设计方案二：使用WDD35D-4线性精度百分之0。1的精密导电塑料电位器。精密电位器主要由电阻元件、电刷、骨架等组成，其中电刷由触头、臂和轴承等装置组成，骨架由陶瓷、酚醛树脂和工程数料等绝缘材料组成。在日常的工作中电位器式电阻传感器可以将角位移转换成有函数关系的电压输出，它还能够测量压力、加速度、液体的水位等物理量[2]。

    电位器式传感器优点质量轻、性能稳定、体积和质量都小，在任何环境的条件下都能使用，它一般输出的信号不需要放大其本身的输出信号大。它的缺点是不能够摔和不耐高温等受外部环境影响较大。

    鉴于电位器式传感器结构精便并且易于操作，同时考虑到它直接能输出大的电压信号所以选择方案二。

2。4显示模块

    设计方案一：使用LCD12864液晶显示模块。12864液晶使用ST7920控制器、5伏电压驱动自带背光、128个字符（8*16点阵）和64*256点阵显示GDRAM。它一共有128*64个点，其中每个显示点都有一位二进制数与之对应（0表示暗1表示亮）。显示数据存储器就是存储点阵信息的RAM。12864液晶显示模块可以显示图形或汉字，显示的关键是点在液晶屏上的位置与其存储器中的地址之间的对应关系。

    它的优点是可以在液晶的任意位置显示符号、数字和汉字。它的缺点是运行速度慢、占用的内存大和占用的单片机I/O口多等。

    设计方案二：使用1602液晶显示模块。1602液晶为5V电压驱动，带背光，可显示两行，每行16个字符，能显示汉字，内置含128个字符的ASCII字符集字库，只有并行接口，无串行接口[1]。1602液晶显示模块的优点具有体型小巧、功耗小、编程简单和显示的内容丰富等特点。它的缺点是无法显示图形。

    在本次设计中不需要显示图形只需要显示数字和字母即可，为了降低单片机的功耗能够加速运行和避免单片机引脚过多的使用，此次选择方案二。

3系统的硬件结构电路设计

3。1供电电源电路

为了更好表现出实验效果选用5V电池。

图3-1  5V电池实物图

3。2 STC12C5A60S2单片机

    STC12C5A60S2单片机一般叫做超51单片机，该单片机采用了增强型8051内核，片内集成了60KB程序Flash、1KB数据Flash（EEPROM)、1280字节RAM、2个16位定时/计数器、44根I/O线、2个全双工异步串行口（UART）、高速同步通信端口（SPI）、8通道10位ADC[3]。STC12C5A60S2单片机不仅具有STC89C52单片机的所有功能而且最突出的特点在于P1端口能够复用作为ADC通道，这样做降低了硬件的复杂程度和提高了整体的运行速度，本设计选择了这种超51单片机一方面考虑它价格便宜和兼容51单片机特点另一方面它能够直接把模拟信号转化成数字信号。本次设计使用P1端口的两路ADC：第一路是把P1^0端口作为角度传感器的信号脚能把模拟量转换成电压量再借由软件实现电压显示成角度值；第二路是把P1^2端口红外测距GP2D12模块的信号脚能把模拟量转换成距离值。STC12C5A60S2单片机最小系统原理图如图3-2所示。

  图3-2  STC12C5A60S2单片机硬件最小系统原理图

 STC12C5A60S2单片机实物图如图3-3所示。     

图3-3  STC12C5A60S2单片机实物图

3。3红外测距模块

    目前利用这种肉眼看不见的红外线而做成的精密仪器非常多，其中广泛使用的就是红外测距仪等。红外测距模块能实现短距离的精准测距而且结构简单易于安装，这个模块想要顺利使用只需要外接三根线包括正极、负极、信号脚，但在用KEIL软件编程需要做好信号线性化因为这个模块输出的量和距离是非线性得所以得经过多次试验找到距离和输出量最贴近的线性表达式。