊的選擇

　　根據題目中小車行駛全程的時間要求，可知小車的行駛速度很慢，普通的電機很難滿足此速度要求，而直流減速電機可以滿足此要求，并且其具有很大的轉動力矩，不會在傾斜面出現堵轉情況。故我們采用直流減速電機。

　　在選用驅動模塊方面由以下兩種方案：采用專用驅動芯片。該芯片集成度高，占用空間小，主要應用于電機調速場合。采用分立三極管驅動電路。經分析此電動車所要求的功能比較簡單，不需復雜的調速，用電動機專用集成驅動電路可以達到預期的目標。故我們最后決定用后方案。

　　1.4 信息顯示模塊

　　采用LED，缺點是占用單片機接口太多，顯示信息量少，需要循環顯示，占用太多程序資源。采用LCD，只占用6個單片機接口，同時顯示信息量大，靈活多變顯示多種信息。因此，我們擬采用后者。

　　1.5 電源選擇

　　方案一：所有器件采用單一電源（5節五號電池）。這樣供電比較簡單，但是由于電動機啟動瞬間電流很大，會造成電壓不穩、有毛刺等干擾，嚴重時可能會造成單片機系統掉電，使之不能完成預定行程。

　　方案二：雙電源供電。電動機驅動電源采用5節五號電池，單片機及其外圍電路電源采用5V鈕扣電池供電，兩路電源完全分開，這樣做雖然不如單電源方便靈活，但可以將電動機驅動所造成的干擾徹底消除，提高了系統穩定性。

　　我們認為本設計的穩定可靠性更為重要，故擬采用方案二。

　　經過一番仔細的論證比較，我們最終確定的系統詳細方框圖如下：