基于AT89S52的聲音導(dǎo)引系統(tǒng)設(shè)計(jì)
式中:△un為第n次輸出增量;en為第n次偏差;en-1為第n-1次偏差;en-2為第n-2次偏差。增量式PID控制系統(tǒng)中的KP,KI,KD參數(shù),一般經(jīng)反復(fù)測(cè)試、分析,最終確定理想數(shù)值??紤]到算法的簡(jiǎn)單可行和實(shí)際應(yīng)用,采用方案一最簡(jiǎn)單,且能夠?qū)崿F(xiàn)小車速度的控制。
2 單元硬件電路設(shè)計(jì)
根據(jù)系統(tǒng)組成框圖,系統(tǒng)只要由以下幾部分電路組成.對(duì)各電路的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn),分別有以下不同的設(shè)計(jì)方案。
2.1 可移動(dòng)聲源調(diào)制電路設(shè)計(jì)
可移動(dòng)聲源產(chǎn)生的信號(hào)為周期性音頻脈沖信號(hào)。利用RC振蕩電路產(chǎn)生可調(diào)的周期性音頻脈沖信號(hào),經(jīng)功率放大再由揚(yáng)聲器向外發(fā)送,該方案產(chǎn)生的音頻信號(hào)高次諧波信號(hào)較大,經(jīng)過(guò)電路的改進(jìn)使高次諧波大大減小,可以滿足設(shè)計(jì)要求。電路圖如圖3所示。本文引用地址:http://butianyuan.cn/article/173314.htm
2.2 接收器電路設(shè)計(jì)
接收器電路主要用于接收可移動(dòng)聲源發(fā)出的音頻脈沖信號(hào),然后傳送給單片機(jī)(MCUl),由單片機(jī)1(MCUl)對(duì)接收器接收到聲源信號(hào)的時(shí)間做處理,檢測(cè)出當(dāng)前小車的位置,然后通過(guò)無(wú)線發(fā)送給單片機(jī)2(MCU2)。所以能不能很好地接收到音頻信號(hào)是整過(guò)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵。設(shè)計(jì)考慮接收器的信號(hào)采集傳感器采用MIC,將采集信號(hào)放大、濾波、整形,產(chǎn)生方波信號(hào),傳送給單片機(jī),由于MIC靈敏度較高,受外界噪聲干擾較大,中間加高通濾波電路,可實(shí)現(xiàn)對(duì)聲源信號(hào)的接收。電路圖如圖4所示。
2.3 小車控制電路設(shè)計(jì)
小車控制電路設(shè)計(jì)采用NEC的電機(jī)控制ASSP芯片(型號(hào)MMC-1)實(shí)現(xiàn)可移動(dòng)聲源的運(yùn)動(dòng),用UART模式和ASSP芯片進(jìn)行通信使之提供控制信號(hào),再用L298驅(qū)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)。L298N芯片可以驅(qū)動(dòng)兩個(gè)二相電機(jī),也可以驅(qū)動(dòng)一個(gè)四相電機(jī),輸出電壓最高可達(dá)50 V,可以直接通過(guò)電源來(lái)調(diào)節(jié)輸出電壓;可以直接用ASSP芯片口提供信號(hào);而且電路簡(jiǎn)單,使用比較方便。通過(guò)控制L298的INl,IN2,IN3,IN4輸入端控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速及轉(zhuǎn)向。此方案接口簡(jiǎn)單,不占用系統(tǒng)資源。
2.4 小車轉(zhuǎn)向精度控制及路程計(jì)算
小車轉(zhuǎn)向精度控制及路程計(jì)算的方案有多種,考慮到安裝的復(fù)雜和調(diào)試容易程度,設(shè)計(jì)采用反射式光電對(duì)管,對(duì)車輪上的黑白碼盤檢測(cè),產(chǎn)生脈沖計(jì)數(shù),從而計(jì)算小車行駛路程和轉(zhuǎn)向控制。
3 軟件設(shè)計(jì)
3.1 軟件設(shè)計(jì)說(shuō)明
在小車程序中,一開始打開無(wú)線接收,在收到數(shù)據(jù)后進(jìn)行判斷小車是否到達(dá)預(yù)定位置,如果沒有到達(dá)則繼續(xù)由算法控制計(jì)算PWM值,由PWM值控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向;如果收到數(shù)據(jù)后判斷到達(dá)了預(yù)定位置,則發(fā)出聲光信號(hào)指示到達(dá)了預(yù)定位置。
對(duì)于監(jiān)測(cè)端程序設(shè)計(jì),首先對(duì)測(cè)量值通過(guò)濾波算法進(jìn)行濾波,然后將上次的測(cè)量值發(fā)送,再將定時(shí)器清零,判斷INT3是否有下降沿到來(lái),如果沒有監(jiān)測(cè)到下降沿,則繼續(xù)等待,如果有,則開定時(shí)器,開中斷,延時(shí)100μs后又繼續(xù)對(duì)測(cè)量值濾波。
評(píng)論