摘要
声音引导系统是全球卫星定位系统（GPS）在实验室内的一个缩影。GP S是20世纪70年代由美国陆海空三军联合研制的新一代空间卫星导航定位系统,其主要目的是用于军事。利用测时差法对地面辐射源（雷达站、通信站、广播站等）进行被动定位。GPS采用地心坐标系，其坐标原点设在地球的中心，利用三颗卫星对地面辐射源进行时差测量，可以得到两个独立的时差方程，再利用地球的球面方程，对三个方程联立求解，既可得辐射源的三维坐标数值。最后通过坐标转换，就可以得到辐射源的经度和纬度数值。后来G PS扩展到民用，例如用于汽车的导航。在汽车上安装收发装置，利用三星测距法，可得到汽车的位置参数，经过多次测量和数据处理方法（如最小二乘法、卡尔曼滤波等）可以进一步提高定位精度。另外在汽车引导器上安装有服务区的地理信息库，根据当时测得的地理位置，可以较准确地计算汽车离目的地的距离，并引导汽车前行。
本设计采用两块ATMEGA16单片机（以下以单片机1、2区分），单片机2作为可移动声源(小车作为载体)的控制核心，控制小车的运动状态和无线收发模块。单片机1作为三路接收器收集到信息的处理核心，并与单片机2进行无线通讯。喇叭通过单片机2控制产生5KHZ音频信号，三个驻极体话筒在不同位置接收音频信号，根据接收到音频信号的时间差判断出小车与A,B,C三点的位置关系，通过无线发送装置发送给单片机2，控制小车的行驶。基于完备而可靠的硬件设计，使用一套稳定可靠的软件算法，实现了小车在规定速度内顺利完成任务。
【关键词】时差测量声音引导无线收发
Abstract
Sound guide system is an epitome that the global positioning satellite (GPS) in the laboratory. GPS is in the 1970s by the American armed forces joint development of a new generation of space satellite navigation and positioning system, its main purpose is used by the military. Use the method of measuring time from ground emitters (radar station, etc.), radio stations passive location. GPS employ a geocentric coordinate system, its origin in the center of the earth coordinate, Using 3 satellite to ground emitters for time measurement, can get two independent time equation, and then the earth's surface equation, the solution, the three simultaneous equations can not only have to emitters of 3d coordinate values. Finally the coordinate transformation can get emitters of latitude and longitude values. Later GPS expanded to civil, such as used in automobile navigation. In the car setup transceiver, using the Three-star ranging method, can get car position parameters, after many measurement and data processing methods (such as least squares, Kalman filter, etc) can be further improved positioning accuracy.
This design uses the two ATMEGA16 taking single-chip microcontroller ( 1, 2 distinguish), microcontroller as mobile source (car as a carrier) control core, controlling trolley state of motion and wireless transceiver module. SCM 1 as three road receiver to collect information processing core, and for wireless communication with single-chip microcomputer By MCU control from 2 speakers 5KHZ audio signal in A body microphones, three in different locations receive audio signals, according to receive audio signal with A judge the car lag between the three, B, C, through the position relations send wireless transmission device, controlling trolley microcontroller 2 driving. Based on mature and reliable hardware design, use a set of stable and reliable software algorithm, realized the car within the stipulated speed finish the task smoothly.
【Key words】Measurement of delta-T; Sound guide; Wireless transceiver
目录
1 引言
1.1研究背景 (1)
1.2设计任务 (2)
1.3设计要求 (2)
2 系统结构
3 系统方案设计
3.1系统定位方案探讨与选择 (5)
3.1.1三站测时差被动定位法 (5)
3.1.2两站测距定位法 (6)
3.1.3到达到时间比较法 (7)
3.2系统主要部件方案论证与选择 (8)
3.2.1控制模块的选择 (8)
3.2.2无线数据通信方案选择 (8)
3.2.3电机与其控制系统的选择 (9)
3.2.4显示模块的选择 (9)
3.2.5声源的选择 (9)
3.2.6声音信号处理方案选择 (10)
4.1控制模块设计 (11)
4系统硬件的设计
4.1.1ATMEGA16概述 (11)
4.1.2ATMEGA16引脚说明 (13)
4.1.3控制器接口电路设计 (14)
4.2音频发射模块设计 (15)
4.3音频接收模块设计 (16)
4.3.1LM567的内部结构和功能 (16)
4.3.2声音信号处理电路 (18)
4.4无线收发模块设计 (18)
4.4.1NRF24L01概述 (18)
4.4.2引脚功能及描述 (19)
4.4.3工作模式 (20)
4.4.4工作原理 (20)
4.4.5配置字 (21)
4.4.6NRF24L01电路 (22)
4.5电机与其驱动模块 (23)
4.5.1PWM调速原理： (23)
4.5.2L298概述 (24)
4.6系统电源模块 (24)
5 系统软件的设计
5.1声音信号处理程序设计 (26)
5.1.1声音定位原理分析 (26)
5.1.2信号处理及转换 (26)
5.1.3程序具体流程 (27)
5.2电机控制程序设计 (27)
6系统测试
6.1测试仪器 (30)
6.2测试环境及方法 (30)
6.3测试数据及分析 (30)
7 总结与展望
7.1总结 (31)
7.2展望 (31)
参考文献 (31)
致谢 (31)
附录A (33)
1 引言
1.1 研究背景
目前，由于计算机科学、人工智能、传感器技术及其它相关学科的长足进步，使得机器人的研究在高水平上进行，同时也为机器人控制系统的性能提出更高的要求。因此，提高机器人控制系统的开放性，建立开放式、模块化先进机器人控制平台，提出先进机器人的控制理论与方法，为长远的多机器人协调与控制的发展奠定基础，将会是今后机器人研究的一个重要课题。
随着机器人技术的发展，一些供学生比赛和动手制作的机器人相继问世，为了让更多的学生对机器人感兴趣，中央电视台、教育部、中国科协等都支持了一些机器人比赛，目前各种形式的机器人比赛己有几十种，参加的学生越来越多，机器人课程己列入学生的选修课程，事实上，一个新的素质教育平台正在形成。为了更好的普及现代科学知识，为我国的机器人事业培养更多的优秀人才，推动自动化与机器人技术的发展与创新，为我国的快速持续发展贡献力量，国内于2001年6月成立了机器人竞赛工作委员会，负责统一协调、组织全国的机器人竞赛活动包括机器人足球比赛、机器人舞蹈比赛等。该委员会的成立标志着我国机器人竞赛事业进入一个崭新阶段。
2009年全国大学生电子设计竞赛的B题是声音导引系统。该声音导引系统有一个可移动声源S，三个声音接收器A，B和C，声音接收器之间可以有线连接。声音接收器能利用可移动声源和接收器之间的不同距离，产生一个可移动声源离Ox线(或Oy线)的误差信号，并用无线传输方式将此误差信号传输至可移动声源，引导其运动。“听声辨位”，人的双耳就是个很好的例子。由于耳朵具有特殊的生理结构，能够捕获声源到达双耳的相位差和声压差信息，通过复杂的信息处理，使得我们能够准确地进行辨位，并估计出声源的距离。而在真实的声场中，声音除了通过空气媒介直接到达接收器以外，还通过各种障碍物(如墙壁、地板、天花板、室内物品)反射、衍射到达，这样接收器接收到的是原始直达声和经过延迟和衰减的声音的混介信号。这种导致信号变差的现象叫做多径效应。多径效应将使接收器获取的信号质量下降、声源定位的精度降低。另外环境存在的其他噪声对定位精度也有很大影响。所以本设计的重点是得到稳定的抗干扰能力强的误差信号，难点是准确判断可移动声源的位置和控制可移动声源的运动。
本论文设计的声音引导系统，是基于无线通信技术的新型导引系统，可
以应用在新型智能机器人控制系统，这种声音控制机器人的运动方式将有着广阔的应用前景。在视频会议、语音识别和说话人识别、目标定位和助听装
置等领域也有重要的应用。
1.2 设计任务
设计并制作一声音导引系统，示意图如图1-1所示。
图1-1声音引导系统示意图
图中，AB与AC垂直，Ox是AB的中垂线，O'y是AC的中垂线，W是Ox和O'y的交点。声音导引系统有一个可移动声源S，三个声音接收器A、B和C，声音接收器之间可以有线连接。声音接收器能利用可移动声源和接收器之间的不同距离，产生一个可移动声源离Ox线（或O'y线）的误差信号，并用无线方式将此误差信号传输至可移动声源，引导其运动。可移动声
源运动的起始点必须在Ox线右侧，位置可以任意指定。
1.3设计要求
（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1-2所示，声音信号频率不限，脉冲周期不限。
图1-2信号波形示意图
（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5cm。
（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）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。
（7）在完成移动到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。
（8）功耗低，性价比高。
2 系统结构
本系统由单片机2控制音频信号的产生，并控制小车运动，音频信号通过三路驻极体话筒接收后，经过放大、选频、比较器电路，输出幅度为5V 的方波信号，单片机通过测量三路信号的时间差，获取小车当前的运动状态，并通过无线发送模块发送信号让小车调整状态，发送的信号由无线接收模块接收传给单片机做出相应判断，从而调整小车状态，让声源顺利到达指定位置。通过握手机制，保证无线收发顺利进行。
图2-1 总体框架设计图
3 系统方案设计
3.1 系统定位方案探讨与选择
要对行进中的小车进行实时定位，并引导它前进，必须建立数学模型和坐标系。本题可采用直角坐标系。原点可选在终点W 处或者A 点处。现选在W 处，其坐标系如图3-1所示。
根据题意和GPS 定位原理，其定位方法有如下三种：
（1）三站测时差被动定位法
（2）二站测距定位法
（3）到达时间比较法
图 3-1 直角坐标系 3.1.1三站测时差被动定位法
如图3-1所示。现设A 站为主站，B ，C 站为从站，S 为服务对象，简称目标。设目标在某一个时段发出了音频脉冲信号，如图3-2所示，三站A 、
B 、
C 接收此信号后，经放大、滤波、检波、整形后统一传输给主站A ，其时序关系如图3-2所示。列出测时差方程组：
v y x y x v S S t B A AB 2222)5.0()5.0()5.0()5.0(++--+++=-=?v y x y x v S S t C A AC 2222)5.0()5.0()5.0()5.0(-++-+++=-=?（3.1.1）
式中，v 为声音在空气中的传播速度，AB t ?、AC t ?为测量值。式（3.1.1）属于二元非线性方程组，可采用数值求解法（软件编程），求出x ，y 的值。B 站和C 站只是一个接收器。拾音器将声波转换成电信号后，通过1.1m 的电缆直接送入A 站处理。这样B 、C 两站设备变得非常简单，大大提高了性价比。
图3-2 u s 、 u A 、u B 、u C 的时序关系图
3.1.2 两站测距定位法
两站测距定位原理示意图如图3-3所示。
图3-3 两站测距定位法坐标系
u s
u A
u B
u C
)
).50
若能测出A 、S 两点之间声波传播的时间t A 则A 、S 两点距离为
v t S AS A A ?== （3.1.2） 同理可得
v t S BS B B ?== （3.1.3）
在?ABS 中，已知三边，可以求出
A B S S S AB AS BS AB AS SAB A 212cos 2
2222-+=??-+=∠ （3.1.4） SAB S SE h A ∠==sin （3.1.5）
SAB S AE A ∠=cos （3.1.6）
于是可得
（3.1.7） 3.1.3 到达到时间比较法
所谓到达时间，这里定义为接收器接收到每个脉冲前沿的时刻。例如t a1、t a2…t an 为接收器A 的到达时间，如图3-2所示。当S 到达y 轴时S A =S B ,此时t a1 与t b1重合，当S 到达坐标原点（W 点）时S A = S B =S C ,此时t a1 、t b1、 t c1完全重合。 若t b1< t a1,说明小车位于y 轴右侧，若t c1< t a1,说明小车位于x 轴的上方。t b1< t a1且t c1< t a1, 时说明小车位于坐标系的第一象限内，以此类推。
根据题目基本要求部分，小车放置在y 轴右侧的某一位置，且车身正对y 轴的垂直线上。只需判断t a 和t b 的大小。若t b < t a 要引导小车前行（即x 值减小的方向）。当t b = t a 时，小车应该停下来。当小车沿着y 轴向原点运行时，按同样的方法比较t a 和t c 的大小。t a = t c 时就到达目的地W 点。
根据上述三种方法，列表比较如下，详见表3.1。
表3.1 三种定位方法比较一览表
综合数据处理难度和设备价格，再加上所花时间及定位精度能满足题目5
.0-=AE x 5
.0-=SE y
要求，我选择到达时间比较法。
3.2系统主要部件方案论证与选择
根据系统设计的要求来选择符合要求的器件类型，本段主要讨论控制芯片、无线数据通信方案、电机和控制系统选择、声源选择和声音处理方案的选择。
3.2.1 控制模块的选择
控制模块是一个系统的核心部分，核心器件是MCU，它的选择影响着这个系统性能的优劣和功能的实现。目前工控领域中常使用的微控制器有：应用广泛的A VR系列8位单片机、针对大量计算的数字信号处理器DSP、一些增强型的16位单片机和32位的ARM芯片，从九十年代初A VR 系列单片机就开始流行了，在技术开发方面已经很成熟了，只是功能实现方面相对简单；DSP功能侧重于有大量信号需要处理的场合，但价格偏高，开发难度较大；ARM芯片和DSP有某些相似之处，在小型系统中增强型的16为单片机已经能够满足需求。而对于本系统，在保证功能的基础上，还要考虑其有低功耗，低成本的要求，因此，本系统选用A VR系列单片机，ATMEL公司生产的ATMEGA16单片机，有成本低、体积小和功耗低、软件编程灵活、程序开发周期短、方便下载程序和调试等优点。
3.2.2无线数据通信方案选择
无线通信是指通信收发双方通过无线电波传输信息，随着（微）电子技术、计算机技术的飞速发展，无线通信产业突飞猛进，特别是短距离无线通信非常吃香。短距离无线通信技术全部工作在ISM（即工业、科学和医用）频段上，这些频段不需要许可证，只需遵守一定的发射功率（一般低于1W），不对其它频段造成干扰即可6。常见的短距离无线通信技术工作于以下几个频段：27MHz频段、2.4GHz频段和315MHz、433MHz、868MHz（902～928MHz）等频段。
使用数字信号单片射频收发芯片加上微控制器和少量外围器件构成专用或通用的无线通信模块，目前国内外有很多不同类型的射频芯片，在系统设计中正确选择射频芯片也是很重要的，能够减小设计开发难度，加快开发周期，节约成本。
方案一：采用由分立元件超外差分接收电路和无线发射器组成无线收发
模块。此模块的不足之处是电路太复杂、成本高、传输速度低、可靠性低等。此外，还容易受到外界杂散信号的干扰和电路自身的不稳定性而产生噪声。
方案二：采用廉价的Nordic公司的nRF24L01芯片构成无线收发模块。nRF24L01内置频率合成器、功率放大器、晶振振荡器、调制器等功能模块。这些特性使得由nRF24L01构建的无线数据传输系统具有成本低、速度高、传输可靠性高等优点。
基于以上分析，采用方案二。
3.2.3电机与其控制系统的选择
（1）电机单元
方案一：采用直流电机。直流电机的特点是速度快，驱动电路简单，功率调节范围广、适应性好。由于直流电机定位精度不高，所有使用齿轮减速器就能达到一定的精度要求。
方案二：采用步进电机。步进电机没有电刷，是一种将电脉冲信号转换成角位移的精密执行元件，但步进电机控制复杂，速度不是很快。
方案分析：由于方案二中的步进电机控制复杂，速度稍慢较直流电机。本系统对速度要求较高，而直流电机符合此要求，故采用方案一。
（2）电机驱动单元
方案一：直接采用专用集成电路芯片L298驱动电机，用单片机控制L298的输入使之工作在占空比可调的开关状态，可调整电机转速，电子开关的速度很快，稳定性也极强。而且使外围器件成本降低，整机可靠性提高。
方案二：采用采用分立元件三极管组成的H桥PWM调速电路，用于实现对直流电动机速度和方向的控制。由于采用分立元件组成电动机逻辑驱动，故易造成驱动电路稳定性差的问题，且价格贵。
综合以上两种方案，本设计采用方案一。
3.2.4显示模块的选择
方案一：采用传统七段LED数码管显示。优点是发光强，但功耗也大，电路复杂。
方案二：采用LCD液晶屏显示。液晶显示屏具有低功耗、抗干扰能力强等特点，而且外部电路简单等。
3.2.5声源的选择
方案一：采用无源蜂鸣器，通过单片机控制，产生特定频率的音频信号。但无源蜂鸣器产生音频信号方向单一，不利于三路接收器接收。
方案二：采用普通8欧0.5瓦喇叭，产生的声音信号方向不单一，有利于三个接收器接收。通过功放LM386，功率放大。调节音量确保每个接收器都能接收到声音信号。
基于以上分析，采用方案二。
3.2.6声音信号处理方案选择
方案一：使用通用放大器和比较器，完成声音信号的放大、滤波及整形。此方案，滤波电路选用NE5532P，整形电路选用LM358。带通滤波器中心频率为5K，排除噪声干扰和低频信号干扰。
方案二：使用通用通放大器和比较器，完成声音信号的放大及整形。使用选频电路选择所需频率。放大整形电路选用LM358，选频用LM567。
驻极体话筒接收到的音频信号，必须经过放大，整形才能为单片机所识别，经过两级放大后，可以采用带通滤波器，选择所需频率，也可以用LM567选频，在多次测试后，发现带通滤波器的幅频特性曲线不理想，不能完全滤除干扰信号，降低系统可靠性，经过多次测试，LM567选频电路效果相对较好，该选频电路可精确控制中心频率（f=1/1.1RC）,系统采用LM567选频电路，经过选频电路、比较器，则可产生便于MCU识别的逻辑电平。综上分析，选择方案二。
4系统硬件的设计
4.1 控制模块设计
系统以ATMEGA16作为主控芯片，驻极体采集移动声源发出的声音经过放大、选频和整形送入主控MCU。nRF24L01是射频收发芯片，负责无线数据通信。L298驱动直流电机。以下介绍各模块的硬件设计。
4.1.1 ATMEGA16概述20
ATMEGA16是基于增强的A VR RISC结构的低功耗8位CMOS微控制器。由于其先进的指令集以及单时钟周期指令执行时间，ATMEGA16的数据吞吐率高达1MIPS/MHz，从而可以缓减系统在功耗和处理速度之间的矛盾。
A VR内核具有丰富的指令集和32个通用工作寄存器。所有的寄存器都直接与算术逻辑单元(ALU) 相连接，使得一条指令可以在时钟周期内同时访问两个独立W的寄存器。这种结构大大提高了代码效率，并且具有比普通的CISC 微控制器最高至10倍的数据吞吐率。
ATMEGA16有如下特点:16K字节的系统内可编程Flash(具有同时读写的能力，即RWW)，512字节EEPROM，1K字节SRAM，32个通用I/O口线，32个通用工作寄存器，用于边界扫描的JTAG接口，支持片内调试与编程，三个具有比较模式的灵活的定时器/计数器(T/C),片内/外中断，可编程串行USART，有起始条件检测器的通用串行接口，8路10位具有可选差分输入级可编程增益(TQFP封装)的ADC，具有片内振荡器的可编程看门狗定时器，一个SPI串行端口，以及六个可以通过软件进行选择的省电模式。工作于空闲模式时CPU停止工作，而USART、两线接口、A/D转换器、SRAM、T/C、SPI端口以及中断系统继续工作；掉电模式时晶体振荡器停止振荡，所有功能除了中断和硬件复位之外都停止工作；在省电模式下，异步定时器继续运行，允许用户保持一个时间基准，而其余功能模块处于休眠状态；ADC 噪声抑制模式时终止CPU和除了异步定时器与ADC以外所有I/O模块的工作，以降低ADC转换时的开关噪声；Standby模式下只有晶体或谐振振荡器运行，其余功能模块处于休眠状态，使得器件只消耗极少的电流，同时具有快速启动能力；扩展Standby模式下则允许振荡器和异步定时器继续工作。
本芯片是以Atmel高密度非易失性存储器技术生产的。片内ISP Flash 允许程序存储器通过ISP串行接口，或者通用编程器进行编程，也可以通过
运行于A VR内核之中的引导程序进行编程。引导程序可以使用任意接口将应用程序下载到应用Flash存储区(Application Flash Memory)。在更新应用Flash 存储区时引导Flash区(Boot Flash Memory)的程序继续运行，实现了RWW 操作。通过将8位RISC CPU与系统内可编程的Flash集成在一个芯片内，ATMEGA16成为一个功能强大的单片机，为许多嵌入式控制应用提供了灵活而低成本的解决方案。ATMEGA16具有一整套的编程与系统开发工具，包括：C语言编译器、宏汇编、程序调试器/ 软件仿真器、仿真器及评估板。
图4-1A TMEGA16内部结构
4.1.2 ATMEGA16引脚说明
VCC :数字电路的电源
GND: 地
端口A:(PA7..PA0)端口A作为A/D转换器的模拟输入端。端口A为8位双向I/O口，具有可编程的内部上拉电阻。其输出缓冲器具有对称的驱动特性，可以输出和吸收大电流。作为输入使用时，若内部上拉电阻使能，端口被外部电路拉低时将输出电流。在复位过程中，即使系统时钟还未起振，端口A处于高阻状态。
图4-2A TMEGA16封装图
端口B:(PB7..PB0)端口B为8位双向I/O口，具有可编程的内部上拉电阻。其输出缓冲器具有对称的驱动特性，可以输出和吸收大电流。作为输入使用时，若内部上拉电阻使能，端口被外部电路拉低时将输出电流。在复位过程中，即使系统时钟还未起振，端口B处于高阻状态。端口B也可以用做其他不同的特殊功能。
端口C:(PC7..PC0)端口C为8位双向I/O口，具有可编程的内部上拉电阻。其输出缓冲器具有对称的驱动特性，可以输出和吸收大电流。作为输入使用时，若内部上拉电阻使能，端口被外部电路拉低时将输出电流。在复位过程中，即使系统时钟还未起振，端口C 处于高阻状态。如果JTAG接口使能，即使复位出现引脚PC5(TDI)、PC3(TMS)与PC2(TCK)的上拉电阻被激活。
端口D:(PD7..PD0)端口D为8位双向I/O口，具有可编程的内部上拉
电阻。其输出缓冲器具有对称的驱动特性，可以输出和吸收大电流。作为输入使用时，若内部上拉电阻使能，则端口被外部电路拉低时将输出电流。在复位过程中，
即使系统时钟还未起振，端口D处于高阻状态。端口D也可以用做其他不同的特殊功能。
RESET: 复位输入引脚。持续时间超过最小门限时间的低电平将引起系统复位。持续时间小于门限间的脉冲不能保证可靠复位。
XTAL1: 反向振荡放大器与片内时钟操作电路的输入端。
XTAL2: 反向振荡放大器的输出端。
A VCC: A VCC是端口A与A/D转换器的电源。不使用ADC时，该引脚应直接与VCC连接。使用ADC时应通过一个低通滤波器与VCC连接。AREF A/D的模拟基准输入引脚。
4.1.3 控制器接口电路设计
在可移动声源端中，PB口与nRF24L01通信，其中PB2连nRF24L01的IRQ，PB3连CE；PB4接CSN，PB5接MOSI，PB6连MISO，而PB7接SC。PB0接喇叭产生声音信号。PB1接绿色LED指示信号接收正常。PC0接红色LED指示移动声源是否到达目的地。电路图如图4-3.
图4-3可移动声源端单片机接口电路图
在接收部分，PB口与nRF24L01通信，其中PB2连nRF24L01的IRQ，PB3连CE；PB4接CSN，PB5接MOSI，PB6连MISO，而PB7接SC。PD2接接收器A，PD3接继电器公共端。接收器B、C分别接继电器选择端。接收端电路图如图4-4。
图4-4三路信号单片机接口电路图
4.2 音频发射模块设计
发生器件选用市场上常用的普通8欧0.5瓦喇叭，针对本设计放大倍数不大，功放采用LM386。考虑到噪声干扰，声源采用5K的PWM波产生器，经一级功放后驱动喇叭发声，其电路设计如图4-5。
图4-5 音频发射电路
4.3 音频接收模块设计
由于接收到的音频信号幅度较小，所以必须放大，输入信号经过由LM358组成的放大电路进行放大，在放大器的反向端有2.5V 直流偏置，所以输出的交流信号时叠加在 2.5V 直流信号上的，输出大于 2.5V ，在经过LM567选频电路后，选出5kHZ 附近的音频，即喇叭发出的音频，中心频率为f =1/1.1RC 。
4.3.1 LM567的内部结构和功能21
LM567是一种常见的低价解码集成电路，其内部结构如图4-6所示。LM567内部包含了两个鉴相器、放大器、电压控制振荡器VCO 等单元。
图4-6 LM567内部结构框图
其典型应用电路如图4-7所示。锁相环路输出信号由电压控制振荡器VCO 产生，电压控制振荡器的自由震荡频率（即无外加控制电压时的震荡频率）与5、6外接定时元件R1、C1的关系：
图4-7 LM567典型应有电路
选用适当的定时元件，可使LM567的震荡频率在0.01HZ ~500KHZ 内连1101.1/1C R f