畢業(yè)論文基于超聲波技術(shù)的導(dǎo)盲杖設(shè)計(論文)綜述

1、基于超聲波技術(shù)的導(dǎo)盲杖設(shè)計論文龍劍 趙鳳娟 李偉欽 鄒東江 強(qiáng)進(jìn)指導(dǎo)老師：譚永宏（湖南科技學(xué)院 電子工程系）摘要：由于電子技術(shù)和壓電材料的快速發(fā)展，使超聲波檢測技術(shù)得到 了迅猛發(fā)展。利用超聲波指向性強(qiáng)、能量消耗緩慢的特點，通過發(fā)射 具有特征頻率的超聲波實現(xiàn)對目標(biāo)的探測便是超聲檢測技術(shù)的應(yīng)用之 一。本文利用超聲波障礙檢測技術(shù)設(shè)計了一款導(dǎo)盲杖，該導(dǎo)盲杖能自 動檢測前方3米范圍內(nèi)障礙物，采用語音和振動兩種方式有效提示盲 人避障。本設(shè)計是一種基于超聲波測距技術(shù)，以STC89C52I片機(jī)為核心的 低成本、高精度智能導(dǎo)盲杖。整個系統(tǒng)包括主控制器、超聲波發(fā)射器、 超聲波接收器、溫度補(bǔ)償模塊、語音播報模塊、電

2、源、開關(guān)、拐杖把 和拐杖體。在拐杖體和拐杖把對接處制有便于握杖手按動的電源開關(guān)， 拐杖體采用剛性材料制成內(nèi)腔為空體式，內(nèi)腔中安裝有控制電路板、 電源及超聲波發(fā)射與接收器件；在拐杖體下端、中間、頂端與拐杖把 拐向相對應(yīng)方向裝有上、下排列的超聲波發(fā)射器與接收器共3對。在拐杖把下端有一語音播報模塊。本系統(tǒng)能夠感應(yīng)到使用者前方3米內(nèi)臉部，腿部高度處的障礙物，并通過震動手柄，及語音播報通知使用 者，以保障盲人的行路安全。i【關(guān)鍵詞】導(dǎo)盲杖超聲波測距技術(shù)語音播報STC89C52引言隨著信息化和數(shù)字化的發(fā)展，現(xiàn)在社會中人們的生活變得更加豐 富多彩，生活更加便利。但是有一種人群卻不容忽視 ，社會上形形色 色、

3、豐富多彩的物是與他們無緣的，他們就是盲人。眾所周知眼晴是 “心靈之窗”，而對于突然失去或從未擁有過“心靈之窗” 的盲人來說，生活上的困難與心理上的痛苦是可想而知的。他們的衣食住行 存在諸多不便，而在出行與人際交往中遇到的困難更加突出。目前， 市場上的導(dǎo)盲工具主要是導(dǎo)盲犬，導(dǎo)盲犬習(xí)慣于頸圈、導(dǎo)盲牽引帶和 其他配件的約束；懂得“來”、“前進(jìn)”、“停止”等口令，可以帶領(lǐng)盲 人安全地走路，當(dāng)遇到障礙和需要拐彎時，會引導(dǎo)主人停下以免發(fā)生 危險。但是，導(dǎo)盲犬的培訓(xùn)過程長達(dá)18個月，綜合費用達(dá)2.53 萬美元，如此昂貴的價格不是普通用戶能承擔(dān)的，所以設(shè)計一款基于 超聲波技術(shù)的導(dǎo)盲杖。本設(shè)計基于超聲波測距技術(shù)

4、，超聲波作為一種頻率超過20KHz勺機(jī)械波，其指向性強(qiáng)，能量消耗緩慢，在介質(zhì)中傳播距離遠(yuǎn)。止匕外， 與其他測距方法相比，如電磁或光學(xué)的方法，超聲波測距不受光線、 被測對象顏色等影響。對于被測物處于黑暗、有灰塵、煙霧、電磁干 擾、等惡劣的環(huán)境下有一定的適應(yīng)能力。止匕外，超聲波傳感器還具有 結(jié)構(gòu)簡單、體積小、信號處理可靠等特點，檢測比較迅速、方便，計 算簡單，易于做到實時控制。因此，基于超聲波技術(shù)的導(dǎo)盲杖對環(huán)境 的適應(yīng)能力較強(qiáng)，穩(wěn)定性較高，性價比高，給盲人的行路安全提供了 必要保障。本系統(tǒng)設(shè)計擬解決的關(guān)鍵問題：1、大角度范圍的高精度超聲波測距處理方法。2、提高移動式超聲波測距系統(tǒng)測距精度的方法。3

5、、語音播報模塊。1.1 系統(tǒng)總體功能概述1.1.1 系統(tǒng)原理及框圖系統(tǒng)原理描述：系統(tǒng)主要由一個主控制器、三對超聲波測距模塊 和一個語音報警模塊及振動模塊組成。系統(tǒng)工作時三對超聲波測距模塊對三個不同方向的障礙物距離進(jìn)行巡回檢測，再將采集到的信息送 微處理器處理，微處理器再通過語音模塊告知使用者安全的行進(jìn)方向 其系統(tǒng)總體框圖如圖1.1.1所示。圖1.1.1系統(tǒng)總體框圖1.1.2 系統(tǒng)具體方案超聲波發(fā)生器可以分為兩大類：一類是用電氣方式產(chǎn)生超聲波； 另一類是用機(jī)械方式產(chǎn)生超聲波。電氣方式包括壓電型、電動型等； 機(jī)械方式有加爾統(tǒng)笛、液哨和氣流旋笛等。它們所產(chǎn)生的超聲波的頻 率，功率和聲波特性各不相同，

6、因而用途也各不相同。目前在近距離 測量方面較為常用的是壓電式超聲波換能器。根據(jù)設(shè)計要求并綜合各方面因素，本設(shè)計決定采用STC89C5型片 機(jī)作為主控制器，采用壓電式超聲波換能器，采用 ISD1700系列語音 芯片進(jìn)行語音播報。二硬件系統(tǒng)設(shè)計2.1 超聲波發(fā)射電路超聲波發(fā)射電路主要由反相器HEF4069UB和超聲波換能器構(gòu)成， 單片機(jī)P1.0端口輸出的40kHz的方波信號一路經(jīng)一級反相器后送到超 聲波換能器的一個電極，另一路經(jīng)兩級反相器后送到超聲波換能器的 另一個電極，用這種推挽形式將方波信號加到超聲波換能器兩端可以 提高超聲波的發(fā)射強(qiáng)度。輸出端采用兩個反相器并聯(lián)，用以提高驅(qū)動 能力。上拉電阻R

7、100 R11 一方面可以提高反相器 HEF4069UB輸出高 電平的驅(qū)動能力；另一方面可以增強(qiáng)超聲波換能器的阻尼效果，以縮 短其自由振蕩的時間。壓電超聲波轉(zhuǎn)換器的功能：利用壓電晶體諧振工作。它有兩個壓 電晶片和一個共振板。當(dāng)它的兩極外加脈沖信號，其頻率等于壓電晶 片的固有振蕩頻率時，壓電晶片將會發(fā)生共振，并帶動共振板振動產(chǎn) 生超聲波，這時它就是一超聲波發(fā)生器；如沒加電壓，當(dāng)共振板接受 到超聲波時，將壓迫壓電振蕩器作振動，將機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電信號，這 時它就成為超聲波接受轉(zhuǎn)換器。超聲波發(fā)射轉(zhuǎn)換器與接受轉(zhuǎn)換器具結(jié) 構(gòu)稍有不同。 超聲波發(fā)射電路如圖2.1所示。圖2.1超聲波發(fā)射電路2.2 超聲波接收電

8、路超聲波接收模塊主要由集成電路 CX20106A紅外線檢波接收的專 用芯片組成，芯片引腳說明如下：l腳：超聲波信號輸入端，該腳的輸入阻抗約為 40kQo2腳：該腳與GND1間連接RC串聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，它們是負(fù)反饋串聯(lián)網(wǎng)絡(luò) 的一個組成部分，改變它們的數(shù)值能改變前置放大器的增益和頻率特 性。增大電阻R或減小C,將使負(fù)反饋量增大，放大倍數(shù)下降，反之 則放大倍數(shù)增大。但C的改變會影響到頻率特性，一般在實際使用中 不必改動，推薦選用參數(shù)為 R=4.7Q, C=3.3p F。3腳：該腳與GNa間連接檢波電容，電容量大為平均值檢波， 瞬間相應(yīng)靈敏度低；若容量小，則為峰值檢波，瞬間相應(yīng)靈敏度高， 但檢波輸出的脈沖寬度

9、變動大，易造成誤動作，推薦參數(shù)為 3.3 pF。4腳：接地端。5腳：該腳與電源端 VCCg入一個電阻，用以設(shè)置帶通濾波器的 中心頻率f0 ,阻值越大，中心頻率越低。例如，取 R=200kQ時， fn =42kHz,若取 R=220kQ ,則中心頻率 f0=38kHz。6腳：該腳與GNa間接入一個積分電容，標(biāo)準(zhǔn)值為330pF,如果 該電容取得太大，會使探測距離變短。7腳：遙控命令輸出端，它是集電極開路的輸出方式，因此該引 腳必須接一個上拉電阻到電源端，該電阻推薦阻值為22kQ ,沒有接收信號時該端輸出為高電平，有信號時則會輸出低電平。8腳：電源正極，4.5V5V。超聲波接收電路如圖2.2所示：J

10、F18 HEADER圖2.2超聲波接收電路2.3 語音播報電路本設(shè)計語音芯片采用ISD1700系列芯片，ISD1700系列芯片是華 邦公司新推出的單片優(yōu)質(zhì)語音錄放電路，該芯提供多項新功能，包括 內(nèi)置專利的多信息管理系統(tǒng)，新信息提示（vAlert ），運作模式（獨立 &嵌入式），以及可定制的信息操作指示音效。芯片內(nèi)部含有自動增益 控制、麥克風(fēng)前置擴(kuò)大器、揚(yáng)聲器驅(qū)動線路、振蕩器與內(nèi)等的全方位 整合系統(tǒng)功能。2.4 .1特點1）可錄、放音十萬次，存儲內(nèi)容可以斷電保留一百年。2）兩種控制方式，兩種錄音輸入方式，兩種放音輸出方式。3）可處理多達(dá)255段以上信息。4）有豐富多樣的工作狀態(tài)提示。5）

11、多種采樣頻率對應(yīng)多種錄放時間。6）音質(zhì)好，電壓范圍寬，應(yīng)用靈活。2.3 . 2電特性1）工作電壓：2.4V-5.5V,最高不能超過6V。2）靜態(tài)電流：0.5-10A。3）工作電流：20mAISD17G0就FW 口24fit?2322FTKa找翔W3C1TAUD 'AUXIC 呷圖2.3 . 2芯片實物圖與引腳圖用戶可利用震蕩電阻來自定芯片的采樣頻率，從而決定芯片的錄 放時間和錄放音質(zhì)。下表為ISD1700的參數(shù)表：Sample Freq.ISD1730iSD174i-ISD175OLSD1760r 12 kHz20 secs26 secs33 secs40 secs8 kHz30 se

12、cs40 secs50 secs60 secs£4 kHz5.3 kHz37 secs50 secs6口 secs62 secs75 secs90 secs45 secs75 secs4 kHz60 secs80 secs100 secs120 secsISD1790ISD17120ISD17150ISD171801SD17210ISD1724060 secs80 secs100 secs120 secs140 secs160 secs90 secs120 secs150 secs180 secs210 secs240 secsI I2 secs150 secs181 secs187

13、 secs225 secs271 secs262 secs300 secs362 secs135 secs226 secs317 secs180 secs240 secs300 secs360 secs420 secs480 secs表2.3 . 2 ISD1700參數(shù)表2.3 . 3獨立按鍵工作模式ISD1700的獨立按鍵工作模式錄放電路非常簡單，而且功能強(qiáng)大。 不僅有錄、放功能，還有快進(jìn)、擦除、音量控制、直通放音和復(fù)位等 功能。這些功能僅僅通過按鍵就可完成。在按鍵模式工作時，芯片可以通過LED管腳給出信號來提示芯片的工作狀態(tài)，并且伴隨有提示音， 用戶也可自定4種提示音效。 錄音操作：按下R

14、EO, /REC管腳電平變低后開始錄音，直到松開按鍵使電 平拉高或者芯片錄滿時結(jié)束。錄音結(jié)束后，錄音指針自動移向下一個 有效地址。而放音指針則指向剛剛錄完的那段語音地址。放音操作：放音操作有兩種模式，分別是邊沿觸發(fā)和電平觸發(fā)，都由 PLAY 管腳觸發(fā)。1）邊沿觸發(fā)模式點按一下PLAY鍵，PLAY管腳電平變低便開始播放當(dāng)前段的語 音，并在遇到EO麻志后自動停止。放音結(jié)束后，播放指針停留在剛 播放的語音起始地址處，再次點按放音鍵會重新播放剛才的語音。在放音期間，LED燈會閃爍直到放音結(jié)束時熄滅。如果在放音期間點按 放音鍵會停止放音。2）電平放音模式如果一直按住PLAY®,使PLAYf腳電

15、平持續(xù)為低，那么會將芯 片內(nèi)所有語音信息播放出來，并且循環(huán)播放直到松開按鍵將PLAY管腳電平拉高。在放音期間LED閃爍。當(dāng)放音停止，播放指針會停留在 當(dāng)前停止的語音段起始位置?？爝M(jìn)操作：點按一下FW預(yù)鈕將FW隔拉低，會啟動快進(jìn)操作?？爝M(jìn)操作用 來將播放指針移向下一段語音信息。當(dāng)播放指針到達(dá)最后一段語音處 時，再次快進(jìn)，指針會返回到第一段語音。當(dāng)下降沿來到FW湍時，快進(jìn)操作還要決定于芯片當(dāng)時的狀態(tài)：1）如果芯片在掉電狀態(tài)并且當(dāng)前播放指針的位置不在最后一段，那么指針會前進(jìn)一段，到達(dá)下一段語音處。2）如果芯片在掉電狀態(tài)并且當(dāng)前播放指針的位置在最后一段，那么指 針會返回到第一段語音處。3）如果芯片正在

16、播放一段語音（非最后一段），那么此時放音停止，播 放指針前進(jìn)到下一段，緊接著播放新的語音。4）如果芯片正在播放最一段語音，那么此時，放音停止，播放指針返 回到第一段語音，緊接著播放第一段語音。擦除操作：擦除操作分為單段擦除和全體擦除兩種擦除方式，區(qū)別如下：1）單個擦除只有第一段或最后一段語音可以被單個擦除。點按一下ERASE!將ERASE管腳拉低，這時具體的擦除情況要看播放指針的狀態(tài)： 如果芯片空閑并且播放指針指向第一段語音，則會刪除第一段語 音，播放指針指向新的第一段語音（執(zhí)行擦除操作前的第二段）。 如果芯片空閑并且播放指針指向最后一段語音， 則會刪除最后一段 語音，播放指針指向新的最后一段

17、語音（執(zhí)行擦除操作前的倒數(shù)第二 段）。 如果芯片空閑并且播放指針指向沒有指向第一或最后一段語音，則不會刪除任何語音，播放指針也不會被改變。 如果芯片當(dāng)前正在播放第一段或最后一段語音，點按下ERASE!會 刪除當(dāng)前語音。2）全體擦除當(dāng)按下ERAS鍵將ERAS甯腳電平拉低超過2.5秒鐘，會觸發(fā)全 體擦除操作，刪除全部語音信息。復(fù)位操作：如果用RESET控制止匕管腳，建議RESET管腳與地之間連接 一個0.1 pF電容。當(dāng)RESET被觸發(fā)，芯片將播放指針和錄音指針 都放置在最后一段語音信息的位置。音量操作：點按一下VOLM將VOL管腳拉低會改變音量大小。每按一下，音 量會減小一檔，再到達(dá)最小檔后再按

18、的話，會增加音量直到最大檔， 如此循環(huán)?？偣灿?個音量檔供用戶選擇，每一檔會改變 4dR復(fù)位 操作會將音量檔放在默認(rèn)位置，即最大音量。FT直通操作：按住FT鍵將FT管腳持續(xù)保持在低電平會啟動直通模式。出廠 設(shè)定的是在芯片空閑狀態(tài)，直通操作會將語音從 Analn端直接通往喇 叭端或AUD輸出口。在錄音期間按下 FT鍵，會同時錄下Analn進(jìn) 入的語音信號。2.3.4管腳功能說明:管腳 名稱PDIP/SOI管腳TSOP 管腳引腳說明VCCD122數(shù)字電路電源/LED223LED指7K估號輸出/RESET324芯片復(fù)位MISO425SPI接口的串行輸出。ISD1700在SCLK下降沿之前 的半個周期

19、將數(shù)據(jù)放置在 MISO 端。數(shù)據(jù)在SCLK的下降沿時移 出MOSI526SPI接口的數(shù)據(jù)輸入端口。主控制芯片在 SCLK上升沿之前的半個周期將數(shù)據(jù)放置在MOSI端。數(shù)據(jù)在SCLK上升沿 被鎖存在芯片內(nèi)。627spi接口的時鐘。由主控制:SCLK芯片產(chǎn)生，并且被用來同步芯片 MOSI和MISO端各自的數(shù)據(jù) 輸入和輸出。此管腳空閑時，必 須拉高。/SS728為低時，選擇該芯片成為當(dāng)前被控制設(shè)備并且開啟 SPI接 口。空閑時，需要拉高VSSA81模擬地一Analn92芯片錄音或直通時，輔助的 模擬輸入。需要一個交流耦合電 容（典型值為0.1uF ）,并且輸 入信號的幅值不能超出 1.0Vpp 。 A

20、PC寄存器的D3可 以決定Analn信號被立刻錄制 到存儲器中，與Mic信號混合 被水制到存（盾命中，或者被緩存 到喇叭端并 經(jīng)由直通線路從 AUD/AUXft 出。MIC+103麥克風(fēng)輸入十MIC-114麥克風(fēng)輸入-VSSP2125負(fù)極PWM喇叭驅(qū)動器地SP-136喇叭輸出-VCCP147PWM剌叭驅(qū)動器電源SP+158喇叭輸出十VSSP1169正極PWM喇叭驅(qū)動器地AUD/AUX1710輔助輸出，決定于 APC寄 存器的D7 ,用來輸出一個 AUD 或AUX輸出。AUD是一個單端 電流輸出，而AuxOut是，個單 端電壓輸出。他們能夠被用來驅(qū) 動一個外部揚(yáng)聲器。出廠默認(rèn)設(shè) 置為AUD。 A

21、PC寄存器的D9 可以使具掉電。AGC1811自動增益控制;/VOL1912音量控制ROSC2013振蕩電阻，ROSC用一個電 阻連接到地，決定芯片的采樣頻 率VCCA2114模擬電路電源/FT2215在獨立芯片模式下，當(dāng) FT 一直為低，Analn直通線路被 激活。Analn信號被立刻從 Analn經(jīng)由音量控制線路發(fā)射 到喇叭以及 AUD/AUX輸出。不 過，當(dāng)在SPI模式下，SPI無 視這個輸入，而且直通線路被 APC寄存器的D0所控制。該管 腳有一個內(nèi)部上拉設(shè)備和一個 內(nèi)部防抖動電路，允許使用按 鍵開關(guān)來控制開始和結(jié)束。/PLAY2316播放控制端/REC2417次首拄制端/ERASE2

22、518擦除控制端/FWD2619快進(jìn)控制端RDY / INT2720一個開路輸出。Ready（獨立模式）該管腳在錄音，放音，擦除和指 向操作時保持為低，保持為高時 進(jìn)入掉電狀態(tài)。Interrupt（SPI 模式）在完成SPI命令后，會產(chǎn)生一 個低信號的中斷。一旦中斷消 除，該腳變回為高。VSSD2821數(shù)字地表2.3.4 ISD1700管腳功能說明112.3.5 ISD系列芯片典型應(yīng)用電路:13FWDMIC*MIC-03FAnaln1Rose 皿SSSCLKR05c AGCRECFRASFVOLFT* Ai 恥Hz BdTipiing JnEiq. Rose - 80 KVTo uCSP1mo

23、s iISD1700MISOU,L SP*AUafAUX和50G100 KQUNT/RDYpticnslnOptKsnai： taseti upon me appliGartiora i.夕 VAJ-BFIAUXLEDCCD%SPfn骷H O.' dFT - Speakeror BuzzsrT- Digital ground; , Analog round;師© SP*:; Gnsund for SP*圖2.3.5 (1)按鍵控制電路25261011RECPLAYERASEFWDVOLFTSCLKmosi ISD1700MISOMIC*20Q.IFHIZ sarpi irfl

24、 JFM. Rck = 80 KVAnalnT4.7 NF3RESETvAJ&rtLEDVCGndwaa14。苒;12SP*SP-BMOCINT；RDYOpbsnalSpea-P" orBuuerOptional:upen the ap:hciD3>L_-28口呼lxADD/AUXUDAUX后:岡田ground; AnaloggrtxiM; GeuM for &?-+; GnouMfar圖235(2) SPI 控制電路三軟件系統(tǒng)設(shè)計3.1 系統(tǒng)軟件總體設(shè)計主程序首先要對系統(tǒng)環(huán)境初始化，設(shè)置定時器 T0工作模式為16 位定時/計數(shù)器模式，置位總中斷允許位 EA。然

25、后調(diào)用超聲波發(fā)生子 程序送出八個超聲波脈沖。為了避免超聲波從發(fā)射器直接傳到接收器 引起的直射波，需要延時約0.1ms (這也就是超聲波測距器會有一個 最小可測距離的原因)后才可打開外中斷 0接收返回的超聲波信號。 由于采用的是12MHz的晶振，計數(shù)器每計一個數(shù)就是1us,所以當(dāng) 主程序檢測到接收成功的標(biāo)志位后，將計數(shù)器T0中的數(shù)(即超聲波來回所用的時間)按式(3-1)計算，即可得被測物體與測距器之間的 距離。再通過邏輯判斷，控制語音芯片播放對應(yīng)的語音段。設(shè)計時取 20 c時的聲速為344m/s,則有d= (vxt) /2= (172T/10000 ) cm (3-1) 其中：T為計數(shù)器T0的計

26、數(shù)值。圖3.1系統(tǒng)總體軟件框圖3.2 超聲波測距器軟件設(shè)計超聲波測距的原理，既超聲波發(fā)生器 T在某一時刻發(fā)出一個超聲 波信號，當(dāng)這個超聲波遇到被測物體后反射回來，就會被超聲波接收 器R接收到。這樣，只要計算出從發(fā)出超聲波信號到接收到返回信號 所用的時間，就可算出超聲波發(fā)生器與反射物體的距離。該距離的計 算公式如下(3-2):d=s/2(vx t)/2(3-2)其中：d為被測物于測距器的距離；s為聲波的來回路程；v為聲 速；t為聲波來回所用的時間。超聲波也是一種聲波，其聲速 v與溫度有關(guān)。表3.2列出了幾種 不同溫度下的超聲波聲速。實際情況下，溫度每上升或者下降1C,聲 速將增加或者減少0.60

27、7m /s ,這個影響對于較高精度的測量是相當(dāng) 嚴(yán)重的。因此提高超聲波測量精度的重中之重就是獲得準(zhǔn)確的當(dāng)?shù)芈?速。聲速確定后，只要測得超聲波往返的時間，即可求得距離。下表3.2中顯示了不同溫度下超聲波聲速表：溫度/C-30-20-100102030100聲波/ (m.s)313319325323338344349386表3.2溫度與波速對照表3.3 溫度補(bǔ)償程序設(shè)計當(dāng)?shù)芈曀賹Τ暡y距測量精度的影響遠(yuǎn)遠(yuǎn)要比收發(fā)時間的影響 嚴(yán)重。因此，獲取當(dāng)?shù)氐臏?zhǔn)確聲速，對系統(tǒng)的測距精度起著決定性的 作用。超聲波在大氣中傳播的速度受介質(zhì)氣體的溫度、密度及氣體分 子成分的影響，即：MRT(3-3-1)由上式(3-

28、3-1)知，在空氣中，當(dāng)?shù)芈曀僦粵Q定于氣體的溫度，因 此獲得準(zhǔn)確的當(dāng)?shù)貧鉁乜梢杂行У奶岣叱暡y距時的測量精度。工 程上常用的由氣溫估算當(dāng)?shù)芈曀俚墓饺缦拢篊 -Co , 1 T 273(3-3-2)式中C0=331.4m/s ; T為絕對溫度，單位K。此公式一般能為聲 速的換算提供較為準(zhǔn)確的結(jié)果。實際情況下，溫度每上升或者下降1 C, 聲速將增加或者減少0.607m /s ,這個影響對于較高精度的測量是相 當(dāng)嚴(yán)重的。因此提高超聲波測量精度的重中之重就是獲得準(zhǔn)確的當(dāng)?shù)?聲速。V=331.4+0.607T(3-3-3)由上述的誤差分析知，如果能夠知道當(dāng)?shù)販囟龋瑒t可根據(jù)公式 (3-3-3)求出當(dāng)?shù)?/p>

29、聲速，從而能夠獲得較高的測量精度。而問題的關(guān)鍵 在于獲得溫度數(shù)據(jù)的方法。采用熱敏電阻、熱電耦、集成溫度傳感器 都可以獲得較為準(zhǔn)確的溫度值。為了便于對溫度信號的數(shù)據(jù)采集及處理，我們采用DALASS公司生產(chǎn)的DS18B20集成溫度傳感器。 DS18B20采用了 DALAS必司的 1-WIRE總線專利技術(shù)，能夠僅在占用控制器一個 I/O 口的情況下工 作(芯片可由數(shù)據(jù)線供電)，極大的方便了使用者的調(diào)試使用，而且其 在10 c+ 85 c的工作環(huán)境下可以保持土 0.5%的使用精度， 在這個空間內(nèi)足以保證為超聲波測距設(shè)備提供足夠的精度范圍。DS18B20a度讀出流程圖3.3所示。圖3.3 DS18B20

30、溫度讀出流程圖3.4 語音播報程序設(shè)計ISD1700系列支持兩中工作模式：按鍵模式與 SPI模式。所謂按 鍵模式，其實就跟普通錄放機(jī)工作一樣，通過按鍵來操作。它支持錄 音、放音、刪除、快進(jìn)、音量控制等按鍵。對于電路上的實現(xiàn)，其實 就是相應(yīng)管腳接個接地按鈕。同時比起以前的ISD錄音芯片，增加了提示音的功能，即當(dāng)你按下錄音鍵時，會自動發(fā)出一個聲音。當(dāng)然這 個聲音也可以進(jìn)行自定義錄音。另一種工作模式其實就是用控制器， 如單片機(jī)等，對ISD1700芯片進(jìn)行完全的控制。該模式可以實現(xiàn)按鍵 模式下的所有操作，同時還增加了根據(jù)地址進(jìn)行的一系列分段操作。 ISD1700芯片將自己的存儲聲音數(shù)據(jù)的空間分成若干個段，每個段都 有一個自己的地址。我們可以假設(shè)一個芯片有2M存儲空間，然后每段 分個512K,那么就可以分為4段。對于每段我們可以分別賦地址為 0x00, 0x01, 0x10, 0x11,然后就可以通過段地址進(jìn)行段空間的操作。 ISD1700的分段操作跟這個類似，通過段地址，我們可以刪除某一部 分存儲空間，也可以播放或錄制某一部分存儲空間，這樣我們就可以 將不同段的聲音連起來播放，自由組成相應(yīng)的語句。