声音引导系统论文.doc
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4、以STC89C51作为系统的控制器,用小车作为载体和蜂鸣器组成可移动声源,用直流电机来驱动小车,以便实现声源的准确定位。当可移动光源发出声音时,三个声音接收器MIC在不同的时间内接收到声音,三者间存在一定的时间差,利用此时间差来表示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Oy线)的误差信号。用Rf1100无线模块将此误差信号传输至可移动声源的载体控制器,以引导声源的运动。该系统较好的完成了声音导引系统所要求的多项指标且性价比高。一、系统方案1. 整体方案比较方案一:本系统采用闭环控制,用两片凌阳单片机SPCE061A作为控制核心,构成了主从机控制结构,从机控制小车的运行
5、,SPCE061A内部具有音频处理功能,可自动产生音频信号,形成可移动声源,同时还控制着无线通讯模块,实现系统的闭环控制。主机用来实现声音导引系统的控制,利用SPCE061A可接收音频信号,主机由采集到的不同声信号,经处理后产生误差信号,再根据闭环系统控制从机的运行,不断循环控制最终实现声音导引系统的功能要求。方案二:本系统采用闭环控制,用两片STC89C51单片机作为控制核心,构成了主从机控制结构,从机主要控制可移动声源形成,也即控制小车的运行及蜂鸣器产生的音频信号,同时还控制着无线通讯模块,实现系统的闭环控制。主机用来实现声音导引系统控制,声音接收器MIC接收声信号后输入单片机,主机由采集
6、到的不同声信号,再通过无线通讯把产生误差信号发送给从机,控制从机的运行,从机再经过无线反馈给主机,形成一个闭环控制,不断循环控制最终实现声音导引系统的功能要求。综合上述两种方案,方案二较为经济和简单,使用起来也比较方便,同时也可满足设计要求,因此选择方案二作为此系统的整体方案。2. 控制方案(1) 控制器采用STC89C51单片机,它是目前在相同性能条件下,价格最优的一种单片机,软件编程自由度大,可编程实现各种控制算法和逻辑功能。并且,由于芯片引脚少,在硬件扩展方面易于实现。因此,在本设计中采用STC89C51作为控制核心。(2) 小车驱动电机选择因题目中限制采用已提供的电机控制ASSP芯片(
7、型号MMC-1),综合各方面考虑所以采用普通的直流电机。(3) 电机驱动部分题目要求必须采用NEC提供的ASSP(MMC-1)控制电机,实现可移动声源的运行。ASSP芯片为多通道两相四线步进电机/直流电机控制芯片,基于NEC电子16位通道MCU固化专用程序,通过UART或SPI串行接口,为主控MCU扩展专用电机控制功能,所以采用ASSP芯片加L298N来驱动直流电机。(4) 无线模块选择用RF1100作为无线通信模块,RF1100是微功耗无线数模转换模块,数据传输速率快,传输距离时抗干扰强和穿透能力远,高灵敏度,低功耗,很好的实现了无线通讯,所以采用它将误差信号传输至可移动声源,引导其运动。3
8、. 系统设计综上所述,本系统采用单片机STC89C51通过芯片ASSP芯片(型号MMC-1)加L298N驱动器控制电动车的直流电机,来驱动小车实现声源的准确定位,用声音接收器MIC接收声信号,同时产生一个可移动声源离Ox线(或Oy线)的误差信号,并用Rf1100无线模块将此误差信号传输至可移动声源,以至引导声源的运动。4. 结构框图综上所述,系统由主机和从机组成,结构框图如图1、图2所示:单片机89C51外中断0外中断1无线发射 图1 单片机无线发射模块89C51单片机无线接收电机控制图2 单片机无线接收模块二、理论分析与计算1. 测量与控制方法本系统有两个重要的物理量需要测量。既距离和时间。
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