设计报告正文.doc

《设计报告正文.doc》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、声音导引系统一、系统方案1、整体方案比较(1)信号放大模块方案一：用仪表放大器AD620进行信号放大。AD620是一款高精度仪表放大器，只需要一个外部电阻来设置增益，增益范围为1至10000。方案二：采用三极管进行信号放大。由于电路中要放大的功率不大，所以使用三极管设计放大电路使成本更低。采用法案二。（2）信号接收模块方案一：采用有源滤波电路进行滤波。在测试过程中发现有源滤波电路引入的干扰信号，经过放大后会对有效信号的产生很大影响。方案二：采用无源滤波电路进行滤波。无源滤波通过电感和电容的匹配对某次谐波并联低阻（调谐滤波）

2、状态,给某次谐波电流构成一个低阻态通路。这样谐波电流就不会流入系统。无源滤波的优点为成本低，运行稳定，技术相对成熟，容量大。采用方案二（3）信号处理模块方案一：比较幅度的大小来判断小车距离接收器的远近。此方案虽然简便易行，但是由于声音信号的的反射以及由此引起的干涉，还有三个接收器所用的运放在参数上的误差，电路中所用的电阻的阻值也都不是精确的相等，这些都会影响接收到信号的幅度。因此这种方案不可行。方案二：单纯的比较相位。这种方案也很容易实现，但是如果对两个信号进行比较时，信号的相位差为一个波长的整数倍时，就会差生等距离的错误

3、判断。因此这种方案也不被采纳。方案三：幅度与相位相结合来判断小车的位置。信号先进行A/D采样，如果此信号幅度大于一个设定的值时，信号开始进行采样，信号的幅度低于设定的值，采样结束，把采样得到的数据送入FPGA，并把开始采样的时间作为一个时基。同时对另一路的信号做相同的处理，然后对两路信号所采集到的数据中的最大值所对应的时间进行比较，如果时间不相等就可以判断小车还未到达两个接收器的中垂线上，考虑到误差设定时间差在±1个采样点范围内都认为近似相等，即小车与两个接收器的距离相等。这种方案可以避免以上两种方案的误差或错误判断，因此

4、采用方案三。（4）无线收发模块方案一：并行通信。并行通信可以提高数据交换速度。方案二：串行通信。串行通信可以节省系统资源，降低系统成本。由于本系统对数据交换速度的要求不高，处于对成本的考虑，我们采用串行通信。6串行通信有异步通信和同步通信两种方式，在同步传送时，要求用时钟来实现发送端和接收端之间的同步。为了保证接收正确无误，发送方除了传送数据外，还要传送同步时钟。同步通信虽然可以提高传送速度，可达56Kb/s或更高，但实现起来颇为复杂，因此我们采用异步传输方式。2、控制方案（1）三个接收器采集到的信号经过A/D采样后同时送

5、到FPGA，对三路信号的采样结果进行分析比较，分析移动声源和接收器之间的远近，然后发出指示命令，通过无线传输控制移动声源向距离最远的接收器运动。发声上电复位接收命令启动声源、启动车为停止命令停车并发出声光指示否是是图一小车控制的流程图（2）小车采用直流电机驱动。直流电机具有负载效率高，过载能力大，体积小，可靠性高，运行平稳，可以正转、反转、停止等特点。对于电机的控制采用ASSP芯片（型号MMC-1），MMC-1为多通道两相四线式步进电机/直流电机控制芯片，基于NEC电子16位通用MCU固化专用程序实现。通过UART或SPI

6、串行接口，为主控MCU扩展专用电机控制功能，可同时控制三路步进电机或直流电机。相对于其他用硬件或者硬软结合的方法实现对电机进行调整，采用PWM用纯软件的方法来实现调速过程，具有更大的灵活性和更低的成本，能够充分发挥单片机的效能，对于简易速度控制系统的实现提供了一种有效的途径。二、设计与论证1、设计、计算6小车上装有可移动声源、无线接收装置和控制器。用FPGA编写程序使小车上的声源产生一个频率的为3.4KHz的脉冲信号，被两接收器收集到，经过模拟放大、滤波处理后，B收到的信号通过可屏蔽电缆传到A点送入FPGA中进行计算处理。

7、图二接收器收到的信号模拟开关A/DFPGAAB图三接收器中的信号经处理后送入FPGA信号先进行A/D采样，如果此信号幅度大于200mv时，信号开始进行采样，信号的幅度低于200mv，采样结束，把采样得到的数据送入FPGA，并把开始采样的时间作为一个时基（如图三）。同时对另一路的信号做相同的处理，然后对两路信号所采集到的数据中的最大值所对应的时间进行比较，如果时间不相等就可以判断小车还未到达两个接收器的中垂线上，考虑到误差设定时间差在±1个采样点范围内都认为近似相等，即小车与两个接收器的距离相等，小车到达A、B接收器的中垂线

8、。然后FPGA发出命令，通过无线传输向小车发出控制命令，小车上的无线模块接受命令，通过控制器执行命令控制小车继续前行和停止。2、误差信号产生采样频率为一个周期采28个点，两个采样点之间会有时间差，无线传输用的是异步串行传输方式，速率为1.5kByte/s，这也会有时间延迟，小车采用的是直流电机，当小车执