声音定位系统设计报告(第三版)
音频声源定位系统设计
音频声源定位系统设计
要设计一个音频声源定位系统，需要按照以下步骤：
1.硬件准备：需要准备多个麦克风和一个设备，如计算机或嵌
入式设备。
麦克风数量应该至少为两个。
2.采集数据：使用多个麦克风同时录制同一个声源的声音，将
这些录音文件存储在计算机或嵌入式设备中。
3.信号处理：对录音文件进行预处理和特征提取。
可以使用
FFT（快速傅里叶变换）算法来处理信号，并提取语音信号的频率和
相位信息。
4.声源定位：通过对预处理的信号进行分析和比较，确定声源
的位置。
这可以通过使用聚类算法或时间差测量来实现。
聚类算法
可以根据不同麦克风的录音数据相似性来确定声源位置；时间差测
量通过测量到每个麦克风的声音传播时间来确定声源位置。
5.输出结果：最后输出声源的位置信息。
在设计音频声源定位系统时，需要特别注意噪声和干扰的问题，因为这些都会影响声源定位的准确度。
另外，为了提高定位精度和
性能，可以考虑使用机器学习和深度学习等技术，以便更好地处理
信号、提取特征和预测结果。
声音定位系统毕业设计开题报告
基于到达时差(TDOA)的声音定位系统设计宋虎（机械与自动控制学院测控1班2013330301102）1选题的背景与意义随着科技的进步，定位已经在我们的日常生活中扮演的角色越来越重要。
确定一个声源在空间中的位置是一项有广阔应用背景的有趣研究，将来可以将语音声源定位应用在可视电话、视频会议等系统中检测说话人的位置。
声源定位通过测量物体发出的声音对物体定位，与使用声纳、雷达、无线通讯的定位方法不同，前者信源是普通的声音，是宽带信号，而后者信源是窄带信号。
对声源位置的确定能给大家有效的利用声音提供帮助。
事实证明，声源定位系统是一个很有意义的研究课题。
2 研究的基本内容与拟解决的主要问题2.1 基本内容声源定位技术研究涉及声学、信号检测、数字信号处理、电子学、软件设计等诸多技术领域，在诸多军用和民用西东中具有极其重要的意义，对军事系统中，它有助于武器的精确打击，为最终摧毁对方提供有力保证；就民用系统来说，可以为目标提供可靠的服务，起到安全保障作用。
声源定位技术具有被动探测方式、不受通讯条件干扰、可全天候工作的特点，但因为声源定位环境的复杂性，再加之信号采集过程中不可避免的给语音信号掺进了各种噪声干扰，都是的定位问题成为了一个极具挑战性的研究课题。
本次研究的基本内容：设计一个基于到达时差(TDOA)原理、嵌入式技术，采用麦克风阵列定位的方式实现对二维平面物体准确定位的声音定位系统。
系统包括：声响模块、接受模块、信号处理模块。
基于到达时间差的声源定位原理：人对声源的定位主要用到了声音幅度这个物理量，而机器却可以精确的测量声音的相位。
由于声波在空气中以一定速度传播，到达设置于不同位置的传声器的相位不同，根据这些传声器对同一声音录制的相位差别，我们可以计算出同一声音到达每对传声器的时间差值。
如果我们得到了某个声源发出的声音到达一对传声器的时间差，合适的安排传声器的位置，可以使得双曲面的交点只有一个，这个点就是我们要的声源位置。
声音设计总结报告范文(3篇)
第1篇一、报告概述随着科技的发展，声音设计在影视、游戏、动漫等领域的应用越来越广泛。
本文将从声音设计的基本概念、设计原则、案例分析以及未来发展趋势等方面进行总结，以期为我国声音设计领域的发展提供参考。
二、声音设计的基本概念1. 声音设计：声音设计是指通过对声音素材的选取、处理、组合等手段，创造出具有特定情感、氛围和风格的声音效果。
2. 声音素材：声音素材包括自然声音、人工声音、音乐、音效等。
3. 声音设计原则：声音设计应遵循以下原则：真实性、一致性、情感化、层次感、空间感等。
三、声音设计原则解析1. 真实性：声音设计应尽量还原真实世界的声音，使观众产生身临其境的感觉。
2. 一致性：声音设计应与画面、剧情、角色等保持一致，增强观众的代入感。
3. 情感化：声音设计应传递情感，激发观众共鸣。
4. 层次感：声音设计应具有层次感，使观众在听觉上感受到丰富的声音空间。
5. 空间感：声音设计应具有空间感，使观众感受到声音来源的位置、距离等信息。
四、声音设计案例分析1. 影视作品《流浪地球》《流浪地球》是一部科幻电影，声音设计在其中起到了至关重要的作用。
以下是对其声音设计的分析：（1）背景音乐：背景音乐以电子合成器为主，营造出紧张、刺激的氛围，与电影的主题相呼应。
（2）音效设计：音效设计包括爆炸、撞击、机械运转等，真实还原了科幻场景。
（3）人物配音：人物配音具有强烈的情感表达，使观众产生共鸣。
2. 游戏作品《塞尔达传说：荒野之息》《塞尔达传说：荒野之息》是一款开放世界的动作冒险游戏，以下是对其声音设计的分析：（1）背景音乐：背景音乐以自然乐器为主，营造出清新、神秘的感觉，与游戏的世界观相契合。
（2）音效设计：音效设计包括风声、雨声、水声等，真实还原了游戏场景。
（3）角色配音：角色配音具有独特的风格，使玩家产生代入感。
五、声音设计未来发展趋势1. 虚拟现实（VR）技术：随着VR技术的发展，声音设计将更加注重空间感和沉浸感，为观众提供更加真实的听觉体验。
大学声音定位实验报告
一、实验目的1. 理解声音定位的基本原理和方法。
2. 掌握使用声音定位系统进行空间定位的技术。
3. 通过实验验证声音定位的准确性和可靠性。
4. 分析影响声音定位精度的因素。
二、实验原理声音定位是基于声音到达两个或多个接收器的传播时间差（TDOA）或到达角度（AOA）进行定位的技术。
实验中，我们使用两个麦克风接收同一声源发出的声音，通过测量声音到达两个麦克风的时间差或到达角度，计算出声源的位置。
三、实验仪器与材料1. 两个麦克风2. 声源（如扬声器）3. 计算器或电脑4. 音频信号发生器5. 导线6. 实验台四、实验步骤1. 将两个麦克风固定在实验台上，相距一定距离（例如1米）。
2. 将声源放置在实验室内，距离麦克风一定的距离（例如2米）。
3. 打开音频信号发生器，产生稳定的音频信号，并连接到声源。
4. 启动麦克风，记录两个麦克风接收到的音频信号。
5. 使用计算器或电脑，根据两个麦克风接收到的音频信号，计算出声音到达两个麦克风的时间差或到达角度。
6. 根据时间差或到达角度，使用声音定位公式计算出声源的位置。
7. 重复实验步骤，改变声源的位置，记录实验数据。
五、实验结果与分析1. 实验结果：通过实验，我们成功计算出了声源的位置，并记录了多个位置的数据。
2. 分析：实验结果显示，声音定位的精度受到多种因素的影响，包括麦克风之间的距离、声源与麦克风之间的距离、环境噪声等。
六、实验结论1. 声音定位技术可以有效地用于空间定位。
2. 通过实验验证了声音定位的准确性和可靠性。
3. 实验结果表明，影响声音定位精度的因素包括麦克风之间的距离、声源与麦克风之间的距离、环境噪声等。
七、实验讨论1. 实验中，我们使用了两个麦克风进行声音定位，理论上可以使用更多麦克风提高定位精度。
2. 在实际应用中，需要根据具体环境选择合适的麦克风布局和声源位置。
3. 为了提高声音定位的精度，可以采取以下措施：- 减少环境噪声的影响。
- 选择高质量的麦克风和声源。
声音定位系统设计报告
参赛学生：王学庆宋辉尚翰指导教师：段英宏学校：天津科技大学院系：电信学院声音定位系统设计与总结报告摘要：本文描述了声音定位系统的设计原理和实现方法。
该系统由XS128单片机控制，利用555电路产生500HZ电平信号。
主控制器利用不同声音接收器间产生的误差信号，并通过合适的算法定位其运动。
系统最大特点在于软件设计采用层次化、模块化的设计方法，使得复杂数学模型和控制算法得以简化和快速开发。
经调试和测试，系统各项性能参数已基本达到设计指标。
且本系统在设计中注意低功耗处理和力求高性价比等细节。
关键词：声音定位SX128单片机555电路算法AbstractThis paper describes the sound positioning system design principle and method of the system XS128 single-chip microcomputer control, use 555 HZ level signal circuitry 500 main controller using different voices in the generation between receiver the error signals, and through the appropriate algorithm positioning their movement system lies with the software design by the greatest feature hierarchical modular design method, make complex mathematicalmodel and control algorithm to simplify and rapid development by commissioning and testing, the system has basically achieve their performance parameters and the system design index in the design process and low power consumption attention to details such as high performance.目录一、系统方案（1）处理器的选择 (4)（2）声源以及声音检测器的选择 (4)（3）控制算法的选择 (5)二、理论设计与论证1．设计任务 (6)2. 声响模块分析、计算.............. . (7)4.数据处理原理分析、计算 (7)3.声音接收放大器分析、计算 (7)三、电路与程序设计1．声响模块电路设计 (7)3. 测量、数据处理电路设计及程序设计流程图 (7)2．声音接收放大器电路设计 (9)四、测试方案与测试结果 (10)五、参考文献 (10)六、结束语 (11)七、附录 (11).一、系统方案1．方案比较与论证（1）处理器的选择方案一：采用51 单片机控制。
[声音定位系统]声音定位系统设计
![[声音定位系统]声音定位系统设计](https://img.taocdn.com/s3/m/0775c7d2ba4cf7ec4afe04a1b0717fd5360cb20c.png)
[声音定位系统]声音定位系统设计篇一: 声音定位系统设计I声音定位系统设计摘要从GPS到手机定位，定位系统在我们的日常生活中越来越重要。
［］声音定位，即确定声源在空间中的位置，其在地质勘探、人员搜救、目标跟踪等方面有着广泛的应用。
现在已将声音定位应用在可视电话、视频会议等系统中。
本系统由两部分组成。
声源模块是用单片机产生一个音频信号，该信号用三极管进行放大后输入到扬声器作为声源；接收模块使用麦克风进行接收，然后对接收的信号经过放大，接着经过带通滤波，去除周围环境的噪声，滤波后的信号正好是扬声器发出的声音信号。
声源定位是通过对四个拾音器接收到信号的时间先后进行处理，经过一套比较完善的算法可得声源的坐标，即可进行声源定位，最后将声源的具体坐标显示在液晶屏上。
设计完成后，进行了整体测试，基本能够达到设计要求。
关键词：定位，时间差，滤波，设计IIDesign of Sound Positioning SystemABSTRACTFrom the GPS to the phone positioning, positioning system in our daily life plays an increasingly important role. Sound localization, that determines sound source position in space, and its geological exploration, search and rescue personnel, target tracking, and so has a wide range of applications. Now sound positioning has been applying in video telephony, video conferencing systems.This system is to use MCU produce a audio signal, which is amplified by the transistor input to the speaker as the sound source. Receiving section for receiving the microphone, the first of the received signal after amplification and then through a band-pass filter, remove ambient noise, the filtered signal just beep emitted sound signal. Sound source localization is achieved by the four pickups have received the signal processing time, through a more perfect sound source algorithm can be obtained coordinates to the sound source localization. Finally, the sound source the specific coordinates displayed on the LCD screen.After the completion of the design, has carried on the overall test, basic can meet the requirements.KEY WORDS: positioning, time gap, filtering, designIII目录摘要................................................................................................................ .. (I)ABSTRACT ................................................................................................ . (II)1 绪论................................................................................................................ (1)1.1 课题研究背景及意义 (1)1.2 国内外研究现状 (1)1.3 设计任务................................................................................................................ (2)2 定位分类及原理................................................................................................................ . (4)2.1 定位系统的概述 (4)2.2 常用定位技术介绍 (5)2.2.1 GPS定位系统 (5)2.2.2 TDOA技术 (5)2.2.3 时差定位技术的优势 (9)2.3 本章小结................................................................................................................ (9)3 总体设计方案................................................................................................................ (10)3.1 系统方案论证............................................................................................................103.1.1 信源模块 (10)3.1.2 声音接收模块 (10)3.1.3 滤波模块 (11)3.1.4 信号处理模块 (11)3.1.5 数据显示模块 (11)3.2 系统总体设计............................................................................................................113.3 本章小结................................................................................................................ . (12)4 硬件设计................................................................................................................ .. (13)4.1 声响模块电路的设计 (13)4.2 声音接收放大电路设计 (13)4.2.1 LM358芯片资料 (13)4.2.2 信号接收与放大电路 (14)4.3 选频电路设计............................................................................................................144.3.1 LM567选频电路资料 (14)4.3.2 选频电路 (15)4.4 显示电路设计............................................................................................................164.4.1 1602 ............................................................................................................. (16)4.4.2 显示电路 (17)IV4.5 本章小结................................................................................................................ . (18)5 软件设计................................................................................................................ .. (19)5.1 声源模块软件设计 (19)5.1.1 声源模块软件流程图 (19)5.1.2 声源模块参数计算 (19)5.2 数据处理及控制显示 (21)5.2.1 1602的指令说明及时序 (21)5.2.2 数据获得与处理的原理 (23)5.2.3 软件流程图 (24)6 总结与展望................................................................................................................ . (26)6.1 设计总结................................................................................................................ . (26)6.2 设计展望................................................................................................................ .... 26 致谢........................................................................................................ 错误！未定义书签。
声音定位跟踪系统毕业设计论文
目录目录第1章绪论 (1)1.1课题研究的目的与意义 (1)1.2课题研究的内容与要求 (2)1.3国内外发展状况 (3)1.3.1 国内智能机器人发展概况 (3)1.3.2 国外智能机器人发展概况 (4)1.4智能移动机器人的广泛应用 (7)1.5智能移动机器人的发展趋势展望 (8)第2章系统方案论证和比较 (12)2.1系统整体方案比较与选择 (12)2.1.1 误差信号判断方式的比较与选择 (13)2.1.2 接收器分布方式的比较与选择 (13)2.1.3 移动体运动方式的比较与选择 (13)2.2系统各模块选择与论证 (14)2.2.1 车体方案的选择 (14)2.2.2 电源种类方案的选择 (15)2.2.3 供电方式方案的选择 (15)2.2.4 主控器芯片方案的选择 (16)2.2.5 电机驱动方案的选择 (16)2.2.6 电机模块方案的选择 (17)2.2.7 声源与声音传感器方案的选择 (17)2.2.8 声音调理期间的选择 (18)2.3制导系统方案的理论计算 (19)2.3.1 误差信号的产生 (19)2.3.2 滤波电路的理论计算 (20)2.3.3 声源定位原理 (20)2.4驱动系统方案的理论计算 (21)2.4.1 电机运行速度理论计算 (21)2.4.2 控制理论的简单计算 (22)第3章系统硬件设计 (23)i吉林工程技术师范学院本科毕业论文设计3.1系统总体框图设计 (23)3.2系统各模块硬件设计 (24)3.2.1 控制器子系统硬件设计 (24)3.2.2 声音接受子系统硬件设计 (27)3.2.3 电机驱动子系统硬件设计 (29)3.2.4 发声系统硬件设计 (30)第4章系统软件设计 (33)4.1系统主程序流程图 (33)4.2系统各模块子程序流程图 (34)4.2.1 声源位置计算子程序流程图设计 (34)4.2.2 电机驱动子程序流程图设计 (35)4.2.3 光标示子程序流程图设计 (36)4.2.4 PWM算法子程序 (36)4.2.5 控制接收器的子程序流程图设计 (36)第5章测试方案与测试结果 (38)5.1测试方案 (38)5.1.1 测试仪器 (38)5.1.2 测试数据 (39)5.2测试结果与误差分析 (40)5.2.1 测试结果分析 (40)5.2.2 误差分析 (40)附录 (41)致谢 (47)ii第1章绪论第1章绪论随着计算机技术和人工智能技术的飞速发展, 使机器人在功能和技术层次上有了很大的提高。
2012陕西电子竞赛声音定位系统报告
声音定位系统（D题）摘要：系统以M430F149单片机作为主控制器，以msp430g2作为声响模块的控制器，自制四个声音接收模块，含有麦克风、放大电路以构成系统。
在坐标纸的四角外侧分别固定安装一个声音接受模块，声音接收模块通过导线将声音信号传输到信息处理模块，声音定位系统根据模块通过空气传播到各声音接收模块的声音信号，来判定模块所在的位置坐标，并以数字形通过12864液晶显示x,y坐标值。
位置坐标值误差的绝对值不大于30mm。
另外，可以改善接收信号的放大电路性能，改进算法，进一步提高定位精度；控制声响模块可以以不间断的连续周期波的形式发出声音信号，其基波频率为500Hz左右。
当声响模块在坐标纸上移动时，声音定位系统将能连续跟踪显示声响模块的x、y坐标值，随机停止声响模块的移动，能立即稳定地显示声响模块的x、y坐标值，还可以具有显示声响模块移动轨迹的功能。
关键词：声音定位，M430F149单片机，MSP430G2单片机，1系统方案系统总体设计框图如下图所示1.1控制器模块方案1：采用ATMEL公司的AT89C52作为系统的控制器。
51单片机软件编程灵活，自由度大，可用软件编程实现各种算法和逻辑控制，成本低，被各个领域广泛应用。
但51单片机功耗较高，内存只有8Kb，考虑到本系统软件编程较为复杂，对单片机内存要求较高，我们放弃了这个方案。
方案2：选择欣世纪电子科技公司的DM430-L单片机，具有高性价比的MSP430 单片机最小系统板，，使用非常简便，所有IO 端口都用插针引出，并标注管脚号， 12864 液晶接口，DM430-L 系统板核心芯片采用MSP430F149，支持3.3V 供电通过板载的AMS1117-3.3 稳压芯片为核心单片机提供3.3V 电源。
考虑题目要求低功耗及液晶显示，我们选择方案2。
1.2声音起始发声模块采用蜂鸣器作为发声装置，为了使声音更响亮，我们应用了msp430g2单片机。
声音定位系统的设计
龙源期刊网
声音定位系统的设计
作者：段丽娜赵金
来源：《现代电子技术》2013年第05期
摘要：本系统以TI公司的超低功耗MCU MSP430处理器为核心，CPU（MSP430）根据声音接收模块的信号到来的时间不同能迅速获取信号，由接收模块的位置不同所接收到信号的时间不同，根据时间差可得到声源距接收模块的距离差。
整个系统可实现误差信号的产生，声源的定位，并有LCD显示，位于声音接收器上的声音接收模块接收声波，通过时差计算确定声源坐标。
关键词：声音定位； MSP430； LCD显示；声音接收模块
中图分类号： TN911.7⁃34 文献标识码： A 文章编号： 1004⁃373X（2013）05⁃0154⁃03。
声音定位系统 (2)
声音定位系统介绍声音定位系统是一种基于声音信号的定位技术，在很多领域中都有广泛的应用。
该系统通过接收来自多个声音源的信号，并利用信号的时间差和频谱特性进行声音源的定位。
声音定位系统可以应用于智能家居、军事情报收集、音频会议系统等多个领域。
工作原理声音定位系统的工作原理通常包括三个步骤：信号采集、信号处理和定位计算。
首先，系统需要采集来自不同声音源的信号。
采集可以通过麦克风阵列、传感器等方式进行。
使用多个采集点可以提供多个观测点，从而提高定位的准确性。
接下来，通过对采集到的信号进行处理，可以得到每个声音源的时间差和频谱特性。
时间差是指声音从一个观测点到另一个观测点的传播时间差，而频谱特性则可以用来区分不同声音源的特点。
最后，根据所得到的时间差和频谱特性，可以使用三角定位、梯度法等算法计算出声音源的位置。
这些算法将信号的时差和频率信息转化为声音源的坐标信息，从而实现声音的定位。
应用场景声音定位系统可以应用于多个场景，以下是一些常见的应用场景。
智能家居在智能家居中，声音定位系统可以用于智能音箱的声源定位。
通过定位用户的位置，智能音箱可以向用户提供更加智能的服务。
例如，在用户离开某个房间时，智能音箱可以自动切换播放音乐的房间。
军事情报收集军事情报收集中的一个重要任务是定位敌方的声音源。
声音定位系统可以通过分析敌方的声音信号，计算出敌方的位置信息。
这样，军事人员可以根据敌方的位置信息做出相应的反应。
音频会议系统在音频会议系统中，声音定位系统可以用于确定参与会议的人员的位置。
根据每个人的位置信息，系统可以自动调整声音的放大和消除回声，以提高音频会议的质量。
优势与挑战声音定位系统具有一些优势和挑战。
优势•声音定位系统可以在不需要额外设备的情况下实现声源定位，只需要利用已有的声音信号即可。
•声音定位系统可以实现高精度的声源定位，通过使用多个观测点和复杂的算法，可以提高定位的准确性。
•声音定位系统可以应用于多个领域，满足不同场景的需求。
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2014年重庆市“TI”杯电子设计竞赛声音定位系统
竞赛选题：声音定位系统
学校：重庆大学城市科技学院
参赛队员：彭明闯胡少怡郑涛
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摘要
声音定位系统由声响模块，信号接收模块和信息处理模块组成，系统采用一片MSP430单片机作为控制器，声响模块由51单片机，三极管、蜂鸣器组成，接收模块声音信号通过驻极体话筒转化成微弱电压信号，经放大，滤波，整形为500HZ方波信号，主机接收方波信号，采用时间差法，分别计算三个驻极体话筒位置，第四个作为校正，主控器将声响模块位置信息用液晶显示其坐标。
关键字：声音定位MSP430 时间差法
Abstract
Sound positioning system by sound module, signal receiving module and information processing module, the system USES a piece of MSP430 single chip microcomputer as the controller, sound module by 51 MCU, triode, buzzer sound signal receiving module through the electret microphone into a small voltage signal, amplifying, filtering, plastic is 500 HZ square-wave signal, the host receives the square wave signal, the time difference method is adopted, three electret microphone position are calculated respectively, the fourth as a correction, the host controller will sound information by using liquid crystal display module position coordinates.
Key words:localization of MSP430 time difference method
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目录
一、前言 (4)
1.1设计任务与要求 (4)
二、总体方案设计 (4)
2.1模块方案选择 (4)
2.1.1控制器模块 (5)
2.1.2声响模块 (5)
2.1.3声音接收模块 (5)
2.1.4 数据显示模块 (5)
2.2 小结 (6)
三、电路设计与程序设计 (6)
3.1发声模块电路 (7)
3.2声音接收电路 (7)
四、系统调试 (11)
4.1测试所需仪器 (11)
4.2整体基本要求测试数据 (12)
4.3 系统整体测试结果分析 (12)
五、设计总结 (12)
附录一：元器件清单 (13)
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一、前言
本设计采用TI 公司生产的高性能超低功耗单片机MSP430F149作为定位系统信息处理模块，实现信号收集处理和屏幕显示坐标等功能。
声源接收单元信号反应灵敏，能较准确的得到信号并及时传送到信号处理单元。
可以实现信号的运算处理以及控制LCD 液晶屏幕显示测试数据。
在定位算法上采用的是一般数学算法。
通过调试修正以后，能实现基本的声源定位并显示
1.1设计任务与要求
设计要求与任务详见2012年15省赛区大学生电子设计“TI 杯”竞赛试题（D 题）。
二、总体方案设计
要成功实现本设计的要求，系统必具备以下功能：声源发声、接收声音、液晶显示等功能。
其主要的电气系统可划分为：电源、主控、信号发声、声音接收、液晶显示等基本模块，系统框图如图2.1所示。
图2.1 系统框图
2.1模块方案选择
2.1.1控制器模块
方案一：采用单片机作为控制核心，单片机数学运算功能较强。
在程序相互调用方面，处理方便灵活，适合实际应用。
且单片机技术发展较为成熟，价格便宜。
方案二：采用DSP或者FPGA，但是处理数字信号比较复杂，价格昂贵。
基于以上分析，选用单片机作为控制系统。
2.1.2声响模块
方案一：采用扬声器作为发声模块。
但是使用时频率要求较高，一般还需要功率放大，结构复杂，且功耗大。
方案二：采用蜂鸣器作为发声模块。
蜂鸣器结构简单，使用简便，不需要功率放大，且使用频率要求较低，功耗很低，价格便宜。
基于以上分析，系统采用蜂鸣器作为发声装置。
2.1.3声音接收模块
方案一：采用压电式声敏传感器。
压电声敏传感器是利用压电晶体的压电效应制成一种能实现声-电转换器件，结构如图2.1.3.1所示。
但压电Array声敏传感器较为少见，价格较贵。
方案二：采用电容式驻极体话筒（俗称咪头）。
该元件能
将一般的声音信号转化为电信号。
加上后续的放大滤波电路
构成声音接收模块，实现简单，价格便宜。
图2.1.3.1基于以上分析，系统采用方案二。
2.1.4 数据显示模块
方案一：使用传统的数码管显示。
但显示的信息量较小且占用的端口资源也较多。
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方案二：使用液晶显示屏显示。
液晶显示屏（LCD ）具有轻薄短小、低耗电量、无辐射危险，画面效果好，分辨率高，抗干扰能力强等特点。
基于以上分析，系统采用方案二。
2.2 小结
经过分析和论证，系统最终方案如图2.2.1所示。
具体实现过程如下：系统初始化，按下按键控制蜂鸣器发出基波频率500HZ 声音信号，响1s 。
当四个角上声音接收模块检测到声音信号后，将声音信号转化成电压信号，放大，滤波，通过电压比较形成方波，再经过整形，送主控制器，MSP430计算出声响模块位置坐标，通过TFT 液晶显示声响模块位置坐标。
图2.2.1 系统最终原理框图
三、电路设计与程序设计
3.1发声模块电路
发声模块电路由51单片机产生500HZ的方波信号，驱动蜂鸣器发声，频率相对稳定。
图3.1.1
3.2声音接收电路
声音接收采用电容式驻极体话筒构成的声音检测电路。
如图所示，声音信号通过驻极体话筒转化为电压信号，经过放大、滤波、整形后输出，电路分别如下：
3.2.1放大电路
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放大电路
图3.2.1
放大电路采用9014三极管对采集到的信号进行一级放大，经过10uf的耦合电容对直流信号进行隔离，信号再经过NE5532进行信号的二级放大和三级放大，并且放大倍数采用100千欧可调电阻进行调节，由5532组成的为一个基本的反向比例放大器，其放大倍数为
VO=-V1(Rf/R1)
其放大倍数A0:
A0=（VO/V1）
有
AO=（Rf/r1）
由于有多级放大因此放大倍数为
A0=A1XA2
因此放大倍数为0-10000倍可调。
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3.2.2滤波电路如下图所示：
滤波电路采用NE5532构成单运放带通滤波电路，滤波电路由FilterPro软件设计。
滤波电路
图3.2.2.1
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3.2.3
比较及其整形电路
图3.2.3.1
3.3程序设计
3.3.1程序功能描述设计思路
根据题目的要求，软件部分主要实现数据的处理和显示。
1）数据的处理：根据捕获到的时间差，然后计算相应的坐标。
2）显示部分：用TFT液晶显示坐标和运动轨迹。
3.3.2程序流程图
1.主程序是系统程序的枢纽，其主要功能是协调系统各模块工作，定位结束后将要显示的信息发送给主机。
主机主程序负责不断地检测声音信号。
当定位结束后，LCD 显示声源信号的位置横纵坐标。
主程序流程图如图3.3.
2.1.
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图3.3.2.1
3.3.2.2
2.中断子程序流程图如图
四、系统调试
4.1测试所需仪器
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测试所使用的仪器如表4.1.1所示
表4.1.1 测试仪器
4.2整体基本要求测试数据
在35*50CM坐标纸上以左下角为原点一边为X，一边为Y轴，将声响模块置于坐标纸的某一位置，卷尺测量此处声响模块的横纵坐标。
启动系统，并将声响模块随机置于坐标纸内某几处，记录LCD显示的坐标值，与实际测量值比较记录误差
4.3 系统整体测试结果分析
通过测试，系统在基本部分定位误差均小于30mm，移动声响模块时，任意时刻误差不会超过30mm。
在发挥部分定位误差小于10mm，基波频率保持可以在500HZ左右，且不间断，当声响模块在坐标纸上按指定路径移动时，液晶显示屏能动态显示声响模块移动的轨迹，显示的轨迹与声响模块移动的路径一致，基本能够达到要求。
五、设计总结
通过从7月10号到17号的日夜奋战，我们完成了一个可以根据声音信号自动定位的声音定位系统，系统基本达到试题要求，系统各个模块的制作和选择都是经过详细的计算，其中位置检测，时间差测距等方法比较经典，尽管在制作中精益求精，但系统仍存在许多需要改善的地方。
例如滤波器通频带控制的不够严格，造成系统误差；软件设计不够完善，算法欠佳，精度不够等。
在以后的设计中，这次的设计经验会很有帮助。
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六、参考文献：
[1] 模拟电子技术基础.高等教育出版社2006
附录
附录一：元器件清单
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