基于AT89S52的聲音導(dǎo)引系統(tǒng)設(shè)計(jì)
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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://www.ex-cimer.com/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(kāi)始打開(kāi)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(méi)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(méi)有監(jiān)測(cè)到下降沿，則繼續(xù)等待，如果有，則開(kāi)定時(shí)器，開(kāi)中斷，延時(shí)100μs后又繼續(xù)對(duì)測(cè)量值濾波。
評(píng)論