基于单片机控制的导航汽车广播系统设计

论文摘要

汽车工业的发展促使汽车价格不断降低,汽车在日常生活和工作中的作用也越来越突出。对各类车辆实施有效指挥、导航和协调控制,避免道路交通堵塞,提高运输效率,保障运输安全已经成为交通运输和安全管理部门面临的重要问题。车载导航仪是将全球定位系统(Global Positioning System, GPS)应用于汽车定位导航的电子产品,在一定程度上保障了交通工具移动的目的性和运动过程的安全性和有效性,是解决上述问题的一种有效方法。随着科技的不断进步,带有汽车广播系统的车载导航仪,集成了现代通信技术,通过系统中的收音机实时、高效地向用户提供方向、路况、交通拥挤情况等多种导航信息,具有很强的使用价值和广阔的市场前景,对于提高我国交通管理水平和运输效率等方面都具有积极的意义。本文利用单片机控制技术设计了一个导航汽车广播系统。在充分考虑系统整体性能、软件设计及实现的难易程度的基础上,给出了系统的整体设计方案。以一款专为汽车广播系统设计的单片机为核心,根据所要实现的目标和要求,设计了系统的控制模块、接收模块、调节及放大模块、电源模块及按键显示模块。系统可为用户提供道路交通情况等导航信息,实现了手动搜索停台、自动搜索停台、多级音量调节、高亮度LCD显示、高质量音频输出等功能。针对导航汽车广播系统所处环境多变,易受噪声干扰,且外部干扰特征在很多情况下是未知的、传输途径也是不断变化的这种情况,本文应用自适应噪声抵消技术,对音频信号进行去噪处理。通过研究固定步长和变步长的最小均方(Least Mean Square, LMS)算法在线性预测、模型识别中对学习曲线的影响,分析比较滤波器的收敛速度、稳态误差等性能,提出了改进的变步长LMS算法,并应用于音频信号的噪声消除。在Matlab环境下的仿真研究结果表明改进算法具有良好的去噪效果。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 课题背景
• 1.2 研究现状及发展方向
• 1.3 课题来源与研究意义
• 1.4 本文的主要工作
• 第2章 汽车广播系统工作原理及总体设计
• 2.1 无线通信系统的基本工作原理
• 2.2 导航汽车广播系统总体设计
• 2.3 本章小结
• 第3章 汽车广播系统的硬件电路设计
• 3.1 控制模块的设计
• 3.1.1 控制芯片的选择
• 3.1.2 外围电路的设计
• 3.2 接收模块的设计
• 3.2.1 接收芯片的选择
• 3.2.2 具体电路的设计
• 3.2.3 RDS电路的设计
• 3.3 调节及放大模块的设计
• 3.3.1 音频信号调节模块的设计
• 3.3.2 音频功率放大模块的设计
• 3.4 按键显示模块的设计
• 3.4.1 按键模块的设计
• 3.4.2 显示驱动模块的设计
• 3.5 电源模块的设计
• 3.5.1 电源芯片的选择
• 3.5.2 供电电路的设计
• 3.5.3 低压、过压保护电路的设计
• 3.6 本章小结
• 第4章 音频信号的自适应噪声抵消
• 4.1 自适应滤波器的组成
• 4.1.1 自适应算法
• 4.1.2 可编程滤波器
• 4.2 最小均方误差（LMS）滤波器
• 4.2.1 最小均方误差滤波器的推导
• 4.2.2 LMS算法的性能分析
• 4.3 基于变步长LMS的音频信号噪声抵消
• 4.3.1 自适应噪声抵消原理
• 4.3.2 改进的变步长LMS噪声抵消
• 4.4 本章小结
• 第5章 实验及仿真
• 5.1 硬件电路测试及实验
• 5.2 音频信号自适应去噪仿真
• 5.3 本章小结
• 第6章 结论与展望
• 6.1 结论
• 6.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士学位期间所做的工作