声音引导系统设计报告

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本文设计了一个基于低功耗单片机MSP430F2618 声音引导系统，系统分为声音检测系统（主机）和移动声源系统（从机）两个子系统。主机部分利用传声
器（MIC）接收从机发出的3.2KHz 声音信号，经过前级信号调理电路，完成信号的检测；由主机控制芯片MCU对采集的声音信号进行处理，计算出从机当前位置信息，再利用无线模块发送指令控制从机运动。从机部分接收主机发送的位置信息及控制指令，并运用比例积分微分（PID）控制算法及脉宽调制（PWM）完成对电机的控制，从而实现了对移动声源运动状态的控制。此次设计的声音引导系统，基本完成设计要求，从机平均预置位置误差小于3cm，达到了题目的基本部分要求，从机运动速度可达10cm/s 以上,超过了题目要求。
关键词：MSP430F2618 NE5532 uPD78F1203 无线收发 PWM 控制
根据题目要求，声源引导系统，可按功能划分为声音检测系统（主机）和移动声源系统（从机）两个子系统。利用声音信号，实现主机对从机进行精确定位，再通过无线模块发送指令，控制从机运动到规定的位置，并发出指示。因此实现该系统，可有以下方案可选：
方案一：基于主控制器SPCE061A 和Atmega16完成系统设计。在此方案中，由SPCE061A 作为主机控制核心，利用其内部的硬件资源完成音频信号处理；再配以无线收发模块及LCD显示模块完成设计。从机以Atmega16 单片机为主控芯片，再配以无线收发模块、电机驱动模块、声源模块等辅助电路模块完成设计。此方案，结合SPCE061A 强大的语音处理能力和Atmega16 强大的控制能力，可以大大减轻系统实现的难度，尤其是语音信号的检测和处理难度。
方案二：以MSP430F2618 单片机作为控制核心，构建整个声音引导系统。主机部分主要由MSP430F2618 主控模块、无线收发模块、声音接收及处理模块
及LCD显示模块等功能模块电路组成；从机主要由MSP430F2618 主控模块、无线收发模块、电机驱动模块、声源模块及声光报警模块等功能模块电路构成。通过上述二个方案的方案论述，一使用两款不同型号的单片机作为控制器，因此可以很好的发挥各自的优势，尤其是SPCE061A 的语音处理功能，硬件电路设计相对简单，但两款MCU需要用不同的软件开发平台，软件编程难度较大，在如此短的时间内完成设计要求比较困难。方案二，使用常用低功耗430单片机，其硬件资源多能够满足题目设计要求，并且我们平时使用该系列单片机，软件编程相对容易，并且其功耗低，性价比高。经综合考虑选择方案三。