基于STM32的智能耳机控制系统设计.pdf

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1、机械工程师MECHANlCALENGINEER基于STM32的智能耳机控制系统设计房廷舜。胡涛，刘有成(山东科技大学机械电子工程学院，山东青岛266590)摘要：走路或骑车佩戴耳机带来人身安全性问题，长时间佩戴耳机会损害耳膜使听力下降。为了解决此类问题，文中设计了基于STM32的智能耳机控制系统。系统测试结果表明，该控制系统设计合理、运行可靠，髌决了佩戴耳机出现的安全问题。关键宇：STM32F4”：声音传感器；滤波：加速度传感器中图分类号：TP23文献标志码：A文章编号：1002—2333(2017)02—0087—02DesignofIntelligentHeadpho

2、nesControlSystemBasedonSTM32FANGTingshun。HUTao，LIUYoucheng(CollegeofMechanicalandElectronicEngineering,ShandongUniversityofScienceandTechnology，Qinsdao266590，China)Abstract：Walkingorcyclingwithheadphonesmaycausesecurityissuesanddamageeardrumthenmakinghearingloss．Inordertosolvesuchproblem，

3、thispaperdesignsintelligentheadphonescontrolsystembasedonSTM32．Thesystemtestingresultsshowthatsystemhasreasonabledesign，operationreliable，andcansolvethesecurityproblemscausedbywearingheadphones．Keywords：STM32F41l；soundsensor；filter；accelerationsensor0引言头戴式耳机广受人们喜爱，爱听音乐的人们走路、骑车也会头戴耳机听音乐。由于

4、头戴式耳机隔音效果显著，佩戴者容易忽略路上的汽车鸣笛声，从而闪躲不及带来人身安全性问题。当听音乐进入睡眠时，音乐会不停地播放，长时间佩戴耳机会对耳道产生损害，引起听力下降。鉴于此，提出基于STM32的智能耳机控制系统设计，将STM32微处理器、声音传感器、加速度传感器和马达完美结合，通过多次测试该耳机可解决佩戴头戴式耳机出现的上述问题。1系统方案设计系统方案设计如图1所示，主控采用STM32微处理器对16路A／D进行循环连续采集，进一步做滤波处理，识别是否为汽车鸣笛声。STM32微处理器对接收到的加速度传感器电信号间隔时间进行判断，发出高低电平信号控制开关电路。H从一卜—

5、—～讣广———二oS'11M3210输aj10uH图2马达控制电路1)STM32简介。STM32微处理器采用意法半导体公司出产的STM32F411型号。STM32F411的特点在于其低功耗，运行功耗100IxMMHz，十分适用于智能手环等可穿戴类产品。STM32F411拥有3个ADC，ADC是12位逐次逼近型的模拟数字转换器。它有18个通道，可测量16个外部和2个内部信号源，各通道的A／D转换可以单次、连续扫描或间断模式执行。2)马达控制电路设计。马达控制电路如图2所示，采用型号为Si2301的PMOS元件作电路开关，VBT接马达。当STM32输出低电平时Si2301导通

6、，VBT输出3．3V电压。2工作流程1)汽车鸣笛声检测。汽车鸣笛声检测工作流程如3所示，声音传感器采集周围声音信号转变成O～5v电压信号，STM32微处理器A／D循环采集接收电压信号，经图3汽车鸣笛声检测工作流程图网址：wwwJxgcscom电邮+hrbengineer@163com2017年第2期；87机械工程师MECHANICALENGINEER兰初始化ADc2二工初始化定时器3L二二1二—T进厂磊；—二[图4静态关机工作流程STM32F411内软件系统滤波处理，对声波进行频域分析，判断声波内是否含有汽车鸣笛声。若有汽车鸣笛声，STM32F411贝0输出低电平驱动马达

7、转动，使耳机震动。2)静态关机。静态关机工作流程如图4所示，加速度传感器采集耳机移动信号，传送给STM32F411内的ADC。只要STM32F41l接收到此信号就会初始化定时器，将定时器置零，重新计数。当10min内定时器未置零，STM32F411就会控制开关电路断开电源。3系统测试结果与分析将整个控制系统置于马路环境，经多次测试能正确识别汽车鸣笛声，并控制马达转动使耳机产生震动。将耳机置于正常工作情况下静止不动，10min后将自动关机。若10min内耳机有移动现象，耳机仍能正常工作不会关机。4结语本文提出了基于STM32的智