声控小车.doc

电子技术课程设计 实 验 报 告 声控玩具车控制电路的设计和制作 日期：2011年1月14日 评语： 指导教师签字： 日期： 目 录 一、设计任务………………………………………………………………………… 二、设计框图及电路系统概述……………………………………………………… 三、各单元电路的设计方案及原理说明…………………………………………… 四、调试过程及结果分析…………………………………………………………… 五、设计、安装及调试中的体会…………………………………………………… 六、参考文献………………………………………………………………………… 一、设计任务书： 1．主要内容： 该实验要求设计并制作声控智能玩具车电路，将电路板安装在普通的玩具车上，可利用声控指令使玩具车前进，并可使玩具车发出声音。 2．基本要求： （1）采用电容话筒或录音用的微型话筒接收声音 （2）汽车发声可选择发出警车声、救护车声、消防车声等 （3）使用计数电路对小汽车行进时间进行计时和显示 （4）汽车行进时间控制在2-10s可调 3．发挥部分： （1）增加遥控功能，通过红外遥控器实现对小车前进的控制。 （2）增加声音控制口令种类，并控制玩具车具有倒车功能。 （3）增加小车行驶里程计数显示。 二、设计框图及电路系统概述： 1．设计框图： 遥控转向发光电路计时电路发声电路驱动电机控制电路单稳态触发电路电信号处理声音接收以及声/电转化 遥控转向 发光电路 计时电路 发声电路 驱动电机 控制电路 单稳态触发电路 电信号处理 声音接收以及声/电转化 基本要求 发挥部分 ２.电路系统概述： 我们购买的小车本身自带遥控功能，可通过遥控器来控制小车前进、后退、左/右转，并且具有发声和发光的功能（这两个功能不由遥控器控制，开启电源时便发声、发光）。 在此基础上将其改造成我们所需要的声控车，让遥控功能变成附属功能，声音是主控因素。 我们的声控玩具车设计电路大致上由以下九部分组成： （1）声音接收以及声/电转化： 利用电容话筒收集外界的声音信号，电容话筒内的薄膜电极跟随声波振动而造成电容的容量变化，进而转化为电信号，但由于电容话筒内的电容值很小，所转化出来的电信号很微弱，需要经过处理才能成为我们所需要的电信号。 （2）电信号处理： 通过模拟放大电路放大微弱的电信号，并且利用比较器，在接收到声音信号瞬间产生一个合适的边沿触发，为后级电路中的单稳态触发电路的正常工作创造触发条件。 （3）单稳态触发电路： 接受前级电路的边沿触发后，单稳态触发电路将输出高电平的暂态，该暂态维持接收时间后将回到原来低电平的稳态，暂态的持续时间可通过滑动变阻器阻值的调节来控制。 （4）控制电路： 控制电路主要由继电器构成，当单稳态触发电路处于暂态时，继电器的刀和常开点导通；当单稳态触发电路处于稳态时，继电器的刀和常开点断开。对于后级电路来说，这相当于一个开关的作用，此开关由单稳态触发电路输出的电平高低自动控制。 当继电器的刀和常开点导通，则为后级的功能电路提供电源，小车将产生以下基本功能和发挥部分： （5）驱动电机： 继电器吸合后，构成完整的电机回路，电源驱动电机转动一小段时间，从而达到了玩具车启动、行驶一段时间并自行停止的功能。 （6）发声电路： 采用小车自带发声电路，通过继电器控制其工作和停止。 （7）计时电路： 计时电路包括秒脉冲发生电路、计数器和译码显示电路，对玩具车运行时间进行计时并显示，小车停止后，自动清零，为下一次计时做准备。 （8）发光电路： 采用小车自带发光电路，改造后实现声音开启灯光。 （9）遥控转向电路： 小车自带遥控功能，经过改造后实现遥控仅能控制左右转向，而不能驱动小车。 三：各单元电路的设计方案及原理说明： 1．总电路原理图： 2．各单元电路的设计方案及原理说明： （1）声音接受以及声电转化： 驻极体电容话筒的频响范围较窄，但灵敏度高，体积可以做的很小。因此我们采用驻极体电容话筒来实现声音接受以及声/电转化。 （2）电信号预处理（放大）： 方案一：采用模拟电路的放大电路实现电信号的放大（采用） 电路原理图如下： 用Multisim 10.0仿真时，假设由电容话筒转化而来的微弱电信号为幅值为50mV的正弦波，则经过模拟放大电路后，输出电压如下： 在实际测试中，当我们向电容话筒放出声响时，其输出为1.4V左右。 方案二：采用LM324构成两级同向比例运算电路实现电信号的放大（未采用） 此方案来源于上学期模电实验的语音放大器的前置放大电路，通过在电路箱上搭接电路测试，我们发现，在5V电源电压