甘肃省大学生电子设计大赛设计报告
题目：声音导引系统
院校：甘肃省河西学院
参赛学生姓名：吉彦平尹喜金梅艳
指导教师：顾建雄南雅公黄小娜
摘要：本文对声音引导系统的整体设计方案进行了全面的分析，主要分为四个部分：声源设计、声音发射、声音信号接受和指令信号的产生与发射，以及ASSP芯片（型号MMC-1）控制声源运动。

设计作品基本满足各项技术指标。

关键词：无线信号传输红外传感器ASSP芯片（MMC-1）
1 系统方案
1.1设计要求
1.1.1 基本要求
（1）制作可移动的声源。

可移动声源产生的信号为周期性音频脉冲信号，如图1所示，声音信号频率不限，脉冲周期不限。

（2）可移动声源发出声音后开始运动，到达Ox 线并停止，这段运动时间为响应时间，测量响应时间，用下列公式计算出响应的平均速度，要求平均速度大于 5cm/s 。

（3）可移动声源停止后的位置与Ox 线之间的距离为定位误差，定位误差小于3cm 。

（4）可移动声源在运动过程中任意时刻超过Ox 线左侧的距离小于5cm 。

（5）可移动声源到达Ox 线后，必须有明显的光和声指示。

（6）功耗低，性价比高。

1.1.2 发挥部分
（1）将可移动声源转向180度（可手动调整发声器件方向），能够重复基本要求。

（2）平均速度大于10cm/s 。

（3）定位误差小于1cm 。

（4）可移动声源在运动过程中任意时刻超过Ox 线左侧距离小于2cm 。

（5）在完成基本要求部分移动到Ox 线上后，可移动声源在原地停止5s ～10s ，然后利用接收器A 和C ，使可移动声源运动到W 点，到达W 点以后，必须有明显的光和声指示并停止，此时声源距离W 的直线距离小于1cm 。

整个运动过程的平均速度大于10cm/s 。

图1 信号波形示意图
可移动声源的起始位置到Ox 线的垂直距离 响应时间
平均速度＝
1.2 系统方案比较
1.2.1声源设计
方案一：利用单片机产生音频脉冲信号，并经过功放，推动扬声器发声。

1.2.2声音发射
方案一：如图2所示，采用LM386对输入音频信号进行放大。

如1脚和8脚悬空，电压增益为20，则使用的元件最少。

如在1脚和8脚之间增加一只外接电阻和电容，便可将电压增益调为20-200间之任意值。

该芯片的优点是电压增益可调；外围元件少，一定程度上减少了杂散电容、电阻等元器件上的无谓损耗，且电路比较简单，成本低；低失真度，有利于音频信号的传输；静态功耗低，约为4mA,可用于电池供电。

其缺点是输出端电容耦合虽有益音频信号输出，但也在一定程度上对静态直流电流的隔断也会不利于维持预定的增益。

图2音频功率放大电路（放大增益=200）
方案二：
1.2.3声音接受
方案一：采用如图3声控电路。

利用驻极体话筒，将声音的强弱转化为电信号，并经三极管共射级放大电路放大。

静态时，根据图中参数可知三极管工作在饱和区。

动态时，如果环境的声音信号很弱，三极管仍处于饱和状态，B 点为低电平。

当环境声音信号达到一定强度时，集电极B 点电位随着声音而高低变化，当声音达到一定强度时，B 点输出高电位。

将此高电位做为单片机的驱动脉冲，驱动单片机工作。

可移动声源在Ox 线上重新启动位置到移动停止点的直线距离
再次运动时间
平均速度＝
图3声控电路
方案二：采用如图4所示的语音输入双差分放大电路。

信号首先经过差分放大，再经过第二级放大。

自动增益控制部分利用场效应管工作在可变电阻区，漏源电阻受栅源电压控制的特性，利用压控放大器，整流滤波电路，场效应管闭环来实现。

VAMPL = 1m
VOFF = 0
图4 双差分放大电路
方案三：采用含有两个与非门构成的延时控制电路。

当声音信号输入时，经过两级转换，实现后级所需的高电平，以保证延时顺利实现。

1.2.4红外传感
方案一：选用红外线光电开关。

运用对射形的方式，由投光器和受光器一对于一体，由物体是否遮断投光器和受光器的重合光轴来判断物体的有无。

此形检测距离最远，灵敏度高。

方案二：选用无线发射接收模块。

1.3系统基本方案
2. 系统的硬件与实现
2.1 主要单元电路的设计
3系统的软件设计。