声音引导系统完整硬件设计和源代码（2）
2.4声音接收方案方案一
购买集成好的拾音器模块，这种方法能有效采集到音频信号，但是集成模块价格较为昂贵，性价比不高，有大材小用之嫌，因此不用。
方案二
用驻极体话筒和晶体管制作简单的音频采集放大电路。此方法成本低，功耗小，外围器件少，电路简单，而音质也较佳为。经综合考虑，我们决定采用此方案。
2.5显示方案
方案一
进行背光显示，此方案能够实时显示能容丰富、清晰，显示信息容量大，但是此液晶功耗大（开启背光时12864接近500mA），而且需要安装面积大，占用I/O资源较多，价格较为昂贵，因此不采用。
方案二
用数码管进行显示，控制简单，亮度大，价格低廉，在较强的光线下也能显示清晰的数据，所以选择数码管进行显示。
2.6 无线方案
采用NRF905为主控芯片的无线通信模块，通信频率高，传输速度较快，能够胜任本系统要求的任务。
第三章硬件电路设计
3.1音频信号发生电路的设计
我们采用用TDA2822对音频信号进行功率放大，该芯片性价比很高。扬声器的频率直接由单片机给出，单片机输出的脉冲信号通过扬声器反映出来。具体电路图见附图1。
3.2电机控制电路设计
本题必须采用组委会提供的电机控制ASSP芯片（型号MMC-1）实现可移动声源的运动。MMC-1为多通道两相四线式步进电机/直流电机控制芯片，基于十六位通用的MCU固化专用程序实现。通过USAT或SPI串行接口，为主控CPU扩展专用电机控制功能。在此次比赛中由于硬件资源有限，而整个系统对主控CPU的性能有要求很高，如电机驱动与音频信号都会用到PWM，51单片机没有PWM，而PIC单片机也只有两路PWM，为了提高性价比，这款芯片很有必要！整个电机驱动电路请见附图2、附图3、附图4、附图5。
3.3音频信号接收电路
为了降低小车的功耗，减少作品成本，以三极管为基本放大环节的话筒功放电路，外围元件少，制作简单，音质却出乎意料的好。其主要特点是效率高、耗电省，静态工作电流典型值只有6mA左右，具体电路如图所示。该电路输出端的信号不能直接给单片机，由于环境中不确定的噪声很多，所以必须滤波，我们选取带通滤波，其中中心频率为：F=1/2<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<π R C
由于环境中的干扰的频率大多分布在2KHZ以下，于是便要求音频信号频率要在它之上，在测试中发现并不是频率越高越好，随着频率升高，音频信号的响度也随着降低，响度太低也会使信号的检测变困难，经过测试发现声音引导系统最佳频率是4KHZ。由于采用相位比较算法，单片机得到的理想值是一个数字信号，通过电压比较器将输出的信号通过电压比较，输出方波信号。这样可以使得干扰基本上消失，而且控制也相对比较简单，更值得一提的是，通过比较器的可调比较电压，可以在不同的环境下通过调节比较器的比较电压，达到抗干扰的目的。具体的滤波比较电路请见附图六、附图七。
3.4测速电路设计
本声源移动平台采用双电机差速控制，由于是差速控制，两电机转速不一定一样，所以要通过测定两个电机的转速来确定，最简单的算法是取平均值。性价比最高的一种方法是通过光电管配合自制的光电码盘来实现。光电管通过电压比较器使得当光电管处于光电码盘黑白上时输出高低电平信号，再通过单片机计数、运算的出速度值，还可以算出路程。
V=相邻码盘距离/通过相邻码盘所用的时间
S=V*T
第四章软件设计
4.1 总体构架分析：
所有数据采集、处理以及计算均在声音接收部分完成，在处理完成后通过无线模块发送给声源，声源根据接收到的命令采取不同的控制策略。此外声源部分和声音接收部分均采用AvrX操作系统，同时进行多个操作，保证了系统系统运行的实时性。
声源部分：
Task1： 产生系统所需的声音信号。
Task2：电机速度检测，与MMC-1电机驱动芯片进行通信，构成电机速度的闭环控制。
Task3：记录系统运行时间，并时时显示速度。
Task4：无线数据通信，时时接收控制指令。
声音接收部分：
Task1：信号的接受和处理
Task2：对接受的信号进行计算，产生不同的控制命令。
Task3：对更新的控制命令通过无线模块发送到移动声源。
4.2 PID电机调速的设计：
因为实现本题必须实用精确控制，因此必须采用闭环的控制系统，对双电机进行精确控制以达到精度控制要求。而此系统中同时要求电机进行前进和后退，因此需采用位置式PID控制。
经过不断的测试，比例，积分，微分常数目前调出的最佳参数如下：
Kp:1.6 Ki: 2.1 Kd:1.4 具体部分代码参见附录。
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