跷跷板图片

篇一：跷跷板

《跷跷板》教学设计及反思

一、设计要旨 1.课标解读

初步让学生感知“轻”、“重”的含义；会用符号表示两个数之间的大小关系。其中分为三个层面：第一层面是通过观察、操作、尝试体验“轻”、“重”、“最轻”、“最重”的含义，使学生在实践中认识知识，在探索中辩析易错概念；第二个层面是练习，在练习中充分注意到问题的开放和答案的不惟一性，注意培养学生的创新精神。 2、内容分析

教学重点是学会比较的方法；教学难点是渗透等量代换的思想。 3.学情认识

学生对比较轻重、高矮、长短虽然积累了一定的感性经验，但对比较活动中的相对性认识不足，本单元就要通过观察、比较、思考，使学生获得比较多少、高矮、长短、大小、轻重的相对性的认识。直接比较两个事物的大小、多少、高矮、轻重等学生并不困难，但对间接比较两个事物的大小、多少等等需要通过一定的推理才能获得，因而是教学中的难点。 4. 经验介绍

“轻重”这部分内容是在学生学习了比较大小、高矮、长短、厚薄等基础上开展的又一次体验活动。教科书在安排上体现了三个层次：说一说——掂一掂——称一称。 “说一说”这一环节通过两个小动物玩跷跷板，使学生一眼看出谁轻谁重，认识到重量差别大的两个物体可以通过看得出比较的结果；“掂一掂”这一环节通过淘气和笑笑动手掂一掂，获得对轻重的感性体验，认识到用眼不能看出轻重的情况下可以用手掂一掂；“称一称”这一环节，通过开展实践活动，使学生明确当看、掂都难以分辩物体轻重时，可以借助工具来比较，从而体会到借助工具确定轻重的必要性和精确性。最后通过一组练习来使学生获得得间接比较轻重的方法，知道轻重和大小、高矮一样是相对的，渗透等量代换的思想。 二、教学设计

学业诊断 常见错误分析：

篇二：4 跷跷板

跷跷板

【本课概况】

【教学过程】

一、课程回顾（5分钟）

1、回顾上节课所学知识：汉堡包结构，汉堡包结构的作用。

2、学习新的零件，轴套，块。

二、发现问题（5分钟）

大家有没有玩过跷跷板，跷跷板是什么样的，为什么可以让人翘起来。

【图片展示】跷跷板图片

【分析问题】

跷跷板是杠杆结构，有一个支点和一根梁，梁可以围绕支点上下运动。

三、活动1：搭建跷跷板（15分钟）

【分析问题】

跷跷板该怎么搭建，固定梁的方式除了销之外还可以用轴和轴套。轴要插在梁的正中间，两边用轴套固定。

【搭建】

使用梁、轴套，块等器材搭建跷跷板。

【工程目标】

跷跷板能稳定上下运动。

四、活动2：改进跷跷板（15分钟）

【发现问题】

跷跷板的高度不够怎么办，怎样制作一个空中跷跷板。

【分析问题】

可以回顾上一节课学过的汉堡包结构，可以用汉堡包结构来做跷跷板的支架。

【搭建】

让学生自行摸索搭建。

【工程目标】

1， 汉堡包结构搭建正确。2，跷跷板稳定运动。

五、活动3：自由搭建（30分钟）

可以让学生进行摸索，怎样跷跷板能平衡，固定梁的轴如果不是插在正中间会发生什么样的情况。

六、总结反思（10分钟）

1、请同学做总结发言，说一说本节课所学内容。

2、请同学总结在搭建过程中的收获，和注意事项。

（跷跷板在两边没有人或者两边人一样重的时候才能平衡。）

3、教师总结本节课主要知识点：杠杆结构。

4、表扬器材管理好、纪律好的组。

篇三：跷跷板设计图

摘 要

本设计使用89C52单片机为主的微处理器作为电动车跷跷板的检测和控制核心，从而达到小车按迹寻规，正确行驶和精确显示等目的。当系统电路采用由激光发射管射到黑带时，接收管未检测到信号，输出端为低电平。当激光发射管射到地面或跷跷板时，它反射回来的光会被接收管检测到信号，输出端会输出一个高电平。此时检测到的信号会经过放大送到单片机处理，从而控制电机的正反转，并且使液晶显示器显示出 一段路程的时间。在设计电动小车自动平衡系统中，包括中心处理单元、电机驱动、轨迹检测、角度检测、状态指示和用户接口等模块。系统采用光电检测电路和角度传感器构成闭环反馈电路，实现小车自动在跷跷板上寻找平衡点。采用激光对管检测引导线，控制行驶轨迹，液晶实时显示系统状态信息。

1、方案论证与比较

1.1系统方案

该系统由寻迹模块、单片机控制模块，电机执行模块，显示电路模块等构成。根据各模块实现的功能及所能达到的要求，通过电路分析总结出几种不同的方案。

1．1控制器部分

方案一 采用常用的89C51控制。技术比较熟练，应用广泛，现在的51系列技术硬件发展的也非常得快，也出现了许多功能非常强

大的单片机，因此使用单片机可以实现要求的基本功能。但是为了实现多组预存信息,必须外加具有掉电存储功能的EEPROM,这增加了系统的复杂程度。而且在执行动态刷新的时候读取EEPROM的速度慢，刷新频率受到限制。

方案二 应用ARM，ARM是一种功耗很低的高性能处理器，技术具有性能高、成本低和能耗省的特点。方便、安全、高效。作为嵌入式领域中最为广泛使用的32位处理器结构体系，ARM已经成为多个应用领域的标准CPU。ARM处理器技术正在成为多数嵌入式高端应用开发的首选。ARM2138芯片具有高达32KB的内存作为数据的缓冲区，因此能够实现非常快的读取速度。并具有丰富的I/O资源，而且其外围电路简单,在片内即可实现所有控制。简化了整个系统的复杂程度.

通过比较，我们选择方案二。

1.2寻迹部分

跷跷板板面我们采用优质KT板，在翘翘板中心贴25mm宽度的黑胶带作为电动车的引导。

方案一 采用红外探测器。红外发射端二进制数字信号调制成某一频率脉冲形成发射出去，接收管一接收到的光脉冲转换成为电信号经

放大滤波器等处理后调解为二进制信号输出。该器件探头与发射频率有关，容易受环境影响，形成误操作信号。

方案二：用摄像头采集路面黑线位置信息，利用图像处理判断小车行驶位置。此种方法，对路面的信息处理准确，但对硬件和软件的要求都较严格，对本系统来说过于复杂。

方案三；采用激光传感器。三个发射管对应一个接收管，通过单片机控制让他们分时发射，这样一来可以降低成本，二来可以减少电能的损耗。该系统采用激光反射对管进行信号采集，若激光反射管检测到黑带时输出低电平，当有光反射回来时会呈现高电平，信号送至单片机处理来控制前轮的转向。该系统受自然光影响较小，稳定性较好，并且有较远的前瞻。

经过试验证明，本设计采用方案三比较合适。

1.3电机驱动部分 方案一 采用直流电机进行驱动。直流电机的调速性能好。可以在重负载条件下，实现均匀、平滑的无级调速，而且调速范围较宽。起动力矩大，可以均匀而经济地实现转速调节。但是直流电机换向困难，还会产生火花，寿命短，要经常维护，价格也相对较贵。

方案二 应用步进电动机。步进电机低速运行相对平稳，步进电动机使用方便，转速分辨率高，精度高。

经过对比分析，决定采用方案二。

1.4 显示模块

方案一：采用LED数码管为显示元件。整个界面内容单一，显示信息量少，而且耗电量大，界面不够友好。

方案二：使用LCD1602液晶显示模块，可显示丰富的信息，界面友好。

经过对比分析，本设计选择方案二

2、系统的具体设计与实现

2．1系统总框图

本系统采用激光传感器寻迹、舵机、角度传感器以及步进电机构成闭环路系统。其中前后两个激光传感器将采集的导航信息反馈到单片机，单片机根据该导航信息通过舵机控制小车的行驶方向。角度传感器用以采集小车的倾斜角度信息，单片机根据倾斜角度信息控制小车的行驶速度和状态，并用指示灯标示小车的状态。

2.2系统硬件设计

篇四：跷跷板蝴蝶图片3[1]

一. 跷跷板

二. 蝴 蝶

篇五：电动车跷跷板

目录

摘 要........................................................................................................................... 2

2 方法设计与论证..................................................................................................... 2

2.1 总体方案描述.............................................................................................. 2

2.2 控制器模块的比较和论证.......................................................................... 3

2.3 电机模块的比较和论证.............................................................................. 3

2.4 显示模块的比较和论证.............................................................................. 3

2.5 循迹模块的比较和论证.............................................................................. 3

2.6 倾角测量模块的比较和论证...................................................................... 4

2.7蜂鸣器的比较和论证................................................................................... 4

2.8上板方案的比较和论证............................................................................... 4

3 系统硬件、软件的实现......................................................................................... 5

3.1 硬件实现...................................................................................................... 5

3.1.1 单片机............................................................................................... 5

3.1.2 显示模块电路................................................................................... 6

3.1.3 倾角测量模块电路........................................................................... 6

3.1.4 循迹模块电路................................................................................... 7

3.1.5 蜂鸣器电路....................................................................................... 7

3.2 软件实现...................................................................................................... 8

3.2.1 程序流程图..................................................................................... 8

3.2.3算法.................................................................................................. 10

4 系统测试............................................................................................................... 10

4.1基本部分测试结果..................................................................................... 10

4.2 发挥部分测试结果.................................................................................... 10

5 总结....................................................................................................................... 10

参考文献................................................................................................................... 12

附 录......................................................................................................................... 13

附录1：原理图........................................................................................ 13

附录2：算法程序.................................................................................... 14

电动车跷跷板的设计与制作

摘 要

为适应跷跷板的特殊情况，进而实现在有配重的情况下均能在规定的时间内达到平衡状态。本设计以MSP430F149单片机为控制核心，通过舵机控制电动车行进与停止，通过红外光电传感器来确定行进路线，通过倾角传感器控制跷跷板平衡，通过LCD液晶显示来显示时间、角度等参数。

关键词：MSP430F149、倾角传感器、跷跷板

1引 言

本设计较好地解决了电动车在翘翘板上的运行和平衡问题，通过红外光电检测、角度测量机电机驱动在跷跷板上实现了在不同情况下的自动寻找平衡点的功能。

2 方法设计与论证

2.1 总体方案描述

整个系统分为控制部分和信号检测部分。控制部分包括显示模块、控制模块和电机驱动模块三个部分。信号检测部分由循迹模块及倾角测量模块组成。循迹模块用以检测黑线从而引导电动车在跷跷板上运动以及初步寻找到C点附近。倾角测量模块用以测量跷跷板的倾角，将数据传输到控制模块（MSP430F149）来判断是否平衡进而对舵机发出指令来最终找到平衡点。

图2.1 系统框图

方案一：51系列单片机，是8位单片机，体积小，低功耗，控制能力强，扩展灵活，使用方便。但是其运行速度很慢，（因为是CISC（集中指令）结构，而且芯片为了抗干扰采用了12分频的方法）、所有的I/0口都是准双向口，I/0口的驱动能力弱。

方案二：MSP430F149单片机，是16位单片机，处理能力强，超低功耗，并且运算速度快。

相比较之下选择方案二。

2.3 电机模块的比较和论证

方案一：采用直流电机做电动车的动力。直流电机驱动电路设计简单，易于控制，但是直流电机惯性大、响应慢、不便于精确控制转速，考虑到题目对精度要求较高，采用直流电机不容易实现，故不宜采用此方案。

方案二：采用舵机做电动车的动力，舵机精度高、惯性小、响应快便于精确控制转速和转向，能更好的实现系统的功能。

相比较之下选择方案二。

2.4 显示模块的比较和论证

方案一：12864液晶显示，12864不仅能显示数字符号，还能显示汉字与图形，操作方法与其他液晶显示相似。但其体积较大，不适于用在此系统中。

方案二：采用1602液晶显示，1602能显示字母、数字、符号，功能上完全满足此系统的要求。而相比于12864液晶显示，1206体积较小，更适合此系统。

相比较之下选择方案二。

2.5 循迹模块的比较和论证

方案一：摄像循迹， 小车行驶过程中，通过摄像头探测前方的黑线，将采集到的信息传回单片机，通过判断黑线的形状和曲率调整舵机转角，使小车沿黑线行驶，达到循迹功能。但其成本高，软件设计复杂，设计制作周期长。

方案二：红外循迹，相比于摄像循迹其电路设计相对简单、检测信息速度快、成本低。不过容易受外界光线干扰。在此系统中红外循迹能够满足系统要求。

相比较之下选择方案二。

方案一：倾角传感器，感应倾斜偏差角度的，将数据反馈给单片机。操作简单、编程较容易、成本低。

方案二：陀螺仪传感器，测量角速度的，感应动作变量，进而控制舵机进行修复动作命令。相比于倾角传感器，陀螺仪传感器成本高。虽然其功能更强大，但综合考虑之下选择方案二。

2.7蜂鸣器的比较和论证 方案一：无源蜂鸣器，“源”并不是指电源而是指振荡源，无源内部不带震荡源，所以如果用直流信号无法令其鸣叫。必须用2K-5K的方波去驱动它。便宜、声音频率可控，可以做出“多来米发索拉西”的效果、在一些特例中，可以和LED复用一个控制口。

方案二：有源蜂鸣器，有源蜂鸣器内部带震荡源，所以只要一通电就会叫，并

且程序控制方便。

相比较之下选择方案二。

2.8上板方案的比较和论证

方案一：利用给定的黑线让其自由上板，示意图如图2.1所示。其缺点在于由于扇形面积有限，如果对其进行轨迹线分布时会造成多条轨迹线相交，使其传感器无法判别，并且易受外界的干扰。但其原理控制简单。

图2.2 上板方案一原理图

方案二：采用两个红外对管对齐扇形边界进行检测，结构物如图2.2所示。当其左边红外对管检测到黑线时其向右转，并进行50ms延时。右边红外对管同理。并且可以精确的、不受外界干扰的上板。

图2.3 上板方案二原理图

综上所述，选取方案二。

3 系统硬件、软件的实现

3.1 硬件实现

3.1.1 单片机

本作品用的MSP430F149最小系统电路如图3-1所示。

图3.1 MSP430F149最小系统电路图

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