一種利用檢測鋼球通過管道來判斷管道角度的裝置設計

張通 張萌 谷櫟娜

（石家莊工程職業學院 河北省石家莊市 050061）

1 硬件設計方案

整套系統包括主控控制芯片、非接觸是傳感器和顯示模塊。

1.1 顯示部分的論證與選擇

顯示部分是整套系統的展現給使用者的人機交互界面，需要清晰的展示顯示的內容，也需要考慮采購價格。綜合考慮我們采用12864 LED 液晶顯示，這一款顯示屏自帶中文字庫，同時能顯示字符和數字，編程簡單。

1.2 非接觸式傳感器的認證與選擇

因為不適用角度傳感器，我們采用電感式接近開關。將電感式接近開關安裝到管道上，可以通過算法實現管道角度的測量。電感式接近開關具有精度高、體積小、安裝方便的特點，特別適合測量鋼鐵等金屬物體。

1.3 主控芯片的選取

整套系統采用的是51 內核的國產單片機STC89C52RC 單片機，該單片機簡單實用相關技術資料文檔齊全，開發快捷并且高效。芯片有8K 字節的數據儲存空間，并且可以通過串口進行下載代碼，方便開發者調試和更新程序。本系統設計代碼部分并不復雜所以采取該型號單片機。

2 理論分析與計算

本裝置設計要求計量鋼球的投放個數、顯示鋼球運動方向、統計管道的擺動周期三個內容通過單片機對傳感器的檢測信號的分析即可完成，下面主要分析從管道一端投入一枚鋼球，要求顯示管道的傾斜角度。

鋼球在通過傾斜管道時一共收到三個力的作用，分別是鋼球收到的重力、鋼球收到管道給的摩擦力和管道對鋼球的支持力。……