CN103926562B - 基于声音定位原理的网球战术分析仪 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于声音定位原理的网球战术分析仪。本发明中的声音采集模块、声音采集模块1和声音采集模块2三者的电路完全相同，信号放大模块、信号放大模块1和信号放大模块2三者的电路完全相同，信号滤波模块、信号滤波模块1和信号滤波模块2三者的电路完全相同；声音采集模块输出端接信号放大模块输入端；信号放大模块输出端接信号滤波模块输入端；信号滤波模块输出端接单片机处理模块；信号由单片机处理以后连接到液晶模块显示；按键模块、复位模块都与单片机处理模块相连，电源部分为主机部分和信号采集部分供电。本发明仪器通过声音定位的原理工作，成本低，功耗低，能长时间连续工作，体积小携带方便。

Description

基于声音定位原理的网球战术分析仪

技术领域

本发明测试计量技术领域，涉及一种基于声音定位原理的网球战术分析仪。

背景技术

在网球运动中，运动员击球与接球的走位非常重要，要很好的掌握正确的接球方式和接球位置需要通过不断的训练与分析。现在市场上缺乏一种能在训练过程中记录双方运动员每次击球的所在位置，用来做战术与技术分析并且成本低廉的仪器。

以往的训练中，往往是利用鹰眼技术进行技术分析的，它成本较高，对场地的要求也比较大，所以一般的小型训练很难使用。

发展内容

针对现阶段缺乏一种能在训练过程中记录双方运动员每次击球的所在位置，用来做战术与技术分析并且成本低廉的仪器，设计了一种基于声音定位原理的网球战术分析仪。该仪器利用网球与球拍碰撞发出的声音通过声音定位系统对运动员击球所处的位置进行定位，并记录坐标，通过屏幕动态显示。该仪器通过声音定位的原理工作，成本低，功耗低，能长时间连续工作，体积小携带方便，特别是对场地的要求小，使用方便。并且该仪器可以让网球运动员更清晰的记录每次击球的位置，更好的做战术与技术分析。

本发明采用的技术方案是：

基于声音定位原理的网球战术分析仪，包括信号处理部分、信号采集部分和电源部分；电源部分包括一个电源模块；信号处理部分共分两个小模块，即液晶显示模块、单片机处理模块；信号采集部分包括声音采集模块、声音采集模块1、声音采集模块2、信号放大模块、信号放大模块1、信号放大模块2、信号滤波模块、信号滤波模块1、信号滤波模块2；其中，信号采集部分中声音采集模块、声音采集模块1和声音采集模块2三者的电路完全相同，信号放大模块、信号放大模块1和信号放大模块2三者的电路完全相同，信号滤波模块、信号滤波模块1和信号滤波模块2三者的电路完全相同。

所述电源模块包括提供+3.3V的第一电源模块和提供+5V的第二电源模块。

第一电源模块包括第一接插口P1、第二接插口P2、第一电容C11、第二电容C12、电感L1、二极管D1、第一电压转换芯片U3；第一电压转换芯片U3的1脚和第二接插口P2的2脚相连，第一电压转换芯片U3的1脚再与第一电容C11的一端相连，第一电容C11的另一端接地，第二接插口P2的1脚接地；第一电压转换芯片U3的2脚和二极管的D1的负相端相连，第一电压转换芯片U3的2脚再和电感L1的一端相连，电感L1的另一端和第一电压转换芯片U3的4脚相连，二极管D1的正相端接地；第一电压转换芯片U3的3脚接地；第一电压转换芯片U3的4脚与第二电容的C12一端相连，第二电容C12的另一端接地，第一电压转换芯片U3的4脚再与第一接插口P1的2脚相连，第一接插口的2脚接地；第一电压转换芯片U3的5脚接地；其中，第二接插口P2作为第一电源模块的输入；第一接插口P1为第一电源模块的输出；所述第一电压转换芯片U3的型号为LM2576-3.3V。

第二电源模块包括第三接插口P3、第三电容C13、第四电容C14、第五电容C15、第二电压转换芯片U4；第二电压转换芯片U4的1脚接第二接插口P2的2脚，第二电压转换芯片U4的1脚还与第三电容C13一段相连再与第四电容C14的一端相连，第三电容C13和第四电容C14的另一端接地；第二电压转换芯片U4的2脚接地；第二电压转换芯片U4的3脚与第五电容C15的一端相连，第五电容C15的另一端接地，第二电压转换芯片U4的3脚还与第三接插口P3的1脚相连，第三接插口P3的2脚接地；第三接插口P3为第二电源模块的输出；所述第一电压转换芯片U3的型号为LM7805。

所述的声音采集模块包括第十三电容C16、第十四电容C17、第三电阻R13、驻极体话筒MK1；驻极体话筒MK1的1脚与第三电阻R13的一端相连，第三电阻R13的另一端分别与+5V电源、第十三电容C16的一端、第十四电容C17的一端相连，第十三电容C16的另一端接地，第十四电容C17的另一端接地，驻极体话筒MK1的2脚接地；其中，驻极体话筒MK1的1脚为声音采集模块的输出端。

所述的信号放大模块包括前级放大模块和后级放大模块。

前级放大模块包括第十五电容C18、第十六电容C19、第十七电容C22、第十八电容C25、第十九电容C23、第二十电容C26、第四电阻R14、第五电阻R17、第六电阻R20、第七电阻R24、第八电阻R22、第九电阻R25、第十电阻R18、第十一电阻R16、运算放大芯片U5；运算放大芯片U5的1脚与第四电阻R14的一端相连，第四电阻R14的另一端与运算放大芯片U5的2脚相连；运算放大芯片U5的2脚与第五电阻R17的一端相连，第五电阻R17的另一端与第十七电容C22的一端相连，第十七电容C22的另一端与声音采集模块的输出端相连；运算放大芯片U5的3脚与第十八电容C25的一端相连，第十八电容C25的另一端接地，运算放大芯片U5的3脚再与第六电阻R20的一端相连，第六电阻R20的另一端与+5V电源相连，运算放大芯片U5的3脚还与第七电阻R24相连，第七电阻R24的另一端接地；运算放大芯片U5的4脚接地；运算放大芯片U5的5脚与第二十电容C26的一端相连，第二十电容C26的另一端接地，运算放大芯片U5的5脚再与第八电阻R22的一端相连，第八电阻R22的另一端与+5V电源相连，运算放大芯片U5的5脚还与第九电阻R25相连，第九电阻R25的另一端接地；运算放大芯片U5的6脚与第十一电阻R16的一端相连，第十一电阻R16的另一端接运算放大芯片U5的7脚，运算放大芯片U5的6脚再与第十电阻R18的一端相连，第十电阻R18的另一端接第十九电容C23的一端，第十九电容C23的另一端与运算放大芯片U5的1脚相连；运算放大芯片U5的8脚接+5V电源，运算放大芯片U5的8脚再与第十五电容C18的一端相连，第十五电容C18的另一端接地，运算放大芯片U5的8脚还与第十六电容C19的一端相连，第十六电容C19的另一端接地；其中，运算放大芯片U5的7脚为前级放大模块的输出端；所述运算放大芯片U5的型号为NE5532。

后级放大模块包括第二十一电容C24、第二十二电容C27、第二十三电容C20、第二十四电容C21、第十二电阻R15、第十三电阻R19、第十四电阻R23、第十五电阻R26、第十六电阻R21、运算放大芯片U6；运算放大芯片U6的1脚与第十二电阻R15的一端相连，第十二电阻R15的另一端与运算放大芯片U6的2脚相连；运算放大芯片U6的2脚与第十三电阻R19的一端相连，第十三电阻R19的另一端与第二十一电容C24的一端相连，第二十一电容C24的另一端与前级放大模块的输出端相连；运算放大芯片U6的3脚与第二十二电容C27的一端相连，第二十二电容C27的另一端接地，运算放大芯片U6的3脚再与第十四电阻R23的一端相连，第十四电阻R23的另一端与+5V电源相连，运算放大芯片U6的3脚还与第十五电阻R26相连，第十五电阻R26的另一端接地；运算放大芯片U6的4脚接地；运算放大芯片U6的5脚与运算放大芯片U6的1脚相连；运算放大芯片U6的6脚与运算放大芯片U6的7脚相连；运算放大芯片U6的7脚与第十六电阻R21的一端相连，第十六电阻R21的另一端接地；运算放大芯片U6的8脚接+5V电源，运算放大芯片U6的8脚再与第二十三电容C20的一端相连，第二十三电容C20的另一端接地，运算放大芯片U6的8脚还与第二十四电容C21的一端相连，第二十四电容C21的另一端接地；其中，运算放大芯片U6的7脚为整个信号放大模块的输出端；所述运算放大芯片U6的型号为NE5532。

所述的信号滤波模块包括时钟信号发生模块和带通滤波模块。

时钟信号发生模块包括第二十五电容C7、第二十六电容C10、第二十七电容C2、第十七电阻R8、第十八电阻R9、第十九电阻R11、第二十电阻R12、数字芯片U2；数字芯片U2的1脚接第十七电阻R8的一端，第十七电阻R8的另一端接第二十五电容C7的一端，第二十五电容C7的另一端接数字芯片U2的2脚；数字芯片U2的3脚接第十八电阻R9的一端，第十八电阻R9的另一端接数字芯片U2的4脚，第十八电阻R9的另一端再接数字芯片U2的1脚；数字芯片U2的5脚接第十九电阻R11的一端，第十九电阻R11的另一端接第二十六电容C10的一端，第二十六电容C10的另一端接数字芯片U2的6脚；数字芯片U2的7脚接地；数字芯片U2的8脚接第二十电阻R12的一端，第二十电阻R12的另一端接数字芯片U2的9脚，数字芯片U2的8脚再接数字芯片U2的5脚；数字芯片U2的14脚接+5V电源，数字芯片U2的14脚再接第二十七电容C2的一端，第二十七电容C2的另一端接地；其中，数字芯片U2的6脚为时钟信号发生模块的第一输出口，数字芯片U2的2脚为时钟信号发生模块的第二输出口；所述数字芯片U2的型号为SN74F04D。

带通滤波模块包括第二十八电容C5、第二十九电容C6、第三十电容C8、第三十一电容C9、第三十二电容C3、第三十三电容C4、第三十四电容C1、第二十一电阻R7、第二十二电阻R10、第二十三电阻R2、第二十四电阻R3、第二十五电阻R4、第二十六电阻R6、第二十七电阻R1、第二十八电阻R5、运算放大芯片U1、数字滤波芯片U8；数字滤波芯片U8的1脚与数字滤波芯片U8的4脚相连；数字滤波芯片U8的5脚与运算放大芯片U1的1脚相连；数字滤波芯片U8的6、9、11、22、23、24、25脚接+5V电源；数字滤波芯片U8的7、8、12、15、16、21脚接地；数字滤波芯片U8的10脚引出三个分支，分别接+5V电源、第二十八电容C5的一端、第二十九电容C6的一端，第二十八电容C5的另一端接地，第二十九电容C6的另一端接地；数字滤波芯片U8的13脚接时钟信号发生模块的第一输出口；数字滤波芯片U8的14脚接时钟信号发生模块的第二输出口；数字滤波芯片U8的18脚接地；数字滤波芯片U8的19脚分别接第三十电容C8的一端、第三十一电容C9的一端、第二十一电阻R7的一端和第二十二电阻R10的一端，第三十电容C8的另一端接地，第三十一电容C9的另一端接地，第二十一电阻R7的另一端接+5V电源，第二十二电阻R10的另一端接地；数字滤波芯片U8的28脚接运算放大芯片U1的5脚；运算放大芯片U1的1脚接第二十三电阻R2的一端，第二十三电阻R2的另一端接运算放大芯片U1的2脚；运算放大芯片U1的2脚接第二十四电阻R3的一端，第二十四电阻R3的另一端接第三十二电容C3的一端，第三十二电容C3另一端接信号放大模块的输出端；运算放大芯片U1的3脚分别接第三十三电容C4的一端、第二十五电阻R4的一端、第二十六电阻R6的一端，第三十三电容C4的另一端接地，第二十五电阻R4的另一端接+5V电源，第二十六电阻R6的另一端接地；运算放大芯片U1的4脚接地；运算放大芯片U1的6脚接第二十七电阻R1的一端，第二十七电阻R1的另一端接+5V电源，运算放大芯片U1的6脚再接第二十八电阻R5的一端，第二十八电阻R5的另一端接地；运算放大芯片U1的8脚接+5V电源，运算放大芯片U1的8脚再接第三十四电容C1的一端，第三十四电容C1得另一端接地；其中运算放大芯片U1的7脚为信号滤波模块的输出端；所述运算放大芯片U1的型号为LM358；所述数字滤波芯片U8的型号为MAX263。

所述的液晶显示模块包括可变电阻R29、液晶J1；液晶J1的1脚接地；液晶J1的2脚接+5V电源；液晶J1的3脚接可变电阻R29的可变电阻端，可变电阻R29的另外两端分别接+5V电源和地；液晶J1的4、5、6脚依次与单片机处理模块中单片机芯片U7的48、47、46脚相连；液晶J1的7、8、9、10、11、12、13、14脚依次与单片机处理模块中单片机芯片U7的36、37、38、39、40、41、42、43脚相连；液晶J1的15脚与单片机处理模块中单片机芯片U7的44脚相连；液晶J1的17脚与单片机处理模块中单片机芯片U7的45脚相连；液晶J1的19脚接+5V电源；液晶J1的20脚接地；所述液晶J1的型号为LCM128645ZK。

所述的单片机处理模块包括第六电容C36、第七电容C37、第八电容C38、第九电容C39、第十电容C40、第十一电容C41、第十二电容C42、第一电阻R27、第二电阻R28、第一按键S1、第二按键S2、第一晶振Y1、第二晶振Y2、单片机芯片U7；单片机芯片U7的1脚分别接+3.3V电源和第十电容C40的一端相连，第十电容C40的另一端接地；单片机芯片U7的8脚与第二晶振Y2的一端相连，单片机芯片U7的8脚再与第十一电容C41一端相连，第十一电容C41的另一端接地，第二晶振Y2的另一端与单片机芯片J3的9脚相连；单片机芯片U7的9脚与第十二电容C42一端相连，第十二电容C42的另一端接地；单片机芯片U7的16脚与第二电阻R28的一端相连，第二电阻R28的另一端接+3.3V电源，单片机芯片U7的16脚还与第二按键S2的一端相连，第二按键S2的另一端接地；单片机芯片U7的17、18、19、脚依次与三路信号输出端相连；单片机芯片U7的36、37、38、39、40、41、42、43、44、45、46、47、48脚依次与液晶显示模块中液晶U7的7、8、9、10、11、12、13、14、15、17、6、5、4脚相连；单片机芯片U7的52脚与第一晶振Y1的一端相连，第一晶振Y1的另一端与单片机芯片U7的53脚相连；第一晶振Y1的两端再分别接第七电容C37、第八电容C38的一端，第七电容C37、第八电容C38的另一端接地；单片机芯片U7的58脚与第一电阻R27的一端相连，第一电阻R27的另一端接+3.3V单片机芯片U7的58脚还与第一按键S1的一端以及第六电容C36的一端相连，第一按键S1的另一端接地，第六电容C36的另一端接地；单片机芯片U7的62、63脚接地；单片机芯片U7的64脚引出两个分支，一支接+3.3V电源，另一支与第九电容C39的一端相连，第九电容C39的另一端接地；所述的单片机芯片U7的型号为MSP430F149。

本发明的有益效果：利用本发明可以让网球运动员更清晰的记录每次击球的位置，更好的做战术与技术分析。基于声音定位原理的网球战术分析仪的相关参数的测量精度为，坐标测量精度：±20cm。

附图说明

图1是本发明电路结构示意图；

图2是电源模块的硬件电路图；

图3是声音采集模块的硬件电路图；

图4是信号放大模块中前级放大模块的硬件电路图；

图5是信号放大模块中后级放大模块的硬件电路图；

图6是信号滤波模块中时钟信号发生模块的硬件电路图；

图7是信号滤波模块中带通滤波模块的硬件电路图；

图8是液晶显示模块的硬件电路图

图9是单片机处理模块的硬件电路图

图10是基于声音定位原理的网球战术分析仪测量过程流程图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步描述。

如图1所示，基于声音定位原理的网球战术分析仪，包括分别是信号处理部分、信号采集部分和电源部分；电源部分包括一个电源模块；信号处理部分共分两个小模块，即液晶显示模块、单片机处理模块；信号采集部分包括声音采集模块、声音采集模块1、声音采集模块2、信号放大模块、信号放大模块1、信号放大模块2、信号滤波模块、信号滤波模块1、信号滤波模块2；其中，信号采集部分中声音采集模块、声音采集模块1和声音采集模块2三者的电路完全相同，信号放大模块、信号放大模块1和信号放大模块2三者的电路完全相同，信号滤波模块、信号滤波模块1和信号滤波模块2三者的电路完全相同。

声音采集模块输出端接信号放大模块输入端；信号放大模块输出端接信号滤波模块输入端；信号滤波模块输出端接单片机处理模块；信号由单片机处理以后连接到液晶模块显示；按键模块、复位模块都与单片机处理模块相连，电源部分为主机部分和信号采集部分供电；

如图2所示，电源模块包括提供+3.3V的第一电源模块和提供+5V的第二电源模块；

第一电源模块包括第一接插口P1、第二接插口P2、第一电容C11、第二电容C12、电感L1、二极管D1、第一电压转换芯片U3；第一电压转换芯片U3的1脚和第二接插口P2的2脚相连，第一电压转换芯片U3的1脚再与第一电容C11的一端相连，第一电容C11的另一端接地，第二接插口P2的1脚接地；第一电压转换芯片U3的2脚和二极管的D1的负相端相连，第一电压转换芯片U3的2脚再和电感L1的一端相连，电感L1的另一端和第一电压转换芯片U3的4脚相连，二极管D1的正相端接地；第一电压转换芯片U3的3脚接地；第一电压转换芯片U3的4脚与第二电容的C12一端相连，第二电容C12的另一端接地，第一电压转换芯片U3的4脚再与第一接插口P1的2脚相连，第一接插口的2脚接地；第一电压转换芯片U3的5脚接地；其中，第二接插口P2作为第一电源模块的输入；第一接插口P1为第一电源模块的输出；所述第一电压转换芯片U3的型号为LM2576-3.3V。

第二电源模块包括第三接插口P3、第三电容C13、第四电容C14、第五电容C15、第二电压转换芯片U4；第二电压转换芯片U4的1脚接第二接插口P2的2脚，第二电压转换芯片U4的1脚还与第三电容C13一段相连再与第四电容C14的一端相连，第三电容C13和第四电容C14的另一端接地；第二电压转换芯片U4的2脚接地；第二电压转换芯片U4的3脚与第五电容C15的一端相连，第五电容C15的另一端接地，第二电压转换芯片U4的3脚还与第三接插口P3的1脚相连，第三接插口P3的2脚接地；第三接插口P3为第二电源模块的输出；所述第一电压转换芯片U3的型号为LM7805。

如图3所示，声音采集模块包括第十三电容C16、第十四电容C17、第三电阻R13、驻极体话筒MK1；驻极体话筒MK1的1脚与第三电阻R13的一端相连，第三电阻R13的另一端引出三个分支，分别与+5V电源、第十三电容C16的一端、第十四电容C17的一端相连，第十三电容C16的另一端接地，第十四电容的另一端接地，驻极体话筒MK1的2脚接地；其中，驻极体话筒MK1的1脚为声音采集模块的输出端；

所述的信号放大模块包括前级放大模块和后级放大模块；

如图4所示，前级放大模块包括第十五电容C18、第十六电容C19、第十七电容C22、第十八电容C25、第十九电容C23、第二十电容C26、第四电阻R14、第五电阻R17、第六电阻R20、第七电阻R24、第八电阻R22、第九电阻R25、第十电阻R18、第十一电阻R16、运算放大芯片U5；运算放大芯片U5的1脚与第四电阻R14的一端相连，第四电阻R14的另一端与运算放大芯片U5的2脚相连；运算放大芯片U5的2脚与第五电阻R17的一端相连，第五电阻R17的另一端与第十七电容C22的一端相连，第十七电容C22的另一端与声音采集模块的输出端相连；运算放大芯片U5的3脚与第十八电容C25的一端相连，第十八电容C25的另一端接地，运算放大芯片U5的3脚再与第六电阻R20的一端相连，第六电阻R20的另一端与+5V电源相连，运算放大芯片U5的3脚还与第七电阻R24相连，第七电阻R24的另一端接地；运算放大芯片U5的4脚接地；运算放大芯片U5的5脚与第二十电容C26的一端相连，第二十电容C26的另一端接地，运算放大芯片U5的5脚再与第八电阻R22的一端相连，第八电阻R22的另一端与+5V电源相连，运算放大芯片U5的5脚还与第九电阻R25相连，第九电阻R25的另一端接地；运算放大芯片U5的6脚与第十一电阻R16的一端相连，第十一电阻R16的另一端接运算放大芯片U5的7脚，运算放大芯片U5的6脚再与第十电阻R18的一端相连，第十电阻R18的另一端接第十九电容C23的一端，第十九电容C23的另一端与运算放大芯片U5的1脚相连；运算放大芯片U5的8脚接+5V电源，运算放大芯片U5的8脚再与第十五电容C18的一端相连，第十五电容C18的另一端接地，运算放大芯片U5的8脚还与第十六电容C19的一端相连，第十六电容C19的另一端接地；其中，运算放大芯片U5的7脚为前级放大模块的输出端；所述运算放大芯片U5的型号为NE5532；

如图5所示，后级放大模块包括第二十一电容C24、第二十二电容C27、第二十三电容C20、第二十四电容C21、第十二电阻R15、第十三电阻R19、第十四电阻R23、第十五电阻R26、第十六电阻R21、运算放大芯片U6；运算放大芯片U6的1脚与第十二电阻R15的一端相连，第十二电阻R15的另一端与运算放大芯片U6的2脚相连；运算放大芯片U6的2脚与第十三电阻R19的一端相连，第十三电阻R19的另一端与第二十一电容C24的一端相连，第二十一电容C24的另一端与前级放大模块的输出端相连；运算放大芯片U6的3脚与第二十二电容C27的一端相连，第二十二电容C27的另一端接地，运算放大芯片U6的3脚再与第十四电阻R23的一端相连，第十四电阻R23的另一端与+5V电源相连，运算放大芯片U6的3脚还与第十五电阻R26的一端相连，第十五电阻R26的另一端接地；运算放大芯片U6的4脚接地；运算放大芯片U6的5脚与运算放大芯片U6的1脚相连；运算放大芯片U6的6脚与运算放大芯片U6的7脚相连；运算放大芯片U6的7脚与第十六电阻R21的一端相连，第十六电阻R21的另一端接地；运算放大芯片U6的8脚接+5V电源，运算放大芯片U6的8脚再与第二十三电容C20的一端相连，第二十三电容C20的另一端接地，运算放大芯片U6的8脚还与第二十四电容C21的一端相连，第二十四电容C21的另一端接地；其中，运算放大芯片U6的7脚为整个信号放大模块的输出端；所述运算放大芯片U6的型号为NE5532；

所述的信号滤波模块包括时钟信号发生模块和带通滤波模块；

如图6所示，时钟信号发生模块包括第二十五电容C7、第二十六电容C10、第二十七电容C2、第十七电阻R8、第十八电阻R9、第十九电阻R11、第二十电阻R12、数字芯片U2；数字芯片U2的1脚接第十七电阻R8的一端，第十七电阻R8的另一端接第二十五电容C7的一端，第二十五电容C7的另一端接数字芯片U2的2脚；数字芯片U2的3脚接第十八电阻R9的一端，第十八电阻R9的另一端接数字芯片U2的4脚，第十八电阻R9的另一端再接数字芯片U2的1脚；数字芯片U2的5脚接第十九电阻R11的一端，第十九电阻R11的另一端接第二十六电容C10的一端，第二十六电容C10的另一端接数字芯片U2的6脚；数字芯片U2的7脚接地；数字芯片U2的8脚接第二十电阻R12的一端，第二十电阻R12的另一端接数字芯片U2的9脚，数字芯片U2的8脚再接数字芯片U2的5脚；数字芯片U2的14脚接+5V电源，数字芯片U2的14脚再接第二十七电容C2的一端，第二十七电容C2的另一端接地；其中，数字芯片U2的6脚为时钟信号发生模块的第一输出口，数字芯片U2的2脚为时钟信号发生模块的第二输出口；所述数字芯片U2的型号为SN74F04D；

如图7所示，带通滤波模块包括第二十八电容C5、第二十九电容C6、第三十电容C8、第三十一电容C9、第三十二电容C3、第三十三电容C4、第三十四电容C1、第二十一电阻R7、第二十二电阻R10、第二十三电阻R2、第二十四电阻R3、第二十五电阻R4、第二十六电阻R6、第二十七电阻R1、第二十八电阻R5、运算放大芯片U1、数字滤波芯片U8；数字滤波芯片U8的1脚与数字滤波芯片U8的4脚相连；数字滤波芯片U8的5脚与运算放大芯片U1的1脚相连；数字滤波芯片U8的6、9、11、22、23、24、25脚接+5V电源；数字滤波芯片U8的7、8、12、15、16、17、21脚接地；数字滤波芯片U8的10脚引出三个分支，分别接+5V电源、第二十八电容C5的一端、第二十九电容C6的一端，第二十八电容C5的另一端接地，第二十九电容C6的另一端接地；数字滤波芯片U8的13脚接时钟信号发生模块的第一输出口；数字滤波芯片U8的14脚接时钟信号发生模块的第二输出口；数字滤波芯片U8的18脚接地；数字滤波芯片U8的19脚引出四个分支，分别接第三十电容C8的一端、第三十一电容C9的一端、第二十一电阻R7的一端和第二十二电阻R10的一端，三十电容C8的另一端接地，第三十一电容C9的另一端接地，第二十一电阻R7的另一端接+5V电源，第二十二电阻R10的另一端接地；数字滤波芯片U8的28脚接运算放大芯片U1的5脚；运算放大芯片U1的1脚接第二十三电阻R2的一端，第二十三电阻R2的另一端接运算放大芯片U1的2脚；运算放大芯片U1的2脚接第二十四电阻R3的一端，第二十四电阻R3的另一端接第三十二电容C3的一端，第三十二电容C3另一端接信号放大模块的输出端；运算放大芯片U1的3脚分出三个分支，分别接第三十三电容C4的一端、第二十五电阻R4的一端、第二十六电阻R6的一端，第三十三电容C4的另一端接地，第二十五电阻R4的另一端接+5V电源，第二十六电阻R6的另一端接地；运算放大芯片U1的4脚接地；运算放大芯片U1的6脚接第二十七电阻R1的一端，第二十七电阻R1的另一端接+5V电源，运算放大芯片U1的6脚再接第二十八电阻R5的一端，第二十八电阻R5的另一端接地；运算放大芯片U1的8脚接+5V电源，运算放大芯片U1的8脚再接第三十四电容C1的一端，第三十四电容C1的另一端接地；其中运算放大芯片U1的7脚为信号滤波模块的输出端；所述运算放大芯片U1的型号为LM358；所述数字滤波芯片U8的型号为MAX263；

如图8所示，液晶显示模块包括可变电阻R29、液晶J1；液晶J1的1脚接地；液晶J1的2脚接+5V电源；液晶J1的3脚接可变电阻R29的可变电阻端，可变电阻R29的另外两端分别接+5V电源和地；液晶J1的4、5、6管脚依次与单片机处理模块中单片机芯片U7的48、47、46脚相连；液晶J1的7、8、9、10、11、12、13、14脚依次与单片机处理模块中单片机芯片U7的36、37、38、39、40、41、42、43脚相连；液晶J1的15脚与单片机处理模块中单片机芯片U7的44脚相连；液晶J1的17脚与单片机处理模块中单片机芯片U7的45脚相连；液晶J1的19脚接+5V电源；液晶J1的20脚接地；所述液晶J1的型号为LCM128645ZK；

如图9所示，单片机处理模块包括第六电容C36、第七电容C37、第八电容C38、第九电容C39、第十电容C40、第十一电容C41、第十二电容C42、第一电阻R27、第二电阻R28、第一按键S1、第二按键S2、第一晶振Y1、第二晶振Y2、单片机芯片U7；单片机芯片U7的1脚引出两个分支，一支接+3.3V电源，另一支与第十电容C40的一端相连，第十电容C40的另一端接地；单片机芯片U7的8脚与第二晶振Y2的一端相连，单片机芯片U7的8脚再与第十一电容C41一端相连，第十一电容C41的另一端接地，第二晶振Y2的另一端与单片机芯片J3的9脚相连；单片机芯片U7的9脚与第十二电容C42一端相连，第十二电容C42的另一端接地；单片机芯片U7的16脚与第二电阻R28的一端相连，第二电阻R28的另一端接+3.3V电源，单片机芯片U7的16脚还与第二按键S2的一端相连，第二按键S2的另一端接地；单片机芯片U7的17、18、19脚依次与三路信号输出端相连；单片机芯片U7的36、37、38、39、40、41、42、43、44、45、46、47、48脚依次与液晶显示模块中液晶U7的7、8、9、10、11、12、13、14、15、17、6、5、4脚相连；单片机芯片U7的52脚与第一晶振Y1的一端相连，第一晶振Y1的另一端与单片机芯片U7的53脚相连；第一晶振Y1的两端再分别接第七电容C37、第八电容C38的一端，第七电容C37、第八电容C38的另一端接地；单片机芯片U7的58脚与第一电阻R27的一端相连，第一电阻R27的另一端接+3.3V单片机芯片U7的58脚还与第一按键S1的一端以及第六电容C36的一端相连，第一按键S1的另一端接地，第六电容C36的另一端接地；单片机芯片U7的62、63脚接地；单片机芯片U7的64脚引出两个分支，一支接+3.3V电源，另一支与第九电容C39的一端相连，第九电容C39的另一端接地；所述的单片机芯片U7的型号为MSP430F149；

如图10所示，基于声音定位原理的网球战术分析仪的工作过程：本仪器可通过外接电源或内置蓄电池供电，将三个声音采集模块放置于网球场的三个角，在闭合电源开关后，开始测量。通过电源模块转换，能提供+3.3V和5V两种电源，分别满足不同模块的供电。电源模块为单片机处理模块和液晶显示模块提供+3.3V电源，为信号采集模块、信号放大模块、信号滤波模块提供+5V电源。仪器经过初始化后，在液晶屏上显示操作界面，即可通过按键启动开始工作，所测的击球位置的坐标数据均会在液晶屏上显示，并且会在液晶屏上显示模拟网球场的画面，每次击球的坐标点会显示在模拟网球场上。当历史数据不再需要时，可以通过按键清屏，也可以通过复位键重启系统。

Claims (1)

1.基于声音定位原理的网球战术分析仪，包括信号处理部分、信号采集部分和电源部分；电源部分包括一个电源模块；信号处理部分共分两个小模块，即液晶显示模块、单片机处理模块；信号采集部分包括声音采集模块、声音采集模块1、声音采集模块2、信号放大模块、信号放大模块1、信号放大模块2、信号滤波模块、信号滤波模块1、信号滤波模块2；其中，信号采集部分中声音采集模块、声音采集模块1和声音采集模块2三者的电路完全相同，信号放大模块、信号放大模块1和信号放大模块2三者的电路完全相同，信号滤波模块、信号滤波模块1和信号滤波模块2三者的电路完全相同；其特征在于：

所述电源模块包括提供+3.3V的第一电源模块和提供+5V的第二电源模块；

第一电源模块包括第一接插口P1、第二接插口P2、第一电容C11、第二电容C12、电感L1、二极管D1、第一电压转换芯片U3；第一电压转换芯片U3的1脚和第二接插口P2的2脚相连，第一电压转换芯片U3的1脚再与第一电容C11的一端相连，第一电容C11的另一端接地，第二接插口P2的1脚接地；第一电压转换芯片U3的2脚和二极管的D1的负相端相连，第一电压转换芯片U3的2脚再和电感L1的一端相连，电感L1的另一端和第一电压转换芯片U3的4脚相连，二极管D1的正相端接地；第一电压转换芯片U3的3脚接地；第一电压转换芯片U3的4脚与第二电容的C12一端相连，第二电容C12的另一端接地，第一电压转换芯片U3的4脚再与第一接插口P1的1脚相连，第一接插口的2脚接地；第一电压转换芯片U3的5脚接地；其中，第二接插口P2作为第一电源模块的输入；第一接插口P1为第一电源模块的输出；所述第一电压转换芯片U3的型号为LM2576-3.3V；

第二电源模块包括第三接插口P3、第三电容C13、第四电容C14、第五电容C15、第二电压转换芯片U4；第二电压转换芯片U4的1脚接第二接插口P2的2脚，第二电压转换芯片U4的1脚还与第三电容C13一端相连再与第四电容C14的一端相连，第三电容C13和第四电容C14的另一端接地；第二电压转换芯片U4的2脚接地；第二电压转换芯片U4的3脚与第五电容C15的一端相连，第五电容C15的另一端接地，第二电压转换芯片U4的3脚还与第三接插口P3的1脚相连，第三接插口P3的2脚接地；第三接插口P3为第二电源模块的输出；所述第二电压转换芯片U4的型号为LM7805；

所述的声音采集模块包括第十三电容C16、第十四电容C17、第三电阻R13、驻极体话筒MK1；驻极体话筒MK1的1脚与第三电阻R13的一端相连，第三电阻R13的另一端分别与+5V电源、第十三电容C16的一端、第十四电容C17的一端相连，第十三电容C16的另一端接地，第十四电容C17的另一端接地，驻极体话筒MK1的2脚接地；其中，驻极体话筒MK1的1脚为声音采集模块的输出端；

所述的信号放大模块包括前级放大模块和后级放大模块；

前级放大模块包括第十五电容C18、第十六电容C19、第十七电容C22、第十八电容C25、第十九电容C23、第二十电容C26、第四电阻R14、第五电阻R17、第六电阻R20、第七电阻R24、第八电阻R22、第九电阻R25、第十电阻R18、第十一电阻R16、运算放大芯片U5；运算放大芯片U5的1脚与第四电阻R14的一端相连，第四第四电阻R14的另一端与运算放大芯片U5的2脚相连；运算放大芯片U5的2脚与第五电阻R17的一端相连，第五电阻R17的另一端与第十七电容C22的一端相连，第十七电容C22的另一端与声音采集模块的输出端相连；运算放大芯片U5的3脚与第十八电容C25的一端相连，第十八电容C25的另一端接地，运算放大芯片U5的3脚再与第六电阻R20的一端相连，第六电阻R20的另一端与+5V电源相连，运算放大芯片U5的3脚还与第七电阻R24相连，第七电阻R24的另一端接地；运算放大芯片U5的4脚接地；运算放大芯片U5的5脚与第二十电容C26的一端相连，第二十电容C26的另一端接地，运算放大芯片U5的5脚再与第八电阻R22的一端相连，第八电阻R22的另一端与+5V电源相连，运算放大芯片U5的5脚还与第九电阻R25相连，第九电阻R25的另一端接地；运算放大芯片U5的6脚与第十一电阻R16的一端相连，第十一电阻R16的另一端接运算放大芯片U5的7脚，运算放大芯片U5的6脚再与第十电阻R18的一端相连，第十电阻R18的另一端接第十九电容C23的一端，第十九电容C23的另一端与运算放大芯片U5的1脚相连；运算放大芯片U5的8脚接+5V电源，运算放大芯片U5的8脚再与第十五电容C18的一端相连，第十五电容C18的另一端接地，运算放大芯片U5的8脚还与第十六电容C19的一端相连，第十六电容C19的另一端接地；其中，运算放大芯片U5的7脚为前级放大模块的输出端；所述运算放大芯片U5的型号为NE5532；

后级放大模块包括第二十一电容C24、第二十二电容C27、第二十三电容C20、第二十四电容C21、第十二电阻R15、第十三电阻R19、第十四电阻R23、第十五电阻R26、第十六电阻R21、运算放大芯片U6；运算放大芯片U6的1脚与第十二电阻R15的一端相连，第十二电阻R15的另一端与运算放大芯片U6的2脚相连；运算放大芯片U6的2脚与第十三电阻R19的一端相连，第十三电阻R19的另一端与第二十一电容C24的一端相连，第二十一电容C24的另一端与前级放大模块的输出端相连；运算放大芯片U6的3脚与第二十二电容C27的一端相连，第二十二电容C27的另一端接地，运算放大芯片U6的3脚再与第十四电阻R23的一端相连，第十四电阻R23的另一端与+5V电源相连，运算放大芯片U6的3脚还与第十五电阻R26相连，第十五电阻R26的另一端接地；运算放大芯片U6的4脚接地；运算放大芯片U6的5脚与运算放大芯片U6的1脚相连；运算放大芯片U6的6脚与运算放大芯片U6的7脚相连；运算放大芯片U6的7脚与第十六电阻R21的一端相连，第十六电阻R21的另一端接地；运算放大芯片U6的8脚接+5V电源，运算放大芯片U6的8脚再与第二十三电容C20的一端相连，第二十三电容C20的另一端接地，运算放大芯片U6的8脚还与第二十四电容C21的一端相连，第二十四电容C21的另一端接地；其中，运算放大芯片U6的7脚为整个信号放大模块的输出端；所述运算放大芯片U6的型号为NE5532；

所述的信号滤波模块包括时钟信号发生模块和带通滤波模块；

时钟信号发生模块包括第二十五电容C7、第二十六电容C10、第二十七电容C2、第十七电阻R8、第十八电阻R9、第十九电阻R11、第二十电阻R12、数字芯片U2；数字芯片U2的1脚接第十七电阻R8的一端，第十七电阻R8的另一端接第二十五电容C7的一端，第二十五电容C7的另一端接数字芯片U2的2脚；数字芯片U2的3脚接第十八电阻R9的一端，第十八电阻R9的另一端接数字芯片U2的4脚，第十八电阻R9的另一端再接数字芯片U2的1脚；数字芯片U2的5脚接第十九电阻R11的一端，第十九电阻R11的另一端接第二十六电容C10的一端，第二十六电容C10的另一端接数字芯片U2的6脚；数字芯片U2的7脚接地；数字芯片U2的8脚接第二十电阻R12的一端，第二十电阻R12的另一端接数字芯片U2的9脚，数字芯片U2的8脚再接数字芯片U2的5脚；数字芯片U2的14脚接+5V电源，数字芯片U2的14脚再接第二十七电容C2的一端，第二十七电容C2的另一端接地；其中，数字芯片U2的6脚为时钟信号发生模块的第一输出口，数字芯片U2的2脚为时钟信号发生模块的第二输出口；所述数字芯片U2的型号为SN74F04D；

带通滤波模块包括第二十八电容C5、第二十九电容C6、第三十电容C8、第三十一电容C9、第三十二电容C3、第三十三电容C4、第三十四电容C1、第二十一电阻R7、第二十二电阻R10、第二十三电阻R2、第二十四电阻R3、第二十五电阻R4、第二十六电阻R6、第二十七电阻R1、第二十八电阻R5、运算放大芯片U1、数字滤波芯片U8；数字滤波芯片U8的1脚与数字滤波芯片U8的4脚相连；数字滤波芯片U8的5脚与运算放大芯片U1的1脚相连；数字滤波芯片U8的6、9、11、22、23、24、25脚接+5V电源；数字滤波芯片U8的7、8、12、15、16、21脚接地；数字滤波芯片U8的10脚引出三个分支，分别接+5V电源、第二十八电容C5的一端、第二十九电容C6的一端，第二十八电容C5的另一端接地，第二十九电容C6的另一端接地；数字滤波芯片U8的13脚接时钟信号发生模块的第一输出口；数字滤波芯片U8的14脚接时钟信号发生模块的第二输出口；数字滤波芯片U8的18脚接地；数字滤波芯片U8的19脚分别接第三十电容C8的一端、第三十一电容C9的一端、第二十一电阻R7的一端和第二十二电阻R10的一端，第三十电容C8的另一端接地，第三十一电容C9的另一端接地，第二十一电阻R7的另一端接+5V电源，第二十二电阻R10的另一端接地；数字滤波芯片U8的28脚接运算放大芯片U1的5脚；运算放大芯片U1的1脚接第二十三电阻R2的一端，第二十三电阻R2的另一端接运算放大芯片U1的2脚；运算放大芯片U1的2脚接第二十四电阻R3的一端，第二十四电阻R3的另一端接第三十二电容C3的一端，第三十二电容C3另一端接信号放大模块的输出端；运算放大芯片U1的3脚分别接第三十三电容C4的一端、第二十五电阻R4的一端、第二十六电阻R6的一端，第三十三电容C4的另一端接地，第二十五电阻R4的另一端接+5V电源，第二十六电阻R6的另一端接地；运算放大芯片U1的4脚接地；运算放大芯片U1的6脚接第二十七电阻R1的一端，第二十七电阻R1的另一端接+5V电源，运算放大芯片U1的6脚再接第二十八电阻R5的一端，第二十八电阻R5的另一端接地；运算放大芯片U1的8脚接+5V电源，运算放大芯片U1的8脚再接第三十四电容C1的一端，第三十四电容C1得另一端接地；其中运算放大芯片U1的7脚为信号滤波模块的输出端；所述运算放大芯片U1的型号为LM358；所述数字滤波芯片U8的型号为MAX263；

所述的液晶显示模块包括可变电阻R29、液晶J1；液晶J1的1脚接地；液晶J1的2脚接+5V电源；液晶J1的3脚接可变电阻R29的可变电阻端，可变电阻R29的另外两端分别接+5V电源和地；液晶J1的4、5、6脚依次与单片机处理模块中单片机芯片U7的48、47、46脚相连；液晶J1的7、8、9、10、11、12、13、14脚依次与单片机处理模块中单片机芯片U7的36、37、38、39、40、41、42、43脚相连；液晶J1的15脚与单片机处理模块中单片机芯片U7的44脚相连；液晶J1的17脚与单片机处理模块中单片机芯片U7的45脚相连；液晶J1的19脚接+5V电源；液晶J1的20脚接地；所述液晶J1的型号为LCM128645ZK；

所述的单片机处理模块包括第六电容C36、第七电容C37、第八电容C38、第九电容C39、第十电容C40、第十一电容C41、第十二电容C42、第一电阻R27、第二电阻R28、第一按键S1、第二按键S2、第一晶振Y1、第二晶振Y2、单片机芯片U7；单片机芯片U7的1脚分别接+3.3V电源和第十电容C40的一端相连，第十电容C40的另一端接地；单片机芯片U7的8脚与第二晶振Y2的一端相连，单片机芯片U7的8脚再与第十一电容C41一端相连，第十一电容C41的另一端接地，第二晶振Y2的另一端与单片机芯片J3的9脚相连；单片机芯片U7的9脚与第十二电容C42一端相连，第十二电容C42的另一端接地；单片机芯片U7的16脚与第二电阻R28的一端相连，第二电阻R28的另一端接+3.3V电源，单片机芯片U7的16脚还与第二按键S2的一端相连，第二按键S2的另一端接地；单片机芯片U7的17、18、19、脚依次与三路信号输出端相连；单片机芯片U7的36、37、38、39、40、41、42、43、44、45、46、47、48脚依次与液晶显示模块中液晶U7的7、8、9、10、11、12、13、14、15、17、6、5、4脚相连；单片机芯片U7的52脚与第一晶振Y1的一端相连，第一晶振Y1的另一端与单片机芯片U7的53脚相连；第一晶振Y1的两端再分别接第七电容C37、第八电容C38的一端，第七电容C37、第八电容C38的另一端接地；单片机芯片U7的58脚与第一电阻R27的一端相连，第一电阻R27的另一端接+3.3V；单片机芯片U7的58脚还与第一按键S1的一端以及第六电容C36的一端相连，第一按键S1的另一端接地，第六电容C36的另一端接地；单片机芯片U7的62、63脚接地；单片机芯片U7的64脚引出两个分支，一支接+3.3V电源，另一支与第九电容C39的一端相连，第九电容C39的另一端接地；所述的单片机芯片U7的型号为MSP430F149。