無(wú)線收發(fā)的聲音導(dǎo)引系統(tǒng)

摘要：設(shè)計(jì)以STC89C58單片機(jī)為核心的最小系統(tǒng)。采用L297與L298控制、驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)；音頻放大器采用CX20106芯片，信號(hào)頻率選擇、放大性能好；同時(shí)具有433 MHz無(wú)線接收發(fā)模塊等。音頻接收器接收小車發(fā)出的15 kHz音頻信號(hào)，通過(guò)采集、放大、濾波等環(huán)節(jié)傳送至接收端單片機(jī)；利用時(shí)間差作為變量，將對(duì)應(yīng)的信息無(wú)線發(fā)送回小車處理器，控制小車移動(dòng)到達(dá)預(yù)定位置。
關(guān)鍵詞：聲音導(dǎo)引；無(wú)線收發(fā)；運(yùn)算放大；STC89C58

引言
聲音引導(dǎo)在工業(yè)、民用等領(lǐng)域有著廣闊的應(yīng)用空間。本文基于主從兩塊單片機(jī)設(shè)計(jì)了聲音引導(dǎo)電動(dòng)小車運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)。該系統(tǒng)由可移動(dòng)聲源(智能小車)和聲音接收控制電路等組成。其主要功能是由聲音接收控制電路接收并處理移動(dòng)聲源發(fā)出的聲音信號(hào)，通過(guò)無(wú)線的方式向移動(dòng)聲
源控制電路發(fā)送方位、速度等信息，使移動(dòng)聲源達(dá)到預(yù)期的目標(biāo)。系統(tǒng)的移動(dòng)聲源采用了步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)的小車，角度、位移控制較為精確。

1 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)
系統(tǒng)硬件總體框圖如圖1所示。主控、從控單片機(jī)為宏晶科技的STC89C58。

1．1 電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊
電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊電路如圖2所示。驅(qū)動(dòng)模塊采用L298驅(qū)動(dòng)芯片和L297電機(jī)控制芯片。L298驅(qū)動(dòng)芯片是性能優(yōu)越的小型直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片，可用來(lái)驅(qū)動(dòng)兩個(gè)直流電機(jī)或者是一個(gè)步進(jìn)電機(jī)；在4～46 V的電壓下，可以提供2 A的驅(qū)動(dòng)電流。L298還有過(guò)熱自動(dòng)關(guān)斷功能，并有反饋電流檢測(cè)功能，符合電機(jī)驅(qū)動(dòng)的需要。L297芯片為電機(jī)驅(qū)動(dòng)的前級(jí)電路，主要用來(lái)產(chǎn)生格雷碼，避免了用單片機(jī)引腳直接控制所造成的資源浪費(fèi)。

本系統(tǒng)采用的是步進(jìn)電機(jī)。步進(jìn)電機(jī)是將電脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)榻俏灰苹蚓€位移的開(kāi)環(huán)控制元件。在非超載的情況下，電機(jī)的轉(zhuǎn)速、停止的位置只取決于脈沖信號(hào)的頻率和脈沖數(shù)，而不受負(fù)載變化的影響，即給電機(jī)加一個(gè)脈沖信號(hào)，電機(jī)則轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)步進(jìn)角。這一線性關(guān)系的存在，加上步進(jìn)電機(jī)只有周期性的誤差而無(wú)累積誤差等特點(diǎn)，在速度、位置等控制領(lǐng)域用步進(jìn)電機(jī)來(lái)控制變得非常簡(jiǎn)單。
采用步進(jìn)電機(jī)作為電動(dòng)車的電動(dòng)機(jī)，可以通過(guò)脈沖控制實(shí)現(xiàn)速度與精度兼得。