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基于stm32的两轮自平衡车控制系统设计.docx

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资源描述

1、器正常作业。为了保证复位,采用按键复位以及上电自动复位电路,第九号引脚连接电解电容的负极端口,再衔接一个电阻器件到地,正极连接到VCC的5V电源,从而构成一个RC充电放电的回路,这样就能有足够的时间进行高电平复位,也能够慢慢地回到正常工作状态的低电平情形。在通电复位的基础上与开关并在一起,电容器件需要放电的时候,按下启动键,RST引脚处于高电平状态,这个时候,电解电容还会举行充电,这样就能够保持高电平进行复位了。复位电路如图2.6。关键点:RC充放电高电平复位。具体原材料如表2.2表2.2按键复位电路元器件元器件名称型号数量五色环电阻10K1电解电容10uF1按键4个引脚1图2.6按键复位电路

2、2.5 晶振电路模块微型控制器单片机中都包含着晶振,在STC89C52电路系统中起着关键性的作用。晶振也叫晶体震动元器件,内部含有集成电路,要想产生时钟频率,需要与单片机里面的集成电路结合。基于单片机晶体所产生的时钟频率,可运行单片机全部的指令。要想单片机的执行速度加快,我们可以提高单片机的时钟频率。振荡电路是单片机第十八和十九号引脚和晶振协同形成,此时也会产生异样波形,从而造成系统的不稳定性,但我们可以在晶振的上下引脚各添加一个30pF的瓷片电容,来保证稳定性,消减偕波对整体电路的稳定性的影响。具体元器件参数如表2.3.表2.3晶振电路元器件元器件名称型号数量晶振11.05921无极性电容3

3、0P2图2.7晶振电路2.6 启动停止按键模块电两个按键分别接S2,S3一端分别接单片机引脚P32,P33,另外一端接地。当要启动整个扫地机时,按下按键S2;若要停止按下S3键;如图2.8。 图2.8启动停止按键电路2.7 下载口TXD,RXD是单片机的TTL电平,可以通过CH340或者PL2303芯片由USB接口的信号转化为TTL信号。共三个接口,1号脚接RXD即P30,2号脚接TXD即P31,3号脚接地,便可下载程序。 图2.9下载口2.8 风扇吸尘电路1)驱动芯片的选择BD681是一个NPN型的达林顿功率三极管,它具有集电极发射极电压为100V,以及40W的功耗, 提供塑料TO-126包

4、装,专为音频,视频,小电机输出应用而设计。只要作用是放大电路信号来驱动外部设备。 表2.4吸尘电路元器件晶体管极性NPN集电极发射电压Vceo100V功耗 Pd40w集电极直流电流4A直流电流增益, hFE750hFE封装类型TO-225AA针脚数3引脚工作温度最高值150CBD681芯片封装如下2.10所示,引脚从左到右,左边是发射极,中间是集电极,右边是基极。图2.10 BD681芯片2)小风扇的简介小风扇有小马达,风扇叶子组成,在电路中主要用作吸尘的功能,因为风扇叶片有一定的角度,如同安装在飞机上的螺旋桨;通电后,电扇叶片跟着电流功用而转动,前后风力不一致,形成环境气压降,灰尘便会往低气

5、压一侧跑,在低气压一侧加上双面胶,灰尘便可粘住。小风扇主要参数如下;封装图如2.11所示,红色接正极,黑色接负极。所需参数如表如表2.5.表2.5小风扇参数表规格类型规格参数值外观尺寸40*40*1额定电压5dcv启动电压Max3.5 DCV操纵电压3.5-5.5DCV额定电流1.92W额定转速3800nmin 图 2.11小风扇3)电路设计单片机引脚P20连接BD681的基极,VCC提供5V电源,接集电极;集电极与基极之间连接一个10K的色环电阻,作为偏置电阻,防止烧毁芯片;BD681的发射极接小风扇,小风扇另外一端接地。整个电路的核心是BD681放大单片机的的小电流从而驱动小风扇正常运行。

6、如图2.12。图2.12 吸尘电路2.9 光电传感模块电路设计 红外光电传感器是经过光信息变动为为电信息的一种集成元器件。发送红外光的感应器,接收物体感应的元器件和检验这些信号的电路共同组成了红外光电传感器。发送红外光的器件发送信息,通常是集成电路发光的半导体,可以发射光电子的二极管,可以发射激光二极管和可以发送红外光的二极管。不断送出光线也可以通过变化脉冲的时间范围来达到发送信号的目的。接收物体感应的元器件总共三大部分组成,由光与电相互转换的二极管,PNP或者NPN型的三极管,和能够在光照射下转化为点的半导体元件等组成。把光学透镜和光圈安装在接收器前面,检测电路放在其后面,便能够滤出光电信号

7、。E18-D80NK-N是一种既可以发射信号,也可以接受信号的光电传感器。光信号通过内部整合然后发射出去,接收的信号经过解调输出,总而言之就是对光电信号调制解调的过程。这个光电传感器还可以调节感应障碍物的距离,一般的范围在3-80cm。不过对于不同颜色环境检测障碍物的距离还是不一样的。相对于其他颜色,其中在遇见白色情况下距离也是比较远的。一、模块参数说明(1)光感式传感器(光电开关)NPN常开(2)颜色为红色的线:电源正极;颜色是黑色线:电源接地的负极;颜色是黄色的线:发送出去信号接口。(3)作业中的电压:5V直流电压(4)作业中电流:12mA左右的直流电流(5)驱动电流:90mA左右的直流电

8、流(6)发现障碍物的距离:90CM以下 (7)消耗电流 DC25mA(8)发现障碍物的时间在2S以下(9)可以感应众多生活中不透明物体(10)能够正常运行的温度不能超过55摄氏度也不能低于负22摄氏度(11)感应到的障碍物:是阳光10000LX以下以及冷白灯3000LX以下二、模块接口说明如表2.6表2.6传感器接口棕色线外接5V电压,VCC蓝线外接GND黑线数字量输出接口(0和1)E18红外避障传感器模块接口原理图中两个1引脚分别接P16,P17,2引脚接电源VCC,3号脚接地。如图2.13所示。 图 2.13 传感器接口电路图2.14传感器实物2.10 L298N电机驱动电路L298N电机

9、驱动电路用于驱动两路减速电机的正反转,得到单片机所需的稳定电压。1) 轮胎减速电机的选择本该吸尘机器人采用直流电机驱动轮胎,无正负极之分,如果接反,则电机反转如图2.15所示。具体参数如表2-13。图2.15 直流减速电机 表2.7 减速电机参数额定电压3V6V7.5V9V空载电流不超过90毫安不超过100毫安不超过110毫安不超过120毫安负载电流不高于150毫安不高于160毫安不高于180毫安不高于200毫安电机驱动主要芯片1)L298芯片简介L298采用的封装为电源SO20的封装,引脚众多插件类型。L298就如继电器,螺型线性管,直流步进电动转速机器一样。它是一个电压非常高,电流也非常大

10、的双H启动模型的设计,承受常规的逻辑TTL电平,并且可以启动响应负载。安装在输入端的两个端口,一个使能启动,另外一个静止设备。发射信号的端口中全部桥与晶体管连接在一起。外面响应电阻链接对应的外面终端。外围还添加了输入端,小的电压才能应用在逻辑处。2)L298集成芯片的特征最高输入电压可以达到48V最高直流电流可以达到4A满额电压非常低当温度过高时自动保护输入电压的逻辑可以为0,或者1.5V以下3)L298引脚定义如下表2.8表2.8 L298引脚说明序号符号功能1;15Sense A; Sense B电阻元器件衔接在地与这些引脚中间,用来调节电流。2;3Out 1; Out 2桥A输出引脚1用

11、来调节两者间电流4V S功率输出级的电源电压接100nF电容5;7Input1; Input 2桥A的TTL兼容输入。6;11EnableA; EnableBTTL兼容启用输入:L状态禁用网桥A(启用A)和/或网桥B(启用B)。8GND地9VSS逻辑模块的电源电压.A100nF电容必须为连接在该引脚和地之间10;12Input3; Input 4桥B的TTL电平进入。13;14Out 3; Out 4桥B的输出。流经负流这两个引脚之间的连接情况通过引脚15进行监控。封装图如下所示图2.16 L298芯片电气参数如下表;表2.9 L298芯片参数符号参量数值单位Vs电源电压50VVss逻辑电源电

12、压7VVi,Ven输入,使之能动电压-0.3 to 7VIo峰值输出电流(每个通道)非重复(t = 100s)重复(80开 20关; t开= 10ms)直流操作32.52AAAVsens感应电压-1 to 2.3VPtot总功耗(T情况= 75C)25WTop结温-25 to 130电机驱动电路模块电机驱动电路模块由主控芯片L298N,两个电解电容,一个7805稳压芯片,8个二极管以及其他电阻电容组成。主控芯片主要的功能是驱动左右轮电机,稳压芯片提供5V电压。这个电机驱动模块中还含有多个H桥,它可以输出2A的大电流。一、产品参数如下:1内置两个由四个三极管组成的桥2二极管吸收尖峰电压,保护电路

13、3改变占空比控制电机转速4单颗芯片具备20W能力5工作电流在36mA以下二、电机驱动模块使用注意事项(1)注意电源是否接反:主要通过肉眼查看L5的灯有没有点亮,若可以清晰看见灯光,则证明误解范(2)注意环境温度控制:接通电路之后,检查芯片温度是否正常之后方可使用。三、电机驱动模块接口说明:(1)机电启动电源输入端口:VMS接电源的正端,GND接电源的负端(2)启动器和掌管端:掌管直流机电时IN1、IN2以及ENA组成一队,它们掌管机电A,A+和A-分别衔接,如果机电A不能够调整速度,则ENA不连接便可;假如机电A需要调节速度,将一个PWM输出与 ENA相衔接。掌管另外一个直流机电时,IN3、I

14、N4以及ENB组成一队,它们掌管机电B,B+和B-分别衔接,如果机电B不能够调整速度,则ENB不连接便可;假如机电B需要调节速度,将另外一个PWM输出与 ENB相衔接。四、减速直流电机输出信号高低电平表如下举一个轮子,A电机所示,H字母代表给与高电平,L字母代表给与低电平进入的信号作用图如下所示:图2.17 L298电机模块使能信号说明L298电机驱动模块性能稳定、可靠,满足本设计要求。其模块接口图如下图所示。图2.18 L298N电机驱动模块接口图L298N模块实物图如下图所示。图2.19 L298N电机驱动模块实物图3 PCB板的设计与制作3.1 PCB板的设计Altium Designe

15、r拥有许多好用的功能,包含了原理图,PCB,3D仿真PCB,输出word文档等功能。它不仅拥有许多原器件库,还能够自己建立属于自己的原器件库,大大提高了电路设计的效率与质量。下面介绍以下主要元器件封装及整个PCB绘制过程。1) STC89C52的DIP-40封装 首先建立一个原器件库并保存,可以利用工具选项中的器件导向,然后选择DIP的模式,输入单片机有引脚横向之间的距离为15.24毫米左右,列向之间的距离为2.54毫米左右;焊盘直径为15.24毫米左右以及2.54毫米左右,过孔的直径为33mil,采取的层为Multi-layer,线的宽度为8mil。这是一种快捷绘制封装的方法,不过一般适用于

16、市面上比较典型的封装。封装图如下3.1; 图3.1 STC89C522) 电机驱动模块封装 像电机驱动模块这种不是典型的封装,我们可以自己手动绘制,绘制方法如下;首先确定外形尺寸为50mm的正方形,选择Top Overlay层;继而引脚之间的距离分别为2.5mm和5mm;接着引脚具体位置并用Multi-layer放置直径为2mm,孔径为1.2mm的焊盘,如图3.2; 图3.2 L298N3) 其他元器件封装类似于方法1和方法2我们可以绘制出其他主要元器件封装如图3.33.3元器件封装4) 主电路板绘制过程在绘制整个PCB线路板过程中,PCBLAYOUT即元器件的放置在整个线路板中起着十分关键的

17、作用,比较重要的元器件都需要先放置好,之后才去考虑电阻电容等元器件;在线路板中还需要考虑整体协调性,将两个电机对称分布,同时为了能够比较准确的感应障碍物,也将红外避障感应探头对称分布。主控芯片和电机驱动模块放置中间;在制作PCB的环节中,比较困难的是布线过程,需要考虑的比较多,于是我先从小风扇吸尘系统开始连接:先从主控芯片P20引出一条线连接电阻一端以及BD681功率管的B极,电阻另外一端与功率管C极连接以及电源5V相接,接着小风扇正极与功率管E极相接,负极与地衔接。在晶振电路中同样从单片机引脚18,19引出两条线与晶振连接,接着连接30pF的电容同时接地。按键复位电路从单片机9号引脚引出,按

18、键只需对角相接便可接通,并与电解电容并联,然后串连一个电阻并接地,最后通于VCC电源。电机驱动模块中对应引脚ENA,AIN1,AIN2,BIN3,BIN4,ENB分别与单片机P10-P15来控制左右电机AOUT1,AOUT2,BOUT3,BOUT4.该电机模块还提供5V电源输出,这就是单片机,按键复位电路,小风扇吸尘,避障模块所需的电压。如图3.4所示。 图3.4 主板电路3.2 PCB板的制作PCB创造程序前后经由内层路线钻孔过程孔的金属化过程外面铺上干膜内层路线丝印外观工艺后工序等环节。AD软件一个重要的功能是可以查看模拟3D线路板图形,可以真实的查看与实物相同的各元器件布置形态如下图3-

19、4所示;图3.5 3D模拟图4 电路焊接,调试与安装4.1 电路焊接电路焊接分为七大板块,分别为风扇吸尘电路模块,L298N电机启动模块,光电红外传感器避障模块,按键复位电路模块,晶振稳定电路模块,启动停止按键,下载口;在风扇吸尘电路焊接的时候,要注意三极管各引脚符号对应接法,小风扇要注意正负极不能接反;在按键复位电路中,其中电解电容有正负极之分,不能接反;各元器件焊接过程中,不能长时间触碰电烙铁,负责会烧毁焊盘。4.2 红外避障调试按下启动按钮,若左侧红外光电感应电路感应到不透明物体,右侧电机就会正常工作,整个机器右转;红外避障光电传感器右探头发现有不透明物体,则左侧电机正常工作,整个机器左

20、转。若无法感应到障碍物,调节光电感应器可以调节感应距离;调节到左右侧感应到障碍物时候,并能够自动左转或者右转便可实现功能。4.3 风扇吸尘电路调试依按下启动按键,查看小风扇是否转动;若无法转动,先检查BD681是否接错,检查无问题后,使用万用表的二极管档位,BD681两个引脚正负极交互检测,可以看到万用表示数在0.7或者显示无穷大。按下截止按键,电扇截止运转;驱动,截止都无问题后电扇吸尘电路。在设计PCB之初都有打孔为安装螺丝固定做准备。在安装直流减速电机的时候,将配件先与电机连接,然后通过过孔将螺丝螺帽固定在线路板上。小风扇也是通过螺丝螺帽固定在线路板上,小电扇反向安装,线路板上贴一个吸尘贴

21、用来吸附灰尘。在安装避障模块的时候,先通过固定支架固定,然后调整探头位置,在中间两侧为最佳方位。整机安装图如下4.1所示。图4.1调试样机5 系统程序的设计5.1 C语言与汇编语言的优缺点因为全部流程比较繁杂,况且比较的量范围广,使用了很多的浮点数,导致流程的编写选用了C语言。在使用51单片机的情况下,C语言拥有众多汇编语言没有的优点:1微型处理器的命令不用解析,储存元器的结构不用知道。2存寄元器分派和找寻地址形式经过编译器举行整理,编写程序的时候不用琢磨储存器的地点和数据14.1910.8217.3530.244.69图2-2 2012年-2018年我国玩具出口额及同比增长率变化规律鉴于考虑

22、到全世界经济发展和消费水平的差异,发达国家和地区是澄海出口玩具的主要市场。中国玩具销往世界140多个国家和地区。欧盟和香港是中国玩具出口的主要市场。欧洲联盟和香港在经济形势困难的情况下,作为主要的进口国市场,玩具业是建立在联合优势和行业相对优势基础上的,价格优势和相应的国家优惠政策保持了强大的发展势头,然而,尽管在已注册的玩具厂中有数千家每年生产超过1 000万产值的主要企业仍在飞速发展之中。中国是世界上首屈一指的玩具礼品制造商。例如,奥飞动漫、骅威集团、金奇集团等,但在价值链的底部也有许多微型企业和家庭作坊。这些企业生存空间较小,没有研发的空间、科技成果,员工平均学历低,创新能力低,发展速度

23、缓慢。近年来,特别是在困难的经济条件下,消费者需求的变化和玩具生产形势的一系列变化,导致大多数小生产者和弱势生产者面临着巨大的生存困难和瓶颈,虽然澄海玩具业已经发展了30多年,尽管它的规模在世界上占有重要地位。但玩具出口仍有许多问题,不能忽视。总体上,它被划分为自身的和外部的问题。2.澄海玩具行业出口存在的问题(1)企业自身问题1、企业创新不足和自主知识产权意识薄弱汕头市澄海区只有一小部分玩具企业拥有自主知识产权,而绝大多数玩具企业是纯贴牌生产企业,这些企业生产的玩具占世界总产量的70%以上,但加工成本却很低,只要外部环境稍有恶化,这样的OEM企业就将面临资金短缺的窘境,在降低成本优势和提升品

24、牌优势之间,品牌优势已经成为增加利润的新标准。而澄海玩具企业缺少创新品牌,没有核心技术也成为了OEM企业最大的弱点和不足。这种接受外国玩具制造商订单的方式处于产业链的最底层,承受风险能力低,遭到大面积区域性打击后,此类OEM企业生存也会成为最大的困难。2、科研力量不足,科技含量不高广州和义乌是两个小商品城市,其垄断优势对整个澄海玩具出口的发展有着重大影响。这给该地区的玩具企业带来了巨大的压力:在广州、义乌的影响下,在汕头市澄海区,尽管受到就业形势的影响,但近年来,为了吸引人才,澄海政府不断的为吸引高新人才做出努力。然而澄海玩具企业仍然有研发力量弱,发展动力不足,创新能力弱等不足之处。正是由于缺

25、乏高新技术人才,澄海玩具企业的研究实力与世界其他主要玩具出口企业正在拉开科技距离。 (2)外部环境问题1、技术性贸易措施加强,出口风险不断加大近年来,由于发达国家技术贸易措施日益严格,对中国出口玩具的召回案件越来越多,2018年,各国多次修订安全标准,并呈现出加大管制的趋势。欧盟在2018年四次修订安全标准,要求也越来越严格,同时国内也加强了玩具行业的内部安全控制,据统计,中国出口玩具多年来一直在欧盟快速警报系统(Papex)的通报首位。他们报告了化学设计风险、小部件窒息风险、听力损伤风险、烧伤风险、微生物风险和低电压风险。然而,国外越来越严格的技术法规导致玩具出口原辅材料采购成本和检测认证成

26、本相应增加,检验认证成本已成为中国出口企业的基本费用之一,给出口企业带来了很大的负担。2、国内外疫情爆发,订单持续减少2020年2月国内新型冠状病毒肺炎疫情爆发,全国各个企业陆续停工,货物积压,导致多数订单无法完成,疫情期间国外订单也陆续减少,2020年3月国外疫情爆发,玩具出口企业订单量急剧下滑,大部分企业复工后由于外地员工无法按时到岗等各种因素夹杂下,玩具产品作为非生活必需品,在疫情期间则出现了需求急速下降的趋势,尤其是在国外疫情爆发后,玩具出口企业在自身已经受到极大影响的情况下持续接不到订单,导致多数小型企业,尤其是家庭作坊式的企业更加难以生存。三、澄海玩具行业出口问题的原因分析(一)企

27、业自身问题的原因分析澄海玩具一直热销海外市场,但是产品旺销并没有给澄海厂商带来更多的利润,这主要因为澄海玩具生产集中在“制造”领域,而没有在“设计”方面占据优势,产品的附加值和利润难以得到提高。面对玩具行业市场繁荣,但随着产品附加值的提高,利润并没有增加的困境,澄海玩具的思想再次被唤醒。在伦敦市场上,许多产品被贴上了“中国制造”的标签,但也被贴上了“英国设计”的标签,中国澄海的玩具公司在设计领域取得突破之前,只能通过生产技术实现整体价值和利润的向上转移。在国际上,到处都有中国制造的产品。在澳大利亚和意大利,这两个国家的玩具分别占进口玩具的80%和40%,虽然澄海玩具的出口量非常高,中国玩具制造

28、商已经拿到了3000个出口许可证,但他们出口的玩具70%以上是用材料或样品加工的,也就是说,他们为外国品牌工作。澄海玩具大部分是中低档的,主要产品是胶合板和木材。汕头市澄海区的大多数玩具生产企业目前都在使用传统的、结构简陋的加工设备,玩具行业长期以来一直以材料加工和合作生产为主,而中国的玩具行业则以小型私营企业为主,这些企业都是自然有限公司。急躁、急功近利的特点明显。他们满足于寻找暂时的畅销货,不知道产品的开发和创新,也不知道品牌的培育和推广,加工费就占了上风,因此在没有自己核心竞争力的各种OEM生产方式中迷失了方向。因此,汕头市澄海区玩具出口呈现出“一高三低”的特点,除了一些有自己发展的产品

29、和销售渠道的大公司外,大部分是中小企业。OEM原始设备制造商的国际市场及其70%以上的出口玩具都是在OEM生产的基础上进行来料加工或加样加工的;这些企业不投入研发资金,没有机会分析玩具的安全性,只进行简单的样品加工。因此,产品的品牌效应不明显,销售手段单一,竞争更加激烈,直接导致了目前玩具对中国的“高三低”出口。出口额高,产品技术含量低,标签附加值低,出口额高,经济效益低。 (二)外部环境问题的原因分析首先,由于2018年召回事件又频频发生,各个国家的安全标准不断更新,导致澄海玩具声誉和信誉受挫,质量安全相关要求愈加严格,而国内也在对玩具行业的质量安全加强管理,在各种新安全政策出台后,澄海玩具

30、企业不断发生召回事件,大部分企业仍然没有采取措施,规避风险。其次,毫无疑问,疫情对企业的影响,特别是在推迟生产发展、浪费资源、损失成本、减少劳动力供应、不按时交货等方面,经过综合分析,造成这些影响的主要原因有两个,一是复工较晚,二是员工不足。今年春节期间,玩具出口受到严重影响,节后订单减少。71%的玩具面临减产问题。由于玩具的主要消费人群是儿童,所以资质要求很高,而且还关系到安全和健康。为了保护自己的市场,玩具进口国提高了澄海玩具的进口门槛,并将技术性贸易壁垒作为一种无形的贸易手段,特别是美国和欧盟的技术性贸易壁垒。 四、澄海玩具行业出口问题的对策与建议(一)企业方面的对策玩具生产企业作为市场

31、的重要组成部分,是澄海玩具出口的主导和直接参与者,对澄海玩具出口的发展和前景至关重要。 因此,企业面临出口问题和困难应当不断对企业自身进行调节以更好地迎合消费者需求以及市场需求,才能够对澄海玩具发展起到积极作用。1.跨界生产,积极抗疫由于疫情传播速度快,国内外相继爆发,导致而疫情防控措施最重要的则是防疫产品,因此有条件的企业在企业出口不受影响的情况下,通过跨界生产的方式,护目镜、口罩、消毒产品、额温枪等防疫物资。如广东邦宝益智玩具股份有限公司充分发挥企业智能化精密模具塑胶制造的优势,生产医用护目镜、防风沙飞沫护目镜、教育护目镜等。2.加入质量安全监测环节对于从事玩具外贸的企业来说,玩具召回事件

32、无疑是出口最大的难题和障碍,影响声誉和信誉,因此,澄海区各玩具企业自身应当从玩具设计开始,加入质量安全监测环节,原材料也是生产环节中非常重要的一部分,往往原材料的质量安全间接影响到召回事件发生的概率,有数据表明,原材料质量安全合格率每增加1%,企业生产玩具安全指数则上升5%,以此来看,无论是原材料采购、产品设计还是原料加工,都需要加入安全监测环节,加强对玩具生产各个环节的质量安全控制,针对过去曾被召回的玩具则需要更加重视。3.开拓线上销售发展网上销售,直视终端用户的眼睛,澄海玩具出口已经到了瓶颈,为了扭转澄海玩具出口的被动局面,玩具企业要提高生产技术,摆脱在供应链底部的地位,近两年来,欧美网络

33、消费增速均高于同期,鉴于欧美市场消费观念的逐步转变,澄海玩具出口企业应改变销售模式单一化的现状,利用互联网的无限性,通过电子商务手段、项目和产品在平台网站上展示,向终端消费者展示自己的品牌,让更多的消费者获得信息,让产品在更广的范围内拓展,并逐步树立海外企业的知名度,促进企业的国际化。(二)政府方面的对策在当前全球经济发展中,不应低估企业作为市场经济驱动力的作用,而政府作为另一个参与者通过战略性地支持玩具行业和创建一个标准化的市场组织,无疑为玩具行业的长期发展和出口规模的进一步扩大创造了良好的环境。在国内外玩具出口企业同行沟通方面,政府应给予一定的帮助和扶持。1.给予行业财政贴息优惠政策由于疫

34、情影响,其一外地的员工返岗时间还不能确定,大部分一线工人都来自外地,企业招工困难,其二对于复工前的准备,澄海区各玩具企业对于防疫物资的采购遇到较大的问题,针对以上两个问题,政府及有关部门能够组织企业一同采购,并给予一定的支持,政府可以在现有条件下,对各中小型企业在社保费、个税费等各方面进行帮助,从而减轻玩具出口企业成本负担,即给予行业财政贴息的优惠政策,这样企业就可以在招工困难方面得到扶持,通过扩大招工逐渐恢复企业发展,不需要对企业员工进行施压,即可有效缓解玩具出口压力。对于玩具出口企业来说,也能够为订单恢复养精蓄税,未来做出更好的成绩。到的企业故事价值进而计算得出企业资产价值及其波动率等重要

35、数据,进而估算企业预期违约率。KMV模型对于上市企业最为适宜,该模型可充分利用在股票市场上公布的数据和公告对企业股权市场价值进行计算,进一步能够确定企业资产价值,根据所得数据估算出企业发生违约事件的概率,可以更好的体现上市企业的信用情况。(二)KMV模型的运用步骤1. 模型假设KMV模型的基本假设:假设一:满足Merton模型的假设,即金融市场没有摩擦、没有交易成本等,同时企业的价值变化趋势呈正态分布。假设二:到期前保持同一大小的无风险利率。假设三:企业违约受企业资产价值大小影响,当企业资产价值低于一定水平,企业发生违约。该水平时的资产价值为违约点DP(Default Point),此刻企业资

36、产价值等于负债价值。假设四:企业资产结构只包含所有者权益、短期债务、长期债务和可转换优先股。假设五:违约距离DD(Distance to Default)为企业的信用风险度量指标。KMV模型的基本思路是导致信用风险产生本质因素是债务人借款方的资产价值发生变化,所以可以运用数据对资产价值变动的规律进行测算并建立模型,假定当企业资产价值低于某一水平的时后会出现违约事件,那么当企业处于这一水平时的资产价值被成为违约点,也就是通过计算预期违约率EDF(Expected Default Frequency)来衡量企业发生信用风险的可能性大小。它分三个步骤来确定企业的预期违约率。第一步是以Black-Sc

37、holes期权定价公式为基础,收集股票的市场价值,然后利用公式计算出股权价值的波动性,根据收集计算得到的数据结合负债的账面价值来得到企业的资产价值(V)及其波动率(A)。然后利用企业的长期负债和短期负债进行计算得出企业会发生违约事件这一水平时的资产价值即违约点DP,同时还要以企业现期的资产价值为基础才能确定出企业的预期价值,最后结合所得数据计算得到企业违约距离。最后一步就是企业预期违约率的确定,预期违约率和违约距离有关联,所以可以根据违约距离运用公式和大量数据计算得出预期违约率。2.企业资产价值及其波动性的计算企业发生违约事件的一大影响要素是企业的资产价值及其波动性,对于上市交易股份的企业的股

38、票市场价值是可以观察到的。根据可得到的股票市价,通过期权定价的方法,可以利用MATLAB软件将收集到的数据结合代码运行后得到企业的资产价值及其波动率。KMV企业假定企业资本结构简单,其中只包含所有者权益、短期债务、长期债务和可转换优先股,因此由Black-Scholes期权定价公式可以得到以下公式: (4.1) (4.2) (4.3)然后通过对上述公式两边求导然后求期望后,可得企业股权价值波动率E和企业资产波动率A间的关系:,其中E,A是股权价值对企业资产价值发生的一定比例的变化属性,是期权的Delta值。由于欧式看涨期权即期权持有者能够在有效时间范围的最后一天完成合约的期权Delta值为N(

39、d1),所以可得下述公式: (4.4)通过大量的历史数据可以推算得出E,联立上述公式可计算出企业资产的市场价值V和它的波动率A。3.企业违约距离(DD)的确定根据查询文献发现,企业发生违约事件可能性最大的界限是企业价值大于等于流动负债加上长期负债的一半的值,因此: (4.5)根据利用上述企业所得的违约点DP计算出企业违约距离(DD)。企业违约距离指的是企业现在的资产价值和到达企业发生违约风险的资产价值水平即违约点的距离,主要用于度量企业的违约风险。其公式为: (4.6)违约距离可用作度量企业信用状况的指标,将不同企业作比较,根据值的大小判断企业的信用状况。较大的违约风险值表明该企业发生违约风险

40、可能性较小,信用状况较好;相反则表明企业能够如约还债的可能性低,出现违反条约事件的可能性较大,信用状况不好。4.预期违约率(EDF)的确定 当企业资产的概率分布是已知情况下,可根据所求到的违约距离来计算出企业预期违约率。一般在假定资产价值遵循正态分布的情况下,理论上的预期违约率计算公式为: (4.7) 由于上述假设在现实中是不合理的,企业资产价值通常不服从正态分布,因此KMV公司提出另一种依据历史违约数据得到预期违约率的方法,公式如下: (4.8)KMV公司在比较研究大量的历史数据,根据所得规律拟合了出一条反映违约距离和它对应的预期违约率之间的关系的曲线。在大量的实证研究以及在各种行业之间的测

41、试运算后得知两者间的关系相对稳固。而企业违约距离和企业的预期违约率之间的关系如下图所示:图4.1 DD与EDF关系图但是因为我国科技行业的发展较迟,科技型中小企业虽得到大力支持,但在现发展阶段,管理体系不够完善,缺乏许多企业相关违约记录,难以得出违约距离与违约率之间的相关关系,根据上述内容得知可通过比较企业违约距离的值来衡量企业信用状况,因此本文只进行到计算违约距离的步骤,根据所得到违约距离的值来测算评估度量企业的信用风险状况。(三)KMV模型的优缺点任何事物都有会有正反、好坏两面,KMV模型同样,有优点的同时就不可避免产生缺点。本文对此模型的优缺点总结如下:1.KMV模型的优点(1)KMV模

42、型有很好的理论基础,可以很好的表达出企业信用风险水平的动态变化。KMV模型是KMV公司根据Merton(1974)和Black-Scholes(1973)的期权定价的理论基础开发出来的,可以真实体现出企业信用风险波动。此外,KMV模型的运算需要用到上市企业定期公布的财务数据和每天股票价格的交易数据,可以更有力地解释企业发生违约的概率,预测出违约距离和违约率更有说服力,同时该模型计算违约率所用到的数据可以随时更新,及时获得最准确的违约概率,最新得出的违约率的值可以更精准表达市场预期和各企业的信用风险变化。(2)KMV模型能够反映企业信用风险高低顺序的同时还可以体现出其风险水平差异程度。KMV模型是提高基数法对信用风险进行度量而得出预期违约率,和序数衡量法不同,基数衡量法在得出企业风险高低顺序基础上能明确反映出企业风险高到什么程度,对信用风险的预测更为准确。(3)具备前瞻性。KMV模型是通过股票价格的变动来计算违约距离,通过股票市场的实时变化情况很好的解释了企业过去的经营情况以及现阶段是实际状况,也能够得知众多投资方对企业发展状况的想法。2.KMV模型的缺点(1)KMV模型的适用性是有限的。KMV模型一般适用于上市企业。由于我国二级市场的缺陷,对非上市企业并不适用,在非上市

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