基于mk60dn512的语音报靶系统设计毕业论文(编辑修改稿)

基于mk60dn512的语音报靶系统设计毕业论文(编辑修改稿)内容摘要：

B 的 FlexRAM。 FlexNVM 能够被分区以支持额外的程序闪存（例如引导加载程序）、数据闪存 ( 例如存储大表 ) 或者 EEPROM 备份。 FlexRAM 支持 EEPROM 字节写 / 字节擦除操作，并且指示最大 EEPROM 空间 ④ EEPROM 最高超过一千万次的使用寿命 ⑤ EEPROM 擦除 /写速度远高于传统的 EEPROM 图 K60 最小系统 安徽新华学院 20xx 届本科毕业论文（设计） 7 OV7620 摄像头 OV7620 是一款 CMOS 摄像头器件，是一款彩色 CMOS 型光电传感器 ]3[ ，同时也是图像采集集成芯片，提供高性能的单一小体积封装，该器件分辨率可以达到 640*480，传输速率可以达到 30 帧。 如图 所示。 图 OV7620 摄像头 数字式 CMOS图像传感器 ]4[ OV7620,其有效像素单元为 664*492(垂直方向 )像素。 内部有 10 位双通道 A/D 转换器 ,并且输出 8 位 图像数据。 具有自动增益和自动白平衡控制的能力 ,可以进行亮度、对比度、饱和度、 γ 校正等多种调节功能。 其视频的时序产生电路可产生行、场、混合视频等多种同步信号和像素时钟等多种时序信号。 5V 电源供电 ,工作时功耗 120mW,待机时功耗 10μW。 可应用于数码相机、电脑摄像头、可视电话、第三代网络摄像机、手机、智能型安全系统、汽车倒车雷达、玩具，以及工业、医疗等多种用途。 SYN6288 语音模块 SYN6288 中文语音合成芯片是一款性价比高，效果更自然的一款中高端语音合成芯片，封装图如 所示。 SYN6288 通过异步串口接收待合成的文本，实现文本到声音（ TTS ）的转换。 芯片支持 UART、 SPI 两种通讯方式。 当用户 UART 串口资源已被占用时，可选择使用 SPI 接口。 支持 Power Down 模式。 使用控制命令可以使芯片进入 Power Down 模式。 还支持的通讯波特率：4800bps， 9600bps， 57600bps、 115200bps。 安徽新华学院 20xx 届本科毕业论文（设计） 8 图 SYN6288 封装图 SYN6288 语音模块包括：控制器模块、 SYN6288 语音合成芯片、功放模块和喇叭。 制器和 SYN6288 语音合成芯片之间通过 UART 接口或 SPI 接口连接，控制器可通过通讯接口向 SYN6658 语音合成芯片发送控制命令和文本， SYN6658 语音合成芯片把接收到的文本合成为语音信号输出，输出的信号经功率放大器进行放大后连接到喇叭进行播放。 如图 所示。 图 语音系统组成框图 为了在用户应用中输出声音 , SYN6288 内置了推挽式 （ PushPull）的 DAC，可直接驱动喇叭，进行声音播报。 并且 SYN6288 内置的 DAC 电路模 块，使用了 VDDPP/VSSPP 供电电源模块，具体电路说 明部分请参见 ()和 ()节，其 供电电压值可独 立于其它电源组的供电。 这使整个设计过程容易了很多。 安徽新华学院 20xx 届本科毕业论文（设计） 9 稳压芯片的介绍 我们用到的稳压芯片有两种。 TPS76850 和 MIC5209。 这两款芯片都是比较常用的电压转换芯片。 (1) TPS76850 介绍 TPS76850 芯片有 8 引脚和 20 引脚两种封装形式，我们这里只用到了前面这一种。 TPS76850 具有输入电压范围大，过热，过流及电压反接保护，输出电流为 150mA 时压差小于 等特点，特别是党其输出电流为 100mA 时，压差仅为 ， TPS76850 能够保证电池电压在 +7V + 范围内变化时，输出稳定的 5V 电压，显著的提高了电源的利用效率。 TPS76850 内部框图如图 所示。 图 TPS76850 内部结构 该稳压芯片不仅能够保证系统的稳定与可靠工作，而且减少外部复位电路的设计。 在对输出噪声有严格要求的应用场合，选用了 TPS76850 是最佳选择。 (2) MIC5209 介绍 是一款输入电压最大为 16V，输出电压为 的稳压芯片。 它的输出电流为 500mA。 工作温度在 40C 到 120C 之间。 其工作电路如图 所示。 安徽新华学院 20xx 届本科毕业论文（设计） 10 图 MIC5209 连接电路 绘制原理图生成 PCB 绘制原理图 原理图的设计 ]5[ 在整个设计过程当中非常关键，它关系到你送出制板后 PCB板能否正常工作。 这里我们应该认真完成每一个步骤。 (1) 电源部分的电路设计 这里我用外接 电源供电，而 MK60DN512 的工作电压是。 而OV7620 摄像头和语音模块的工作电压是 5V。 这里可能对摄像头采集图像有影响。 所以摄像头的供电必须与其他模块分开。 这里用到了两片 TPS76850 芯片和一片 MIC5209。 TPS76850 是将 电压转化为 5V 电压，其原理图如 所示。 MIC5209 是将 5V 电压转化为 电压，如图 所示。 图 稳 5V 电压 安徽新华学院 20xx 届本科毕业论文（设计） 11 图 稳 电压 电源电路主要由这几个稳压电路组成，外加开关电路。 使得能够生成两路 5V电压和一路 电压。 从而 给整个系统供电。 电源系统如图 所示。 图 电源模块原理图 (2) 摄像头，语音部分电路设计 摄像头是整个系统最最有的一个部分，也是最难的一个部分。 摄像头将采集的大量数据传给单片机。 必须是一个非常稳定的模块。 这里我们用的是 OV7620摄像头。 在原理图上我只是画出了各引脚对应标号如图 所示。 语音部分的连接电路如图 所示。 安徽新华学院 20xx 届本科毕业论文（设计） 12 图 摄像头接口 图 语音接口 (3) 整个系统的原理图 在整个系统原理图绘制 完成前，我们应该注意一些问题。 各连接处的网络标号不能搞错。 在原理图设计完成后要进行编译，在没有错误的情况下再生成PCB。 最后编译无误的原理图如图 所示。 图 系统原理图 安徽新华学院 20xx 届本科毕业论文（设计） 13 生成 PCB PCB 的绘制 ]6[ 在制版工艺上是不可缺少的一部分。 首先要确定整个电路中各个元件的封装是否存在。 如果没有封装，那么该元件的封装就要自己绘制。 再添加到封装库中。 整个绘制 PCB 库的过程在这里就不详细说了。 本次设计的 报靶系统 PCB 如图 所示。 图 布铜后的 PCB 图 这是布铜后的 PCB。 如果要送厂制板的话就必须生成 Gerber 文件。 将文件发给厂家就可以了， 3D 效果图如图 所示。 图 3D 效果图 安徽新华学院 20xx 届本科毕业论文（设计） 14 4 系统软件设计 系统功能主流程图 图 流程图 图像采集程序编写 图像采集主要是采集激光枪打在靶环上的激光点位于靶环的哪个位置。 我们采用 DMA 传输数据。 DAM 初始化通道 4，数据源为 PTD，每次存在数组 ImageBuf[]指针中， PCLK 接 PT19 触发，每次传输 1 个字节，每次触发传输 320 次，上升沿触发。 由于采集回来的图像出现噪点，所以在程序中用到了滤波算法 ]10[。 开始 初始化 图像采集 图像处理 靶环计算 语音播报 安徽新华学院 20xx 届本科毕业论文（设计） 15 语音模块程序编写 我用的是 SYN6288 语音模块，这个模块可以将文本信息直接转化为声音信号。 并且是通过串口进行传输的。 所以在单片机中应该初始化串口。 通过串口发送文本信号给语音模块。 整体程序设计 建立工程，初始化各个 模块。 图像采集，滤波，计算，语音播报。 新建工程完成后将用到的库文件全部添加到工程目录中去。 如 下：, 等等。 在初始化过程中应该注意图像存储数组的初始化。 初始化函数 ]7[ 有寄存器sccb_init()，串口 uart_init (UART3, 115200)。 外部中断初始化 如下：exti_init(PORTA,9,rising_down)。 exti_init(PORTA, 27, rising_down)。 等。 图像是利用 DMA 时刻存储图像数据。 将采集回来的数据进行隔行隔列提取并处理。 最终我所采集的图像是 120*160 的。 滤波函数在设计的过程中比较难。 虽然滤波法的应用比较广泛，尤其是在图像处理 ]9[ 上。 但是一个好的滤波算法 ]6[ 能够使你的设计更加精确，更加简单。 在这我用到了中值滤波 函数如下： byte Mid_Filtering(byte a, byte b, byte c, byte d, byte e)。 就是对图像像素点周围的点与这个像素点进行比较。 从而得出一个锐化后的图像。 这个图像就比较清晰了。 计算靶环就是计算激光点的位置在哪一环。 在将环计算处来后通过语音播报出来就可以了。 继而完成了整个设计。 安徽新华学院 20xx 届本科毕业论文（设计） 16 5 电路的安装与调试 电路安装焊接 在 PCB 设计完成以后 ,送厂制板。 将做好的 PCB 板上的元器件焊上。 自己编写简单的程序进行调试 ,当确定电路无误的情况下才能进行下一步程序的编写。 在焊 接的过程中应该注意焊接顺序。 先焊接大器件，再焊接小器件。 先焊接中间的器件，再焊接周边的器件。 主控板及摄像头电路如图 所示。 图 实物图 电路调试 电路调试分为单个模块调试，和整体组合调试。 当模块调试分为摄像头采集程序调试和语音模块调试。 在摄像头。