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1设计以STC89C58单片机为核心的最小系统.doc

1设计以STC89C58单片机为核心的最小系统

平凡的程序员小强
2018-09-04 0人阅读 举报 0 0 暂无简介

简介:本文档为《1设计以STC89C58单片机为核心的最小系统doc》,可适用于工程科技领域

资料来源电子下载网下载时间::本文地址http:ujjcomshejiqianrushihtml设计以STCC单片机为核心的最小系统摘要:设计以STCC单片机为核心的最小系统。采用L与L控制、驱动步进电机音频放大器采用CX芯片信号频率选择、放大性能好同时具有MHz无线接收发模块等。音频接收器接收小车发出的kHz音频信号通过采集、放大、滤波等环节传送至接收端单片机利用时间差作为变量将对应的信息无线发送回小车处理器控制小车移动到达预定位置。关键词:声音导引无线收发运算放大STCC中图分类号:TB文献标识码:ASoundGuidanceSystemBasedonWirelessTransceiverLiXiaosong,SunHang(TaiyuanUniversityofScienceandTechnology,TaiyuanChina)Abstract:AminimumsystemisdesignedwithSTCCascorechipLandLareresponsibletocontrolanddrivethesteppermotorTheaudioamplifierusesCX,showsgoodfrequencyselectionandamplificationperformance,andhasaMHzwirelessreceiverTheaudioreceiverreceiveskHzaudiosignaltransmittedfromacarandsendsthesignaltothereceivermicrocontrollerbysignalcollection,amplification,filtering,etcUsingthetimedifferenceasavariable,theinformationissentbacktothecarprocessorswirelessly,andcontrolsthecartoreachitsintendedlocationKeywords:soundguidancewirelesstransceiveroperationalamplifierSTCC引言  声音引导在工业、民用等领域有着广阔的应用空间。本文基于主从两块单片机设计了声音引导电动小车运动系统。该系统由可移动声源(智能小车)和声音接收控制电路等组成。其主要功能是由声音接收控制电路接收并处理移动声源发出的声音信号通过无线的方式向移动声源控制电路发送方位、速度等信息使移动声源达到预期的目标。系统的移动声源采用了步进电机驱动的小车角度、位移控制较为精确。 系统硬件设计  系统硬件总体框图如图所示。主控、从控单片机为宏晶科技的STCC。图 系统硬件总体框图 电机驱动模块  电机驱动模块电路如图所示。驱动模块采用L驱动芯片和L电机控制芯片。L驱动芯片是性能优越的小型直流电机驱动芯片可用来驱动两个直流电机或者是一个步进电机在~V的电压下可以提供A的驱动电流。L还有过热自动关断功能并有反馈电流检测功能符合电机驱动的需要。L芯片为电机驱动的前级电路主要用来产生格雷码避免了用单片机引脚直接控制所造成的资源浪费。图 电机驱动模块电路  本系统采用的是步进电机。步进电机是将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制元件。在非超载的情况下电机的转速、停止的位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲数而不受负载变化的影响即给电机加一个脉冲信号电机则转过一个步进角。这一线性关系的存在加上步进电机只有周期性的误差而无累积误差等特点在速度、位置等控制领域用步进电机来控制变得非常简单。采用步进电机作为电动车的电动机可以通过脉冲控制实现速度与精度兼得。 声音发生装置  以扬声器作为车载声源加之多谐振荡电路,可以向声音接收器发送一定频率的声音脉冲。多谐振荡电路的应用可节省宝贵的单片机资源。  定时器是一种模拟电路和数字电路相结合的中规模集成器件。它性能优良适用范围很广外部接少量的阻容元件就可以很方便地组成多谐振荡器产生稳定的方波波形。由定时器组成的多谐振荡器如图所示。其中R、R和电容C为外接元件。图 多谐振荡器  多谐振荡波形如图所示。图多谐振荡波形  由图可知矩形波的振荡周期T=TT。T为电容充电时间T为电容放电时间。  因此改变R、R和电容C的值便可改变矩形波的周期和频率。  这里C=μFR=ΩR=Ω。代入上述公式则有:T=μsT=μsT=TT=μsf=T=kHz。 声音接收及处理模块  采用具有带通功能的集成芯片CX进行信号处理。CX的总放大增益约为dB输出的控制脉冲序列信号幅度在~V范围内。总增益具有可调性虽然增益取值过大时将造成频率响应变差但仍能满足系统要求。经过实验CX作为声音信号处理芯片的抗干扰能力极强且电路最为简洁。其内部结构如图所示。图 CX内部结构  前置电路将接收到的信号转换成CX可以接收的标准数字信号送到CX的脚。CX的总放大增益约为dB其脚输出的控制脉冲序列信号幅度为~V。总增益大小由脚外接的R、C决定R越小或C越大增益越高。但取值过大时将造成频率响应变差C为μF。采用峰值检波方式检波电容C为μF。R为带通滤波器中心频率的外部电阻。积分电容C取pF。经CX处理后的脉冲信号由脚输出。 无线收发模块 无线发射模块  无线发射模块电路如图所示。编码采用PT芯片它将载波振荡器、编码器和发射单元集于一身使发射电路变得非常简洁。编码输入是路独立的二进制信号把误差信号转换为位数字信号通过MHz发射模块进行发射。图 无线发射模块电路 无线接收模块  无线接收模块电路如图所示。解码芯片采用PTM芯片对MHz接收模块接收到的信号进行解码。MHz接收模块上集成有超外差接收装置其具有较好的选择性和频率特性且容易调整。PTM的数据输出位因其后缀而异数据输出具有暂存和锁存两种方式方便用户使用。后缀为M为暂存型后缀为L为锁存型其数据输出又分为、、、不同的输出。图 无线接收模块电路 软件设计  声源引导示意图如图所示。设S点为可移动声源Ox代表AB直线的中垂线O′y代表AC直线的中垂线。如果AS距离大于BS距离则小车向点钟方向前进如果AS距离小于BS距离则小车向点钟方向倒车如果AS等于BS则说明小车在AB的中垂线上。如果AS距离大于CS距离则小车向点方向前进如果AS距离小于CS距离则小车向点钟方向倒车如果AS等于CS则小车到达W点。图 声源引导示意图  本系统在声音接收器端设置主单片机承担运算工作并发射信号。在移动声源上设置一块从单片机根据接收到的指令控制声源运动。系统软件流程如图所示。图 系统软件流程 系统测试  测试仪器使用秒表、米尺等。通过改变小车的起始位置测量小车走完全程所需的时间从而计算出平均速度。设小车离W点水平线的垂直距离为H(单位为cm)。由于车身完全为手工制作重心位置存在误差导致两个轮子承受压力不同、阻力不同对系统的精度有一定影响。共进行次测试在同一H值下分别测量平均速度v和v。  测试数据如表所列。表 声音引导系统测试数据结语  本系统以单片机STCC芯片为核心部件利用无线收发模块、音频收发模块并配合一套独特的软件算法实现声音的收发、无线传输控制、小车的方向和运动控制以及自动到达指定位置并有明显的光和声指示、时间显示等功能。在系统设计过程中力求硬件线路简单充分利用软件编程方便、灵活的特点来满足系统的设计要求。参考文献全国大学生电子设计竞赛组委会全国大学生电子设计竞赛获奖作品汇编M北京:北京理工大学出版社阎石数字电子技术基础M北京:高等教育出版社毕满清等模拟电子技术M北京:电子工业出版社夏路易单片机技术基础教程与实践M北京:电子工业出版社李小松(讲师)、孙航(本科生)研究方向为控制理论与控制工程。推荐阅读:(按住Ctrl鼠标左键点击标题可以打开详细内容)、IC检测方法、什么是遥感技术、什么是无线网址、制冷设备维修技巧、什么是色温、手机RF设计问答、微波简史、微波小知识、卫星导航知识、卫星与遥感技术

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