定位小车的设计制作论文.doc

本科毕业设计（论文） 题目：声波定位电动车设计 分 院 信息科学与工程学院 专 业 电气工程与自动化 摘　要 【摘要】本系统以增强型单片机c8051f020和c8051f330为控制核心，使用电动小车作为移动声源载体。使用NEC的电机控制芯片ASSP_MMC-1控制直流电机。声源由f330单片机产生周期性声音信号。接收端使用麦克风接收声音信号，信号经比例放大、滤波、电压比较后送入f020单片机。接收端通过计算声音到达三个接受端的时间差来控制小车的运动。 【关键词】声音引导，单片机，时间，偏差 目　录 摘　要 I 目　录 IV 1引言 1 1.1 选题的意义和背景 1 1.1.1 选题的背景 1 1.1.2 选题的意义 2 1.2 声控技术、电动小车控制的发应用 2 1.2.1 各类传感器的介绍 2 1.2.2 声音定位技术的发展 3 1.2.3 智能电动小车的发展历程 4 1.3 小结 6 2 声波定位电动车控制系统设计 7 2.1 数学建模分析 7 2.2 动态过程分析 8 2.3 声波定位电动车系统各方案设计论证 11 2.3.1 接收端主控处理芯片工作方式的论证 11 2.3.2 声波产生方式的选择 13 2.3.3 电动小车电机的选择 14 2.3.4 声波发生端、声波接收端的单片机时效性的论证 14 2.3.5 实现时间差检测功能的方案论证与分析 15 2.4 小结 16 3 声波定位电动车硬件电路设计 17 3.1 系统整体实现方框图 17 3.2 移动声波发生端（电动小车）硬件电路设计 18 3.2.1 总体设计 18 3.2.2 电动小车电源设计 19 3.2.3 C8051F330单片机最小系统设计 19 3.2.4 LM386声波功率放大电路 22 3.2.5 NEC电机控制ASSP芯片MMC-1处理电路、LB1836直流电机驱动电路 24 3.2.6 LM339车轮码盘检测电路 28 3.2.7 RFM-12无线信号接收电路 30 3.3 声波接收处理端硬件电路设计 31 3.3.1 总体设计 31 3.3.2 C8051F020最小系统硬件电路设计 32 3.3.3 A、B、C接收点声波接收预处理电路硬件设计 33 3.3.4 RFM-12无线信号发送电路 35 3.4 小结 36 4 软件设计 38 4.1 概述 38 4.2 声波定位过程 38 4.3 移动声波发生端（电动小车）软件设计 39 4.3.1 声波发生端程序流程图 40 4.3.2 声波信号发生子程序 41 4.3.3 电动车转向90度、转向180度检测控制 41 4.3.4 无线信号的通讯协议 42 4.4 声波接收处理端软件设计 42 4.4.1 声波接收处理端程序流程图 43 4.4.2 电动小车起始状态的判断 44 通过接收端接收到电动小车声波信号的强弱来进行小车初始状态判断。 44 当电动小车正向放置于起点时，喇叭正对A点驻极体话筒，A点接收到的信号强，驻极体话筒采集到的电压信号能够通过信号预处理电路的阈值电压，从而输出大量的脉冲信号。 44 当电动小车反向放置于起点时，喇叭背对A点驻极体话筒，A点接收到的信号弱，驻极体话筒采集到的电压信号有一部分不能够通过信号预处理电路的阈值电压比较，导致输出的脉冲信号减少。 44 4.4.3 处理A、B、C三个接收点的脉冲信号，判断电动小车位置 46 4.4.4 控制无线模块发送无线信号，指引小车运动 50 4.5 小结 51 5 系统测试及误差分析 52 5.1 测量仪器 52 5.2 测试方法 52 5.3 数据测量分析 52 5.4 总结 52 参考文献 53 致谢 54 1引言 选题的意义和背景 选题的背景 目前，国内外高校控制类的电子产品制作一直是一项热点，其中大多数以电动小车为载体，通过控制其行进方向或其他动作来实现相应的功能，将这些电子制作加以适当的改进即可成为产品，以满足人们日常生产、生活中的各类需求，此类电子产品应用性强，拥有广阔的市场前景。 在电动小车控制方法中，国内外高校基本基本通过程控、寻轨、光源引导方法，如自动寻迹小车：能够沿着路面贴好的黑色轨道行进，可以应用于需要按照规定路线行驶的场合；自动寻光小车：能够判别光源发出光线的强弱调整行进方向，自动驶向光源，可以应用于设定光源位置来进行定位的场合，上述两种技术方法较为成熟，电路结构、控制程序已经模式化，可实现复杂的技术指标，但通过声源定位，来引导电动小车行进，国内外高校对于此类定位技术的研究尚属空白，尚无可以参考借鉴的技术资料，现实生产生活中，对于声音定位的要求存在需求。 声波定位电动车作为一个控制类的电子作品，对声波的发生装置、接收装置均有较高的技术指标要求，通过