基于AT89S52的聲音導(dǎo)引系統(tǒng)設(shè)計
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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)測試、分析，最終確定理想數(shù)值?？紤]到算法的簡單可行和實際應(yīng)用，采用方案一最簡單，且能夠?qū)崿F(xiàn)小車速度的控制。
2 單元硬件電路設(shè)計
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．對各電路的設(shè)計與實現(xiàn)，分別有以下不同的設(shè)計方案。
2．1 可移動聲源調(diào)制電路設(shè)計
可移動聲源產(chǎn)生的信號為周期性音頻脈沖信號。利用RC振蕩電路產(chǎn)生可調(diào)的周期性音頻脈沖信號，經(jīng)功率放大再由揚聲器向外發(fā)送，該方案產(chǎn)生的音頻信號高次諧波信號較大，經(jīng)過電路的改進使高次諧波大大減小，可以滿足設(shè)計要求。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
接收器電路主要用于接收可移動聲源發(fā)出的音頻脈沖信號，然后傳送給單片機(MCUl)，由單片機1(MCUl)對接收器接收到聲源信號的時間做處理，檢測出當(dāng)前小車的位置，然后通過無線發(fā)送給單片機2(MCU2)。所以能不能很好地接收到音頻信號是整過設(shè)計的關(guān)鍵。設(shè)計考慮接收器的信號采集傳感器采用MIC，將采集信號放大、濾波、整形，產(chǎn)生方波信號，傳送給單片機，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，可實現(xiàn)對聲源信號的接收。電路圖如圖4所示。
2．3 小車控制電路設(shè)計
小車控制電路設(shè)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(qū)動電機轉(zhuǎn)動。L298N芯片可以驅(qū)動兩個二相電機，也可以驅(qū)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(diào)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(zhuǎn)速及轉(zhuǎn)向。此方案接口簡單，不占用系統(tǒng)資源。
2．4 小車轉(zhuǎn)向精度控制及路程計算
小車轉(zhuǎn)向精度控制及路程計算的方案有多種，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(zhuǎn)向控制。
3 軟件設(shè)計
3．1 軟件設(shè)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(yù)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(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向；如果收到數(shù)據(jù)后判斷到達了預(yù)定位置，則發(fā)出聲光信號指示到達了預(yù)定位置。
對于監(jiān)測端程序設(shè)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。
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