声音导引系统论文

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1、2009全国大学生电子设计竞赛论文（）题目:声音导引系统论文编号：参赛学校：参赛学生：指导教师：二○○九年九月五日论文题目(五号字)目录1作品简介32系统方案论证及设计52.1可移动光源控制模块：52.2语音收发模块:72.3无线收发模块：92.4LED显示及语音提示模块：103原理分析与硬件电路图103.1驱动电路完整电路11传感部分完整电路114软件设计与流程124.1系统软件介绍124.2软件流程图举例125系统测试与误差分析145.1测试环境145.2测试仪器145.3测试方法145.4测试图表145.5误差分析146总结14参考文献15附录116附录217附录31

2、819论文题目(五号字)摘要本文根据试题要求，自主选用电动小车做为移动声源的平台，小车动力输出采用直流电机，采用单片机(AT89S52)构成最小系统进行控制，并采用组委会提供的电机控制ASSP芯片（型号MMC-1）进行驱动，利用L298N直流电机驱动电路实现双H桥电路以控制小车两主轮能够独立实现正转、正转制动、反转、反转制动。车载可移动声源采用HXD电磁式无源蜂鸣器(型号YMD-12095-B),利用单片机编程实现周期性音频脉冲的输出。A，B，C三点采用电容式咪头（型号XF-18D，又称传声器）连接自制声音传感器电路和滤波电路接受移动声源发出的周期性音频脉冲信号。利用小车离

3、A，B，C三点的距离的不同,导致3个咪头接受到周期性音频脉冲的时间不同而存在时间差,利用单片机编程控制小车在存在时间差的时候运动直至时间差为零停止运动。关键词：电动小车单片机ASSP芯片双H桥电路声音传感器19论文题目(五号字)1作品简介设计并制作一声音导引系统，示意图如图1所示。图中A,B,C三个接收器之间是有线连接。声音接收器能利用可移动声源和接收器之间的不同距离，产生一个可移动声源离Ox线的误差信号，并用无线方式将此误差信号传输至可移动声源，引导其运动。可移动声源运动的起始点必须在Ox线右侧，位置可以任意指定。基本要求：（1）1要求移动光源能够到达OX线并停止。（2）

4、平均速度大于5cm/s。（3）定位误差小于3cm。（4）可移动声源在运动过程中任意时刻超过Ox线左侧的距离小于5cm。（5）可移动声源到达Ox线后，必须有明显的光和声指示。（6）功耗低，性价比高。发挥部分：（1）将可移动声源转向180度，能够重复基本要求。19论文题目(五号字)（2）平均速度大于10cm/s。（3）定位误差小于1cm。（4）可移动声源在运动过程中任意时刻超过Ox线左侧距离小于2cm。（5）在完成基本要求部分移动到Ox线上后，可移动声源在原地停止5s～10s，然后利用接收器A和C，使可移动声源运动到W点，到达W点以后，必须有明显的光和声指示并停止，此时声源距离

5、W的直线距离小于1cm。整个运动过程的平均速度大于10cm/s。（6）其它。1系统方案论证及设计根据设计任务要求，该系统的电源电压应选择5V，现将9V电池通过接7805电路转化成5V电源。电路图如下所示：电源电压总体设计框图可分为几个基本模块。框图如下图所示：语音收发模块AT89S52可移动声源模块无线收发模块LED显示及语音提示模块（框图中AT89S52为单片机）1.1可移动光源控制模块：控制电路的选择：19论文题目(五号字)方案1：使用功率三极管作为功率放大器的输出控制直流电机。线性型驱动的电路结构和原理简单，成本低，加速能力强，但功率损耗大，特别是低速大转距运行时，通

6、过电阻R的电流大，发热厉害，损耗大，对于小车的长时间运行不利。方案2：采用继电器对电动机的开或关进行控制,通过开关的切换对小车的速度进行调整.此方案的优点是电路较为简单,缺点是继电器的响应时间慢,易损坏,寿命较短,可靠性不高。方案3：采用双H桥电路。用单片机控制晶体管使之工作在占空比可调的开关状态，精确调整电机转速。这种电路由于工作在管子的饱和截止模式下，效率非常高；双H桥电路保证了可以简单地实现转速和方向的控制；电子开关的速度很快，稳定性也很高，是一种广泛采用的调速技术。综合3种方案的优缺点，决定选择方案3，其电路原理图如下图所示：L298N引脚与输出引脚的关系如下表所示

7、：19论文题目(五号字)电机选择：方案一：采用ULN2003驱动步进电机。ULN2003的驱动直接用单片机系统的5V电压，力矩可能不是很大，需要加大驱动电压到12V，步进电机具有控制简单、定位精确、无积累误差等优点。但它在运行时噪音大、高速扭矩小、启动频率低、价格较高。方案二：采用L298驱动直流电机。直流电机具有最优越的调速性能，主要表现在调速方便（可无级调速）、调速范围宽、低速性能好（起动转矩大、起动电流小）、运行平稳、噪音低、效率高等方面。基于上述对两种电机的优缺点的论述，结合题目的需要，为了方便对电机进行无