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1、基于PSoC的超声波测距及其语音播报系统设计与实现作者姓名：张昊天指导教师：马学文 副教授单位名称：信息科学与工程学院专业名称：电子信息工程东 北 大 学2012年6月Design and Implementation of ultrasonic measurement of distance and number of voice reporting based on PSOCby ZHANG Hao TianSupervisor: Associate Professor MA Xu WenNortheastern UniversityJune 20121东北大学本科毕业设计（论文） 毕业设
2、计（论文）任务书毕业设计（论文）任务书毕业设计（论文）题目：基于PSoC的超声波测距及其语音播报系统的设计与实现设计(论文)的基本内容：(1) 了解PSoC开发板和超声测距模块的基本情况。(2) 编写超声测距程序用于测距。(3) 编写语音朗读程序用于报数。(4) 搭建硬件平台以运行软件程序。毕业设计（论文）专题部分：题目：设计或论文专题的基本内容：学生接受毕业设计（论文）题目日期第2周指导教师签字：2012年3月8日1东北大学本科毕业设计（论文） 摘 要基于PSoC的超声波测距及其语音报数系统的实现摘 要由于超声波指向性强，能量消耗缓慢，在介质中传播的距离较远，因而超声波经常用于距离的测量，如
3、测距仪和物位测量仪等都可以通过超声波来实现。利用超声波检测往往比较迅速、方便、计算简单、易于做到实时控制，并且在测量精度方面能达到工业实用的要求。超声波测距的原理是利用超声波在空气中的传播速度为已知，测量声波在发射后遇到障碍物反射回来的时间，根据发射和接收的时间差计算出发射点到障碍物的实际距离。由此可见，超声波测距原理与雷达原理是一样的。基于以上原因超声波测距主要应用于倒车提醒、建筑工地、工业现场等的距离测量。本文介绍了一种基于srf06超声模块的超声波测距的设计方案，在分析国内外超声波测距发展现状和工作特点的基础上，结合PSOC的特点，实现距离的精确测量，和语音报数，使人机工程更加人性化。系
4、统采用CYPRESS公司的PSOC3为主要开发平台，其最大特点是在其内核周围集成了大量器件，基本不用外接其它器件。本设计中以其自身集成的计数器来对回声信号进行技术进而通过算法确定距离。以其自身集成的DA对数字信号进行处理进而再由自身集成的OPMAP进行放大通过io口输出实时语音信号，通过扬声器进行播放。本系统采用PSOC CRETER 软件对程序进行编译。其中不仅包括代码的编译同时也包括根据所用器件而画出的原理图的编译，这也是psoc的一个特点。通过MiniProg3将程序下载到芯片中，进而对系统进行测试。这些工具的使用，使得软件的设计编程和调试工作得到了保证。 经过一系列的调试，本系统完成了
5、预定目标。 关键词：PSoC 超声测距模块 扬声器 DA OPAMP 东北大学毕业设计（论文） AbstractDesign and Implementation of ultrasonic measurement of distance and number of voice reporting based on PSOCAbstract Bcause ultrasonics directional is strong,slow energy consumption,long distance propagation in the medium,therefore ultrasound is
6、 often used for distance measurement. For example the range finder and level measurement and so on depend no the ultrasonic. Ultrasonic testing is often rapid, convenient, simple calculation and easy to do real-time control, And the measurement accuracy to achieve industrial and practical requiremen
7、ts. The ultrasonic distance measurement principle is the use of ultrasonic propagation velocity in the air is known, measuring the sound waves encounter obstacles reflected back after launch, according to the transmitting and receiving time difference to calculate the actual distance to the launch p
8、oint to the obstacles. Thus, the principle of ultrasonic ranging and radar principle is the same. Based on the above reasons ultrasonic distance measurement used in reversing reminder, construction sites, industrial sites, such as distance measurement.This article describes a design based on SrF06 u
9、ltrasound module. Accurate measurement of distance, and the number of voice reporting on the basis of analysis of the development status and work characteristics of ultrasonic distance measurement at home and abroad, combined with the characteristics of PSOC to makes project of more humane. The syst
10、em uses the the CYPRESS company PSOC3 as the main development platform, its most important feature is integrated in its core surrounded by a large number of devices, and almost no need other external devices. .The design by its own integrated counter to count the length of echo signal and then by th
11、e algorithm to determine the distance. Own integration of DA on the digital signal processing which can then be amplified by its own OPMAP zoom and real-time voice signal by io port output. The system uses the PSOC CRETER software to compile the program. Which includes not only the compilation of th
12、e code also includes the compilation of schematic.This is also a feature of psoc. By MiniProg3,the program downloaded to the chip, and then test the system. The software programming and debugging of the design work has been ensured by the use of these tools. After a series of debugging, the system t
13、o achieve the target.Keywords: PSOC ultrasound module speaker DA OPAMP1东北大学毕业设计（论文） 目录 目录毕业设计（论文）任务书IAbstractiv1.1 研究背景及发展现状11.1.1 超声波测距发展现状11.1.2 音频技术的发展现状21.2 本文选题的意义51.3 论文结构和内容安排6第2章 论文相关知识介绍72.1超声波测距方法介绍72.1.1超声波测距原理及分类72.1.2超声波的产生原理92.1.3常见的超声波测距用途92.2音频处理及播放介绍92.2.1音频处理及播放的基本概念及方法92.2.2 音频处理及
14、播放系统的组成16112.2.3 音频处理播放系统的分类122.3 PSoC简介142.3.1 PSoC总体概述142.3.2 PSoC3各模块简介162.4 PSoC Creator相关知识介绍232.4.1 PSoC Creator的简介232.4.2 PSoC Creator 编程方法与特色242.4.3 PSoC Creator的程序下载与调试24第3章 超声波测距方法的设计与实现263.1超声波测距方法的设计与实现263.1.1超声测距模块的概述263.1.2 超声模块的工作原理273.2 PSoC产生触发信号与对超声模块产生回声信号的接收及其处理方法设计283.2.1 IO口产生触发信号与接收回声信号的方法283.2.2计数器计算时间293.3 PSoC对超声模块产生信号的接收与处理的实现323.3.1系统开发运行环境及必要工具323.3.2 IO口的设置333.4超声波测距的测试353.4.1超声测距模块及PSoC的操作与运行结果35第4章 音频播放系统设计与实现384.1音频文件的处理方式384.2 相关器件的介绍及设置方式424.3音频播放的实现与性能测试444.4音频文件的频谱分析50第5章 结论54参考文献55致谢56附录57
