电子设计大赛声音定位系统TI杯二等奖

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1、目录0前言10.1摘要10.2关键词11总体方案设计及方案论证11.1系统总体设计方案及系统框图11.2声响模块方案论正21.3声音接收处理模块方案论证31.3.1声音接收模块31.3.2声音处理模块方案论证31.4显示模块方案论证32.电路与程序设计32.1声响模块32.2声音接收处理模块52.2.1声音接收模块52.2.2声音处理模块62.3显示模块62.4程序设计与流程图62.4.1声响模块流程图62.4.2接收模块流程图82.4.3显示模块流程图83理论分析与计算94系统测试94.1声响模块94.2声音接收

2、模块10由于测试现场嘈杂，接收到了信号有一定的失真。114.3声音处理模块114.4显示模块11附录1：12附录2：13声音定位系统设计声音定位系统设计0前言随着科学技术的快速发展，声波测距定位将在声音定位系统中的应用越来越广。但就目前技术水平来说，人们可以具体利用的测距技术还十分有限，因此，这是一个正在蓬勃发展而又有无限前景的技术及产业领域。展望未来，声音定位系统作为一种新型的非常重要有用的工具在各方面都将有很大的发展空间，它将朝着更加高定位高精度的方向发展，以满足日益发展的社会需求，如声纳的发展趋势基本为：研制

3、具有更高定位精度的被动测距声纳，以满足水中武器实施全隐蔽攻击的需要；继续发展采用低频线谱检测的潜艇拖曳线列阵声纳，实现超远程的被动探测和识别；研制更适合于浅海工作的潜艇声纳，特别是解决浅海水中目标识别问题；大力降低潜艇自噪声，改善潜艇声纳的工作环境。无庸置疑，未来的声音定位系统将与自动化智能化接轨，与其他的测距仪集成和融合，形成多定位系统。随着测距的技术进步，测距系统将从具有单纯判断功能发展到具有学习功能，最终发展到具有创造力。在新的世纪里，面貌一新的声音定位系统将发挥更大的作用。0.1摘要本设计采用以MSP430

4、G2553单片机为声响模块控制芯片，以STC89C52单片机为声音信号处理和显示模块的控制芯片，二者皆采用低成本、高精度、微型化数字显示声音定位系统的硬件电路和软件设计方法。整个电路采用模块化设计，由声响模块、接收信号模块、信息处理与显示模块组成。接收到的信号经单片机综合分析处理，实现定位显示的功能。在此基础上设计了系统的总体方案，最后通过硬件和软件实现了各个功能模块。相关部分附有硬件电路图、程序流程图。经实验证明，这套系统软硬件设计合理、抗干扰能力强、实时性良好，经过系统扩展和升级，可以有效地解决汽车倒车、建筑施

5、工工地、一些工业现场的位置监控以及运动物体的轨迹等。0.2关键词MSP430G2553;STC89C52；声波测距系统；显示模块1总体方案设计及方案论证1.1系统总体设计方案及系统框图针对本课题的设计任务，进行分析得到：该声音定位系统设计主要由以下几个模块组成：声响模块、声音信号接收模块、信息处理显示模块。在这几个模块中最主要的是声音信号接收模块，其功能是对声响模块发出的信号进行采集并放大，采集到的信号容易失真、不稳定，所以需要多次调试和修改电路。声响模块采用以MSP430G2553超低功耗16位单片机为核心设计的

6、电路，功能是通过驱动扬声器发出500hz方波信号。声音接收处理模块采用驻极体接收，通过多级放大整波电路，将接收的信号经放大、滤波、电压比较排除噪声干扰。显示第21页声音定位系统设计模块是基于STC89C52单片机为核心的电路，用液晶显示器12864显示出声音信号的位置和移动轨迹。本设计的系统总体框图如图(1)所示。MSP430单片机放大电路扬声器驻极体信号调理电路52单片机显示模块声响模块接收模块显示模块图（1）系统总体框图1.2声响模块方案论正方案一：用模拟电子技术知识搭波形震荡电路产生矩形波，经过分析和查阅资料

7、得到的矩形波电路如下图所示，经示波器观察波形后发现波形的质量不够高，所以放弃此方案。方案二：FPGA（Field－ProgrammableGateArray），即现场可编程门阵列，它是在PAL、GAL、CPLD等可编程器件的基础上进一步发展的产物。它是作为专用集成电路（ASIC）领域中的一种半定制电路而出现的，既解决了定制电路的不足，又克服了原有可编程器件门电路数有限的缺点。内部有丰富的触发器和I/O引脚。开发费用最低，风险最小的器件之一。采用高速CMOS工艺，功耗低，可以与CMOS、TTL电平兼容。第21页声音定

8、位系统设计但编程用的是Verilog语言，而我们所学习的是c语言，短期内不能熟练运用此器件，所以放弃方案二。方案三：MSP430G2553是一款超低功耗的单片机，其供电电源只需3v，符合本设计的要求，而且此单片机适用于新手初步学习。经过论证，最终我们决定用MSP430G2553作声响模块的处理，选用方案三。1.3声音接收处理模块方案论证1.3.1声音接收模块