基于单片机89C52、电机控制ASSP芯片（型号MMC-1）为核心的声音导引系统.docx

《基于单片机89C52、电机控制ASSP芯片（型号MMC-1）为核心的声音导引系统.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《基于单片机89C52、电机控制ASSP芯片（型号MMC-1）为核心的声音导引系统.docx（10页珍藏版）》请在第一文库网上搜索。

1、B甲037fc：摘要本设计基于单片机89C52、电机控制ASSP芯片(型号MMCT)为核心的声音导引系统。本系统所采用的声源频率为9KHz0接收器分别以1M567为主要的接收器件，对声源有选频的作用，避免了其他噪音的干扰，从而减少误判、误导。利用STR-30无线收发模块进行三个接收器与移动声源之间的通信。该系统主要是通过对声源进行测算时间差，并计算出声源与停止位之间的距离。从而进行对移动声源的三档转换、停车、发声等控制。提高了速度。准确地在指定位置停车完成任务，并发出明显的声光提示。Abstract：Thisdesignbasedonmono1ithicintegratedcircuit89C

2、52,themotorcontro1ASSPchip(mode1MMC-1)isthecoresoundguidingsystem.Thissystemusestheacousticsourcefrequencyis9KHz.Thereceiverrespective1ytake1M567asthemainreceivecomponent,hastotheacousticsourcechoosesthefrequencythefunction,hasavoidedothernoisedisturbance,thusreducedmiscarriageofjustice,mis1eading.C

3、arriesonthreereceiversandbetweenthemotionacousticsourcecorrespondenceusingtheSTR-30wire1essreceivinganddispatchingmodu1e.Thissystemismain1ythroughcarriesonthereckoningtimedifferencetotheacousticsource,andca1cu1atestheacousticsourceandbetweenthestoppositiondistance.Thuscarriesontomovestheacousticsour

4、cethethirdgeartotransform,contro1sandsoonparking,soundproduction.Raisedthespeed.Isassigningthepositionparkingtocomp1etethetaskaccurate1y,andsendsouttheobviousacousto-opticprompt.关键词：声音导引单片机电机控制ASSP芯片STR-30无线收发模块1M567音频锁相环Keywords:SoundguidingMono1ithicintegratedcircuitMotorcontro1ASSPchipSTR-30wire1

5、essreceivinganddispatchingmodu1e1M567audiofrequencyphase-1ocked1oop设计要求与本设计功能概述2.1、任务要求：设计并制作一声音导引系统，示意图如图1所示。点。声音导引系统有一个可移动声源S,三个声音接收器A、B和C,声音接收器之间可以有线连接。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（或0y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。2.2测距方案测距思想：根据AB两点确定小车距直线AB的距离，根据AC两点确定

6、小车距直线AC的距离。:模块方案比较与论证3.1：移动声源模块电机驱动方案一：采用继电器搭建H桥对电机的开关进行控制，可以完成电机的正转、反转、调速，单击电器响应时间慢是小车运动灵敏度降低，增加了准确控制的难度。并且机械结构已磨损，可靠性不高。它使用于大功率电机的驱动，对于中小功率的电机则极不经济。方案二：采用集成的驱动电路芯片，如1298N、1G9110、1293等。集成芯片具有体积小靠靠性安全性高，抗干扰能力强等优点，适合控制智能小车的运动。有较大的电流驱动能力，连接方便，简单。1M298是SGS公司的产品，为恒压恒流桥式2A驱动芯片，内部包含4通道逻辑驱动电路，可以驱动两个直流电机，或一

7、个两相步进电机。VSS可接4.57V电压，4脚VS接电源电压，Vs电压范围V1H为+2.546Vo输出电流可达2.5A,OUT1,OUT2和OUT3,OUT4之间可分别接电动机，EnA,电接控制使能端，EnA为低电平时，输入电平对电机控制起作用，当EnA为高电平，输入电平为一高一低，电机正或反转，同为低电平电机停止，同为高电平电机刹停。利用1M298实现声源的移动的驱动。综合以上原则选择1298驱动直流电机。电机选择方案一：采用步进电机驱动，由于其转过的角度可以精确定位，可以实现小车前进路程的精确定位。步进电机可以精确地控制角度和距离。但步进电机的输出力矩较小，随转速的升高而下降，且在较高转速

8、时会急剧下降，其转速较低，不适用于小车有一定速度系统要求。而且，车身所载元器件的重量有一定限制，步进电机的体积大、价格高、质量大，用步进电机的编程复杂，增加了编程的难度。经综合比较考虑，我们放弃了此方案。方案二：采用6V直流减速电机。通过齿轮减速，产生大力矩带动车轮转动，改变电机绕组两端的电压方向就可以改变电机的转向，易于控制。直流电机运转平稳，精度有一定的保证。直流电机控制的精确度虽然没有步进电机那样高，但完全可以满足本题目的要求。并且，驱动电压较小，普通的干电池就可满足需要。方案三：采用普通电机。由于第一、二方案都需要对小车的车架进行比较大的改造。并且已有的小车已经具有速度适中，能够及时的

9、停车。所以，采用第三种方案。声源选择方案一：利用NE555的无稳态多谐振荡器(AStabIeMU1tiVibrato1j的特性，产生9KHz的方波，并且NE555的输出电流大，可以直接驱动喇叭。电路简单。NE555的特点有：只需简单的电阻器、电容器，即可完成特定的振荡延时作用。其延时范围极广，可由几微秒至几小时之久。它的操作电源范围极大，可与TT1,CMOS等逻辑闸配合，也就是它的输出准位及输入触发准位，均能与这些逻辑系列的高、低态组合。其输出端的供给电流大，可直接推动多种自动控制的负载。它的计时精确度高、温度稳定度佳，且价格便宜。输出电流225mA(max)0上升/下降时间100nsNE55

10、5的无稳类间接反馈电路如图:1）特点：“以-7郎6.2（：”地与VCC相连，VD与RB并联。2）公式：T1=O.693R*C器等。3）用途：方波输出、音响告警、家电控制、检测仪器定时T2=0.693RB*CRA=RB时T1=T2F=0.722(RA*C)通过计算：RA=50K（可调电阻）RB=20K（可调电阻）C=IOnF方案二：利用单片机的一个定时器，及一个I/O口输出9KHz的方波，再经一个三极管进行电流放大去驱动喇叭。该方案具有输出频率稳定，但是占用一个定时器及一个I/O口。加大了小车上的主控单片机的负担。经过以上两种方案的分析，最终选用第一种方案。2.2.1接收器模块的选择：方案一：接

11、收模块由三个接收点A、B、C组成，每一个接收点由1M567和单片机组成，三个接收点用线连接，送入控制模块进行数据处理和控制。1M567为通用音调译码器，当输入信号于通带内时提供饱和晶体管对地开关，电路由I与Q检波器构成，由电压控制振荡器驱动振荡器确定译码器中心频率。用外接元件独立设定中心频率带宽和输出延迟。1M567集成锁相环路解码器及其外围元件组成锁相电路具有良好的噪声抑制能力和中心频率稳定性，电路工作时，输入信号在鉴相器PD1中与VCO的输出信号鉴相，相差信号经滤波回路滤波后，成为与相差成一定比例的电压信号，用于控制VOC输出频率f跟踪输入信号的相位变化。若输入信号频率落在锁相环路的捕获带

12、内，则环路锁定，在振荡器输出频率与输入频率相同时，二者之间只有一定相位差而无频率差。环路用于FM信号解调时，脚2输出的经过滤波后的相差信号可作为FM解调信号的输出，而当环路用于单音解调时，电路则利用PD2输出的相差信号。方案二：三个接收点分别应用声音定位传感器，只需简单的初始化，便可当接收到声音后就可以确定声源位置，并输出数据。但时间紧迫，价格昂贵。2. 2.2接收处理的选择：方案一：在每个接收点都设有一个单片机，用于准确的定时，和计算确切的声源坐标来。并通过串口给总单片机传输测量到的声源坐标，然后再进行相应的比较，发出相应的指令。但该方案，造成串口的不够用，和通信的复杂性。电路的繁琐。方案二

13、：只用一个单片机进行处理和控制三个接收点的工作。该方案省去了多个单片机之间的通信。电路简单。但是处在着反应的迟钝。也可把串口预留出来给无线收发模块的使用。两种方窠的分析如下：1 .计算声波的传播：V=340ms传播Im所用的时间约需要2.8ms,今传播ICn1所用的时间约需要28US今传播0.5cm所用的时间约需要14uso2 .单片机检测三个I/O所用的时间约IOuso综上计算，决定用第二种方案。2.3无线传输模块方案一：采用无线接收模块STR-30oSTR-30型微功率数传模块为上海桑博电子科技公司自主开发的智能型无线数传通信模块，支持多种接口波特率，通过硬件或者软件设置发送波特率和信道，

14、具有微发射功率大、多信道，多速率、高抗干扰能力和低误码率等特点，可以进行无线数据采集和传输，可与单片机直接连接使用。在模块设置完成后便可以进行数据传输，当模块收到用户设备发来的第一个数据后将自动进行无线网络连接，数据同步等工作，因此第一个数据将在5个字节时间延迟后从接收方串口输出。无线接收模块STR-30是一种只需4条线（2条电源线，2条串口通信线）便可进行通信的半双工串口通信类型的无线接收模块。该模块具有发送频率的稳定，检波的准确性，只能接收匹配的无线接收模块，才能进行准确通。并且发送数据的波特率是9600Kbt/sO便于单片机的波特率的设定。UserSystem(PC,MCU,RS485)

15、方案二：采用2262,2272,信号接收头。2262,2272,信号接收头,发送的是315MHZ的无线电。该方案具有体积小。但是占用的I/O多，浪费了资源。并且2272灵敏度差，不易接收，及存在较大的反应时间。不利于数据的及时处理。综上分析，最终选用第一种方案。.硬件电路设计3.1总体电路设计思路:3.2声源主控电路:3.3声源的无线接收三个接收器基站VCC3.4NE555电路:3.51M567电路:四.程序结构：4.1接收点主控程序流程图4.2声源主控程序流程图五.系统测试与误差分析1测试方法：将可移动声源放在OX线右侧，且在以AC、AB为边的正方形外。控制器发出信号到声源，声源发出声音，打开A、B、C接收点，声源运动并发出信号脉冲，接收点接收到传给控制器，控制器处理同时发射信号控制声源运动。记录从运动到停止的响应时间，求这段时间内的平均速度，测量定位误差，求精确值。重复3次，列表记录。2测试记录