小車控制電路設(shè)計(jì) - 單片機(jī)實(shí)現(xiàn)聲音導(dǎo)引系統(tǒng)方案

　　小車控制電路設(shè)計(jì)采用NEC的電機(jī)控制ASSP芯片(型號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，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(jī)的轉(zhuǎn)速及轉(zhuǎn)向。此方案接口簡單，不占用系統(tǒng)資源。

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　　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)采用反射式光電對管，對車輪上的黑白碼盤檢測，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。

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　　3 軟件設(shè)計(jì)

　　3.1 軟件設(shè)計(jì)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(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)出聲光信號指示到達(dá)了預(yù)定位置。

　　對于監(jiān)測端程序設(shè)計(jì)，首先對測量值通過濾波算法進(jìn)行濾波，然后將上次的測量值發(fā)送，再將定時(shí)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(shí)器，開中斷，延時(shí)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。

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　　4 測試數(shù)據(jù)

　　4.1 基本要求

　　(1)可移動(dòng)聲源發(fā)出聲音后開始運(yùn)動(dòng)，到達(dá)ox線并停止，這段運(yùn)動(dòng)時(shí)間為響應(yīng)時(shí)間，測量響應(yīng)時(shí)間，用下列公式計(jì)算出響應(yīng)的平均速度，要求平均速度大于5 cm/s。

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　　(2)可移動(dòng)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(dòng)聲源在運(yùn)動(dòng)過程中任意時(shí)刻超過ox線左側(cè)的距離，超過ox線左側(cè)的距離小于5 cm。

　　(4)可移動(dòng)聲源到達(dá)ox線后，必須有明顯的光和聲指示。

　　(5)將可移動(dòng)聲源轉(zhuǎn)向180°(可手動(dòng)調(diào)整發(fā)聲器件方向)，能夠重復(fù)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(dòng)聲源在運(yùn)動(dòng)過程中任意時(shí)刻超過ox線左側(cè)距離小于2 cm。

　　(2)在完成基本要求部分移動(dòng)到ox線上后，可移動(dòng)聲源在原地停止5～10 s，然后利用接收器A和C，使可移動(dòng)聲源運(yùn)動(dòng)到W點(diǎn)，到達(dá)W點(diǎn)以后，必須有明顯的光和聲指示并停止，此時(shí)聲源距離W的直線距離小于1 cm。整個(gè)運(yùn)動(dòng)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(dòng)聲源轉(zhuǎn)向180°(可手動(dòng)調(diào)整發(fā)聲器件方向)，重復(fù)上述基本要求。測試數(shù)據(jù)表如表2所示。

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　　4.4 發(fā)揮部分測試

　　測試數(shù)據(jù)如表3所示。

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　　經(jīng)測試數(shù)據(jù)顯示，該設(shè)計(jì)能夠達(dá)到大賽的基本要求，對于發(fā)揮部分也基本能夠?qū)崿F(xiàn)。

　　5 結(jié)語

　　該設(shè)計(jì)基于完備可靠的硬件設(shè)計(jì)，采用NEC電子電機(jī)控制ASSP芯片和AT89S52的控制和運(yùn)算優(yōu)勢，使用了一套獨(dú)特的軟件算法，實(shí)現(xiàn)了聲音導(dǎo)引系統(tǒng)的精確控制。