單片機實現(xiàn)聲音導引系統(tǒng)方案

2.3 小車控制電路設計

　　小車控制電路設計采用NEC的電機控制ASSP芯片(型號MMC-1)實現(xiàn)可移動聲源的運動，用UART模式和ASSP芯片進行通信使之提供控制信號，再用L298驅動電機轉動。L298N芯片可以驅動兩個二相電機，也可以驅動一個四相電機，輸出電壓最高可達50 V，可以直接通過電源來調節(jié)輸出電壓;可以直接用ASSP芯片口提供信號;而且電路簡單，使用比較方便。通過控制L298的 INl，IN2，IN3，IN4輸入端控制電機的轉速及轉向。此方案接口簡單，不占用系統(tǒng)資源。

　　2.4 小車轉向精度控制及路程計算

　　小車轉向精度控制及路程計算的方案有多種，考慮到安裝的復雜和調試容易程度，設計采用反射式光電對管，對車輪上的黑白碼盤檢測，產(chǎn)生脈沖計數(shù)，從而計算小車行駛路程和轉向控制。

　　3 軟件設計

　　3.1 軟件設計說明

　　在小車程序中，一開始打開無線接收，在收到數(shù)據(jù)后進行判斷小車是否到達預定位置，如果沒有到達則繼續(xù)由算法控制計算PWM值，由PWM值控制電機的轉速和轉向;如果收到數(shù)據(jù)后判斷到達了預定位置，則發(fā)出聲光信號指示到達了預定位置。

　　對于監(jiān)測端程序設計，首先對測量值通過濾波算法進行濾波，然后將上次的測量值發(fā)送，再將定時器清零，判斷INT3是否有下降沿到來，如果沒有監(jiān)測到下降沿，則繼續(xù)等待，如果有，則開定時器，開中斷，延時100μs后又繼續(xù)對測量值濾波。

　　3.2 程序流程圖

　　程序流程如圖7所示。

　　4 測試數(shù)據(jù)

　　4.1 基本要求

　　(1)可移動聲源發(fā)出聲音后開始運動，到達ox線并停止，這段運動時間為響應時間，測量響應時間，用下列公式計算出響應的平均速度，要求平均速度大于5 cm/s。

　　(2)可移動聲源停止后的位置與ox線之間的距離即定位誤差，定位誤差小于3 cm。

　　(3)可移動聲源在運動過程中任意時刻超過ox線左側的距離，超過ox線左側的距離小于5 cm。

　　(4)可移動聲源到達ox線后，必須有明顯的光和聲指示。

　　(5)將可移動聲源轉向180°(可手動調整發(fā)聲器件方向)，能夠重復基本要求。

　　4.2 發(fā)揮部分

　　(1)平均速度大于10 cm/s;定位誤差小于1 cm;可移動聲源在運動過程中任意時刻超過ox線左側距離小于2 cm。

　　(2)在完成基本要求部分移動到ox線上后，可移動聲源在原地停止5～10 s，然后利用接收器A和C，使可移動聲源運動到W點，到達W點以后，必須有明顯的光和聲指示并停止，此時聲源距離W的直線距離小于1 cm。整個運動過程的平均速度大于10 cm/s。

　　4.3 基本要求測試

　　測試數(shù)據(jù)表如表l所示。將可移動聲源轉向180°(可手動調整發(fā)聲器件方向)，重復上述基本要求。測試數(shù)據(jù)表如表2所示。

　　4.4 發(fā)揮部分測試

　　測試數(shù)據(jù)如表3所示。

　　經(jīng)測試數(shù)據(jù)顯示，該設計能夠達到大賽的基本要求，對于發(fā)揮部分也基本能夠實現(xiàn)。

　　5 結語

　　該設計基于完備可靠的硬件設計，采用NEC電子電機控制ASSP芯片和AT89S52的控制和運算優(yōu)勢，使用了一套獨特的軟件算法，實現(xiàn)了聲音導引系統(tǒng)的精確控制。