無(wú)線(xiàn)收發(fā)的聲音導引系統

摘要：設計以STC89C58單片機為核心的最小系統。采用L297與L298控制、驅動(dòng)步進(jìn)電機；音頻放大器采用CX20106芯片，信號頻率選擇、放大性能好；同時(shí)具有433 MHz無(wú)線(xiàn)接收發(fā)模塊等。音頻接收器接收小車(chē)發(fā)出的15 kHz音頻信號，通過(guò)采集、放大、濾波等環(huán)節傳送至接收端單片機；利用時(shí)間差作為變量，將對應的信息無(wú)線(xiàn)發(fā)送回小車(chē)處理器，控制小車(chē)移動(dòng)到達預定位置。
關(guān)鍵詞：聲音導引；無(wú)線(xiàn)收發(fā)；運算放大；STC89C58

引言
聲音引導在工業(yè)、民用等領(lǐng)域有著(zhù)廣闊的應用空間。本文基于主從兩塊單片機設計了聲音引導電動(dòng)小車(chē)運動(dòng)系統。該系統由可移動(dòng)聲源(智能小車(chē))和聲音接收控制電路等組成。其主要功能是由聲音接收控制電路接收并處理移動(dòng)聲源發(fā)出的聲音信號，通過(guò)無(wú)線(xiàn)的方式向移動(dòng)聲
源控制電路發(fā)送方位、速度等信息，使移動(dòng)聲源達到預期的目標。系統的移動(dòng)聲源采用了步進(jìn)電機驅動(dòng)的小車(chē)，角度、位移控制較為精確。

1 系統硬件設計
系統硬件總體框圖如圖1所示。主控、從控單片機為宏晶科技的STC89C58。

1．1 電機驅動(dòng)模塊
電機驅動(dòng)模塊電路如圖2所示。驅動(dòng)模塊采用L298驅動(dòng)芯片和L297電機控制芯片。L298驅動(dòng)芯片是性能優(yōu)越的小型直流電機驅動(dòng)芯片，可用來(lái)驅動(dòng)兩個(gè)直流電機或者是一個(gè)步進(jìn)電機；在4～46 V的電壓下，可以提供2 A的驅動(dòng)電流。L298還有過(guò)熱自動(dòng)關(guān)斷功能，并有反饋電流檢測功能，符合電機驅動(dòng)的需要。L297芯片為電機驅動(dòng)的前級電路，主要用來(lái)產(chǎn)生格雷碼，避免了用單片機引腳直接控制所造成的資源浪費。

本系統采用的是步進(jìn)電機。步進(jìn)電機是將電脈沖信號轉變?yōu)榻俏灰苹蚓€(xiàn)位移的開(kāi)環(huán)控制元件。在非超載的情況下，電機的轉速、停止的位置只取決于脈沖信號的頻率和脈沖數，而不受負載變化的影響，即給電機加一個(gè)脈沖信號，電機則轉過(guò)一個(gè)步進(jìn)角。這一線(xiàn)性關(guān)系的存在，加上步進(jìn)電機只有周期性的誤差而無(wú)累積誤差等特點(diǎn)，在速度、位置等控制領(lǐng)域用步進(jìn)電機來(lái)控制變得非常簡(jiǎn)單。
采用步進(jìn)電機作為電動(dòng)車(chē)的電動(dòng)機，可以通過(guò)脈沖控制實(shí)現速度與精度兼得。