单片机实现声音导引系统方案

2.3 小车控制电路设计

　　小车控制电路设计采用NEC的电机控制ASSP芯片(型号MMC-1)实现可移动声源的运动，用UART模式和ASSP芯片进行通信使之提供控制信号，再用L298驱动电机转动。L298N芯片可以驱动两个二相电机，也可以驱动一个四相电机，输出电压最高可达50 V，可以直接通过电源来调节输出电压;可以直接用ASSP芯片口提供信号;而且电路简单，使用比较方便。通过控制L298的 INl，IN2，IN3，IN4输入端控制电机的转速及转向。此方案接口简单，不占用系统资源。

　　2.4 小车转向精度控制及路程计算

　　小车转向精度控制及路程计算的方案有多种，考虑到安装的复杂和调试容易程度，设计采用反射式光电对管，对车轮上的黑白码盘检测，产生脉冲计数，从而计算小车行驶路程和转向控制。

　　3 软件设计

　　3.1 软件设计说明

　　在小车程序中，一开始打开无线接收，在收到数据后进行判断小车是否到达预定位置，如果没有到达则继续由算法控制计算PWM值，由PWM值控制电机的转速和转向;如果收到数据后判断到达了预定位置，则发出声光信号指示到达了预定位置。

　　对于监测端程序设计，首先对测量值通过滤波算法进行滤波，然后将上次的测量值发送，再将定时器清零，判断INT3是否有下降沿到来，如果没有监测到下降沿，则继续等待，如果有，则开定时器，开中断，延时100μs后又继续对测量值滤波。

　　3.2 程序流程图

　　程序流程如图7所示。

　　4 测试数据

　　4.1 基本要求

　　(1)可移动声源发出声音后开始运动，到达ox线并停止，这段运动时间为响应时间，测量响应时间，用下列公式计算出响应的平均速度，要求平均速度大于5 cm/s。

　　(2)可移动声源停止后的位置与ox线之间的距离即定位误差，定位误差小于3 cm。

　　(3)可移动声源在运动过程中任意时刻超过ox线左侧的距离，超过ox线左侧的距离小于5 cm。

　　(4)可移动声源到达ox线后，必须有明显的光和声指示。

　　(5)将可移动声源转向180°(可手动调整发声器件方向)，能够重复基本要求。

　　4.2 发挥部分

　　(1)平均速度大于10 cm/s;定位误差小于1 cm;可移动声源在运动过程中任意时刻超过ox线左侧距离小于2 cm。

　　(2)在完成基本要求部分移动到ox线上后，可移动声源在原地停止5～10 s，然后利用接收器A和C，使可移动声源运动到W点，到达W点以后，必须有明显的光和声指示并停止，此时声源距离W的直线距离小于1 cm。整个运动过程的平均速度大于10 cm/s。

　　4.3 基本要求测试

　　测试数据表如表l所示。将可移动声源转向180°(可手动调整发声器件方向)，重复上述基本要求。测试数据表如表2所示。

　　4.4 发挥部分测试

　　测试数据如表3所示。

　　经测试数据显示，该设计能够达到大赛的基本要求，对于发挥部分也基本能够实现。

　　5 结语

　　该设计基于完备可靠的硬件设计，采用NEC电子电机控制ASSP芯片和AT89S52的控制和运算优势，使用了一套独特的软件算法，实现了声音导引系统的精确控制。