智能導盲系統(tǒng)設計

智能導盲系統(tǒng)設計 第1頁 共46頁理工大學泰州科技學院智能導盲系統(tǒng)設計全文共46頁，當前為第1頁。：黃建軍智能導盲系統(tǒng)設計全文共46頁，當前為第1頁。 第2頁 共46頁

我國曾在上世紀90年代進行過視力殘疾狀況的調(diào)查，結果顯示，我國有視力殘疾患者近1400萬，其中盲人約就有 620萬。從全國防盲技術指導組辦公室得到的數(shù)據(jù)也顯示[1]，我國有550萬盲人，占世界盲人總數(shù)的 1/5步，讓生活變得越來越簡單方便成為了人民普遍追求的生活理念。盲人既是我們?nèi)嗣裰械囊粏T，又是一個特殊群體，他們由于先天或后天的生理缺陷在日常生活中比我們常人會遇到更多的不方便， 端。如果有一種既輕巧，又便宜，同時又能及時的識別周圍障礙物并發(fā)出報警信智能拐杖在盲人的手中將會為盲人的生活提供極大地方便。由于超聲波的速度相對光速要小的多，其傳播時間更加容易被檢測，并且易于定向的發(fā)射，方向性較好，強度可以控制，因而人類采用仿真技能利用超聲波測距。同時隨著計算機技術、自動化技術及工業(yè)機器人的不斷出現(xiàn)，測距和識別技術在工業(yè)中已經(jīng)得到了普遍的運用與發(fā)展，如何把這種非接觸式檢測與識別技術應用到民用領域得十分重要了。

背景及意義既是我們普通人民中的一員，又是一個特殊群體，他們由于先天或后天的生理缺陷在日常生活中比我們常人會遇到更多的不方便和安全隱患。 人在行走時與前方障礙相撞。導盲預警系統(tǒng)的運用可極大地減輕盲人的行走不便與安全隱患，

且避免因盲人不辨障礙而導致的事故的發(fā)生， 速度慢，指向性強，能級消耗緩慢，對色彩、光照度不敏感的為超聲波傳感器結構相對簡單、體積小、性價比高、信息處理型化和集成化，并且可以進行實時控制等特點。所以這一項技于導盲產(chǎn)品中將有廣闊的發(fā)展前景。

研究的內(nèi)容計中超聲波測距的設計是根據(jù)蝙蝠依靠超聲波進行夜間飛行捕食的能力和智能導盲系統(tǒng)設計全文共46頁，當前為第2頁。單片機控制式超聲測距系統(tǒng)，運用超聲波一來一回確定目標位超聲波傳感器發(fā)送和接受超聲波，然后通過對比分析發(fā)射的波樣就完成了超聲波導盲儀的數(shù)據(jù)采集部分。本設計系智能導盲系統(tǒng)設計全文共46頁，當前為第2頁。 第3頁 共46頁統(tǒng)的單片機是使用AT89S52芯片，主要運用的原理也是超聲波測距方面的。 和協(xié)調(diào)各個硬件完成該裝置的硬件部分， 的障礙物進行距離探測并且可以將障礙物距離盲人多少米轉(zhuǎn)換成實時語音提示

知道前方是否有障礙物，從而進行危險躲避。該系統(tǒng)有很多其比如：電路結構簡單，元器件價格便宜。電路的抗干擾性強。，行人和車輛不容易發(fā)現(xiàn)，可能對盲人的生命構成危險，所以計。選擇運用光敏電阻，通過檢測周圍環(huán)境的亮度就相當于電阻燈光電路的通斷開關 ,并把提示燈的亮度轉(zhuǎn)化為相對邏輯的紅色警示閃光用來提醒來往行人和車輛避讓。另外還有快閃提示，當有快速物體靠近時，有相語音提示。 第1章本章主要介紹了設計超聲波導盲拐杖的背景及意義。 了概述。第2章首先是超聲波的概論以及測距原理的注意點，并提出了本設計的測距方案。第3章只要是系統(tǒng)的硬件部分首先提出設計思路然后畫出硬件電路設計框架， 細的給出了硬件電路中使用了的各個模塊關鍵元器件的說明。第4章智能語音導盲儀的軟件設計，首先是說明軟件是設計環(huán)境，然后給出軟件程流程圖，然后準備編程進行程序的仿真。第5章是對系統(tǒng)調(diào)試的分析，通過理論數(shù)據(jù)與實際所得結果的對比得出誤差，然可以改正原來的系統(tǒng)從而進行改進。第6章結束語主要是介紹本次畢業(yè)設計中所遇到的困難， 智能導盲系統(tǒng)設計全文共46頁，當前為第3頁。認識。智能導盲系統(tǒng)設計全文共46頁，當前為第3頁。 第4頁 共46頁2超聲波測距的工作原理及方案論證

波概述是自然界生物之間溝通交流的工具，聲音在人類發(fā)展的初期就已經(jīng)產(chǎn)生了，界中存在著各種各樣豐富多彩的聲音。在科學的發(fā)展道路上，又充滿活力的學科。但是人的耳朵是聽不到超聲波信號的，大發(fā)現(xiàn)海豚、蝙蝠等生物的別具一格然后開始了研究，才發(fā)現(xiàn)自是一種機械波并且在液體、氣體、固體中都是可以傳播的。按照聲波的振動頻率來劃分，聲波可以分為四種不同高低頻率的波：頻率范圍處于16kHz～20kHz之間的機械振動波[2]，定義為聲波，人的耳朵可以聽見；頻率小于16kHz的機械振動聲波被稱為次聲波；頻率高于20kHz的機械震動聲波被稱為超聲波；高于10MHz的機械振動波被稱為特超聲波。條件第一要有振動源的質(zhì)點，第二要有傳播聲波的介質(zhì)，條件下是不好傳播的。另外單單具備以上兩個條件也是不行的，質(zhì)點振動波的移動而移動，而且質(zhì)點只是在平衡點的上下進行機械波的振動，這就物理所學的電磁波的原理有點類似，但是區(qū)別也很大，比如電磁波也是一但是不需要要有固液氣三種形態(tài)的物質(zhì)進行傳播，還有就是光波與聲波也是粒子的又是機械的也是不需要傳播介質(zhì)的；電磁波的傳播速度和光的傳播速度一樣都是 聲波的速度比電磁波的速度慢很多，根據(jù)波的理論原理兩個相同頻率的波，波長可以提高超聲波測距的分辨能力；超聲波在同一種介質(zhì)中的傳播速度是一樣的，就是你只要傳播的介質(zhì)是相同的頻率的不同是不會改變超聲波的傳播速度， 是和質(zhì)源振動的方向是相同的，所以說超聲波是一種上下振動的彈性機械波，它播必須要借助于介質(zhì)分子的運動。穿過兩個不同介質(zhì)的臨界面。超聲波也是一種聲波所也具備也具備人耳能聽到的可聽波的性質(zhì)。 智能導盲系統(tǒng)設計全文共46頁，當前為第4頁。她的特別之處，與平常人耳所聽到的波應該有不同的性質(zhì)，比的因為外因而改變方向，波的加速時間快，最顯著的特點就是米的千分之一，足見與可聽波相比，超聲波確實有很智能導盲系統(tǒng)設計全文共46頁，當前為第4頁。 第5頁 共46頁別的性質(zhì)。波傳播特性—超聲波的頻率高所以波長就比較短，當超聲波穿過障礙物時，障礙的大小尺寸應該比超聲波的波長大很多， 超聲波的傳播也是定向直線傳播除非傳播的介質(zhì)不是均勻的，當波長越短時，波是很難發(fā)生衍射的，所以超聲波在這方面擁獨特的一面。超聲波功率特性—當聲音在空氣中傳播時， 動產(chǎn)生了做功。聲波功率就是衡量聲音做功快慢的物理量?？葡?，聲波的頻率越高所產(chǎn)生的功率就越大。超聲波的頻率都是大于20kHz，所以和普通的聲波相比超聲波的頻率是很大的。

波傳感器波傳感器是根據(jù)超聲波的特性研制而成的傳感器，可用于發(fā)射和接受超聲其既可以把超聲波轉(zhuǎn)換成其他形式的能量，也可以將其他形式的狀態(tài)轉(zhuǎn)換成超波在形式。超聲波傳感器的電路具備以下幾方面的優(yōu)點：（1）測量的原理和方法簡單，在電路中容易實現(xiàn)。（2）測量的精確度高，能夠準確的測出物體的距離。（3）超聲波傳感器發(fā)出的超聲波具有一定的范圍，覆蓋性廣，因此測量時并不需用許多的傳感器，因為每個傳感器都是覆蓋一定的范圍，節(jié)約了成本。

波測距中盲區(qū)及遠限和近限用往返時間檢測法測量距離時，障礙物與超聲波傳感器間的距離既不能太遠也不近，存在著距離測量的近限和遠限。距離過遠時，接收到的信號太弱，以致無法從噪聲信號中分辨出來，這是遠限存在的原因 [3]。在距離過近時，接收信號將落進盲而無法分辨出來，這是近限所以存在的原因。所以，設計中要盡量減小盲區(qū)，同高檢測的距離精度。減小盲區(qū)措施：（1）壓縮脈沖寬度—傳輸端采取降低振蕩脈沖或單個脈沖的幅值的措施，降低了智能導盲系統(tǒng)設計全文共46頁，當前為第5頁。（2）采用自動距離增益控制—使用接受放大器必須具備自動增益控制的功能，這智能導盲系統(tǒng)設計全文共46頁，當前為第5頁。 第6頁 共46頁將會變小，距離遠時的增益又比較大，這樣就可以使發(fā)射信號也可以分辨并接受近處的返回信號，當然就可以減少盲區(qū)了。時返回信號的幅值變大從而提高了距離測量的精度。 信號的幅值必須要大于閾值。這閾值值決定信噪比，這個時候就需要對周圍環(huán)境聲就行頻譜分析，盡量是使超聲波的頻率與周圍噪聲的頻率不相同。 超聲波測距和超聲波檢測所使用的方法是相同的。 法、往返時間法、以及相位檢測法。這三種方法當中相位發(fā)的種方法的檢測范圍并不是很大，聲波幅法的弊端在于容易被反一快使用最多的方法是往返時間法。往返時間法的基本原理就是在曉的聲波的在某種介質(zhì)中的傳播速度， 別遇到障礙物的時間差來求的障礙物的距離，原理圖如圖 詳細的來講只要激勵電路產(chǎn)生一個 40kHz的激勵脈沖給超聲波傳感器，再由傳感部電路將其轉(zhuǎn)換成機械能，機械振動然后通過空氣分子的振動而傳送出去，發(fā)射的超聲波信號在空氣中時沿一條直線傳播的， [傳感器此時得到的電壓信號還是比較微弱的， 的識別芯片所采集。調(diào)制 振蕩脈沖 計時 增益放大 智能導盲系統(tǒng)設計全文共46頁，當前為第6頁。波傳感器使用發(fā)射頭發(fā)射超聲波，當超聲波遇到障礙物時超聲波就會返回，智能導盲系統(tǒng)設計全文共46頁，當前為第6頁。 第7頁 共46頁然后用超聲波接受頭來接受超聲波反射信號， 的，所以只要知道傳播的時間就可以簡單的算出障礙物的距離，因此本設計采用頭的方式。聲波是以縱波的形式在空氣中傳播的。 生反射；反射波被人們稱為回聲。假設我們知道了超聲波在某種介質(zhì)中的傳播速并且我們可以通過測量知道超聲波發(fā)射和接受所知道的時間，然后算出時間差就得到了超聲波傳播的時間了，然后就可以算出障礙物的距離 [5]。這就是本設計超聲波的原理。本設計的傳輸介質(zhì)是空氣，采用超聲波來測距。在室溫下聲波的傳播速度為339m/s，傳播介質(zhì)是空氣，超聲波從發(fā)射開始到超聲波遇到障礙物返回并被接受的時間為 t,那么振源距離障礙物的距離可以由式 因為超聲波所經(jīng)過的路徑是聲源和障礙物之間的兩倍， 頭方式就是超聲波探頭發(fā)射超聲波，然后遇到障礙物后返回，接受返回信號使用原來的發(fā)射探頭。假設超聲波探頭與障礙物之間的距離為

式（2.2）中：S是所測障礙物的距離，c是超聲波在均勻介質(zhì)中的傳播速度， 是超聲波從發(fā)射到被接受所使用的時間。從式（ 2.2度已知，在測量出超聲波的傳播時間 t后就可以準備的計算出障礙物距離

小結對設計中用到的超聲波技術進行了一個系統(tǒng)性的說明。包括對超聲波的說超聲波傳感器的優(yōu)點，超聲波測量中盲區(qū)及近限和遠限，以及本次設計所要用到智能導盲系統(tǒng)設計全文共46頁，當前為第7頁。聲波測距技術的原理。智能導盲系統(tǒng)設計全文共46頁，當前為第7頁。 第8頁 共46頁3智能導盲儀硬件系統(tǒng)設計

實現(xiàn)的功能波測距是根據(jù)超聲波在空氣的傳播速度恒定通過記錄傳播時間來求出距離到接收到回波的時間和聲音的速度在這個時候的傳播速度，它物的距離。因為空氣中的衰減，噪音和環(huán)境以及電路本身的超制，測量的距離，障礙物限制距離的回波將不檢測；在同一時的效果，測量距離大于最小距離下，障礙物回聲將無法分辨信號和干擾信號之間的差值。 。當系統(tǒng)檢測到一定范圍的障礙物時，會發(fā)生警報和相應的語音提示。理超聲波返回信號，把模擬量轉(zhuǎn)換成電量信號，然后通過，通過單片來實現(xiàn)語音播報的控制，從而實現(xiàn)危險提醒，也可以通過語音模塊的按鍵來實現(xiàn)實時的報距。AT89S52 括語音警報提示，夜間 LED閃爍燈光，讓使用者在燈光比較暗的情況下也能確保行安全。電源也是電路設計比較關鍵的部分，

穩(wěn)定的穩(wěn)壓電源電路可以使電路各的運行都比較穩(wěn)定，另外電源的穩(wěn)定性也會使電路的安全和壽命得到保障。 智能導盲拐杖硬件電路設計是一項系統(tǒng)的工程， 它涉及到許多方面，包括單片機、測距系統(tǒng)、開關控制系統(tǒng)、溫濕度采集系統(tǒng)、聲光報警系統(tǒng)、電源等的選擇。在設計之前，需要對這個設計模塊之間的關系進行了解。更具實物要實現(xiàn)的功能，需要把模塊進行細節(jié)化，分析單個模塊內(nèi)部的引腳功能，本設計主要是以 機作為系統(tǒng)的控制系統(tǒng)，然后以此來控制各個模塊運轉(zhuǎn)，整個系統(tǒng)運用的是回波智能導盲系統(tǒng)設計全文共46頁，當前為第8頁。法的測距原理，其結構框圖如圖 3.1所示。智能導盲系統(tǒng)設計全文共46頁，當前為第8頁。 第9頁 共46頁模塊模塊

顯示圖3.1

電路設計統(tǒng)由單片機，超聲波發(fā)射和接收電路，顯示電路，語音模塊和光報警模塊，控制核心芯片。 本系統(tǒng)工作原理示意圖如圖 3.2所示。調(diào)試功能測試 超聲波檢測 單片機 快閃提示 圖3.2 計系統(tǒng)主要有以下幾個模塊：（1）單片機控制模塊是單片機，是整個系統(tǒng)最智能的地方，也是整個系統(tǒng)的中央處理器，處理數(shù)傳輸和分析（2）超聲換能模塊波的發(fā)射模塊主要是由包括超聲波的激勵脈沖產(chǎn)生電路和超聲波探頭組成，由單片機通過軟件產(chǎn)生激勵脈沖然后傳送給超聲波探頭進行發(fā)送。 置比例放大電路、程序控制的放大電路以及超聲波的信號過濾聲波的回波信號轉(zhuǎn)換成電量信號的電壓，還需經(jīng)過放大器對信行放大處理然后通過濾波器的濾波后才能得到幅值和信噪比符合要求信號，

智能導盲系統(tǒng)設計全文共46頁，當前為第9頁。經(jīng)過處理后的信號才能被處理。智能導盲系統(tǒng)設計全文共46頁，當前為第9頁。 第10頁 共46頁（3）電源模塊模塊是為整個系統(tǒng)提供穩(wěn)定的供電電源，

統(tǒng)不會出現(xiàn)電源不穩(wěn)定影響運現(xiàn)象。（4）語音播報模塊是實時距離語音播報，快閃躲避的語音提醒。（5）快閃檢測模塊塊是當一個物體快速接近超聲波探頭是，系統(tǒng)能夠有躲避危險的語音提示。

機主控模塊AT89S52是一個高性能CMOS的8位存儲單片機，擁有8K字節(jié)的可編程閃存，并具有低功耗的特點，使用的是 Atmel國際公司高密度非丟失性存儲器的制造技術，引腳與采用同樣技術的 8031和80C51是完全兼容的，主要得益于所采用的制造工藝的相同[6]。片上的Flash不僅可以把程序存儲也可也對程序進行修改，并且他的程序與我們平時所使用的編程器也是兼容的。在單一芯片上，具有 8位CPU的系統(tǒng)內(nèi)可編程Flash與多變的AT89S52提高了生產(chǎn)產(chǎn)品的靈活度，并超有效的解決了嵌入式控案在電路中的應用。其具有以下標準功能：8K字節(jié)的閃存、256字節(jié)的RAM、32個I/O線、看門狗定時器、2個數(shù)據(jù)指針、3個16位定時器/計數(shù)器、1個6向量2級中斷結構、全雙工串行口、片內(nèi)晶振及時鐘另外，AT89S52單片機可在0Hz的時候進行靜態(tài)的邏輯運算，并且還可以支持兩個軟件可選性節(jié)約用電的模式。在空閑模式下， CPU是停止工作的但是RAM還是允訪問的，像定時器、串口、中斷脈沖等還是可以繼續(xù)工作的。當單片機突然失去電之后，單片機會才去保護措施，自動保存 RAM的內(nèi)容，并且停止振蕩器的工作，單片機的所有運轉(zhuǎn)在沒有電能的情況下將被停止， 信號或者是按了復位電路，不然單片機就會保持現(xiàn)有的狀態(tài)。 AT89S52引腳如圖3.3智能導盲系統(tǒng)設計全文共46頁，當前為第10頁。智能導盲系統(tǒng)設計全文共46頁，當前為第10頁。 第11頁 共46頁圖3.3 AT89S52引腳圖說明（1）P0口：P0口是一個8位漏極開路的雙向I/O口。作為輸出口，每位都能驅(qū)動8個TTL邏輯電平。在P0端口寫“1”時，該引腳用為高阻抗輸入。 程序和數(shù)據(jù)存儲器時，P0口也可以被用作低8位地址/數(shù)據(jù)的復用。在這種模式下，P0不具有內(nèi)部上拉電阻的特性。在使用 在程序校驗時，輸出指令字節(jié)。程序校驗時，需要外部上拉電阻的幫助。（2）P1口：P1口是一個具有內(nèi)部上拉電阻的 8位雙向I/O口，P1的輸出緩沖器能同時驅(qū)動4個TTL邏輯電平。P1口，寫“1”時，內(nèi)部上拉電阻拉端口，它可用作輸入。作為輸入時，引腳被外部拉低的原因是由于內(nèi)部電阻或者輸出電流。此外，P1.0和P1.1還可以分別作定時器/計數(shù)器2的外部計數(shù)輸入（P1.0/T2）和定時器/計數(shù)器2的觸發(fā)輸入（P1.1/T2EX）。在編程和校驗的時候，端口接收低 8位字節(jié)。智能導盲系統(tǒng)設計全文共46頁，當前為第11頁。號第二功能：智能導盲系統(tǒng)設計全文共46頁，當前為第11頁。 第12頁 共46頁P1.0T2（定時器/計數(shù)器T2的外部計數(shù)輸入），時鐘輸出。P1.1T2EX（定時器/計數(shù)器T2的捕捉/重載觸發(fā)信號和方向控制）。P1.5P1.6（3）P2口：P2口也是一個具有內(nèi)部上拉電阻的 8位雙向I/O口，P2口的輸出緩沖器能驅(qū)動4個TTL邏輯電平。P2端口寫“1”時，內(nèi)部上拉電阻把端口，那么你使用作為輸入端口。當被作為輸入時，外部向下引線由于內(nèi)部電阻和輸出電流。問外部程序存儲器或讀取外部數(shù)據(jù)存儲器（如執(zhí)行）與位地址，端口發(fā)送高八地址。在這種應用中，P2口必須使用很強的內(nèi)部上拉電阻來發(fā)送 1。在使用8位地址（如MOVX@RI）訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時，P2口輸出P2鎖存器的內(nèi)容。在Flash編程和校驗時，P2口也能夠接收高8位地址字節(jié)和一些控制信號的程序。（4）P3口：是一個具有內(nèi)部上拉電阻的位雙向口，輸出緩沖器能驅(qū)動 4個邏輯 為輸入，外部向下引線由于內(nèi)部電阻和輸出電流。 P3口亦作為AT89S52特殊功能（第二功能）使用。Flash編程和驗證，P3還接收一些控制信號。P3還接收一些控制信號的Flash編程和驗證。（5）RST：復位輸入。當振蕩器工作時， RST的引腳會發(fā)出至少兩個周期以上電平來使單片發(fā)生復位。（6）ALE/PROG：當訪問外部存儲器時，ALE（地址鎖存使能）引腳輸出脈沖的低8位字節(jié)鎖存地址。一般情況下，ALE將會以時鐘振蕩頻率的 1/6來輸出固定的脈號，因此它可對外輸出時鐘或用于定時目的。要注意的是：每當訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時將跳過一個 ALE脈沖。存儲器編程的時候，該引腳還用于輸入編程脈沖 SFR）區(qū)中的8EH單元的D0位置位，可禁止ALE操作。該位置位后，只有一條 MOVX和MOVC指令才能將ALE激活。此外，該引腳會被微弱拉高，單片機執(zhí)行外部程序時，應設置 ALE禁止位無效。智能導盲系統(tǒng)設計全文共46頁，當前為第12頁。（7）PSEN：程序儲存允許（PSEN）輸出是外部程序存儲器的讀選通信號，當智能導盲系統(tǒng)設計全文共46頁，當前為第12頁。 第13頁 共46頁AT89S52 兩個脈沖，在此期間，當訪問外部數(shù)據(jù)存儲器，將跳過兩次 CPU僅訪問外部程序存儲器（地址為 LB1被編程，復位時內(nèi)部會鎖存 EA端狀態(tài)。EA端為高電平（VCC接端）,CPU正在執(zhí)行。存編程，加上銷電源允許編程，當然，這必須是一個的編程電壓的裝置。（9）XTAL1：振蕩器反相放大器和內(nèi)部時鐘發(fā)生電路的輸入端 （10）XTAL2：振蕩器反相放大器的輸出端。本次設計是以AT89S52作為控制模塊加上其他的一些外部電路所組成，

小系統(tǒng)如圖3.4所示，是這個導盲儀的核心控制部分。 AT89S52是一個高性能CMOS的8位存儲單片機，擁有 8K字節(jié)的可編程閃存，并具有低功耗的特點 [7]。采用Atmel的高密度非易失性存儲器技術制造，與工業(yè)產(chǎn)品訂單和引腳完全兼容。片上的 Flash不僅可以把程序存儲也可也對程序進行修改， 也是兼容的。在單一芯片上，具有8位CPU的系統(tǒng)內(nèi)可編程Flash與多變的AT89S52了生產(chǎn)產(chǎn)品的靈活度，并超有效的解決了嵌入式控制方案在電路中的應用。

rst

P10P11P12P13P14P15P16P17RESTP30P31P32P33P34P35P36XTAL2XTAL1

/VPPALE/PROG

XTAL AT89S52圖3.4 AT89S52單片機的RST引腳需要接兩個周期的高電平并且這些高點必須是持續(xù)不斷的，此時單片內(nèi)部就執(zhí)行著復位的指令。如果發(fā)現(xiàn)單片機的這個引腳一直是處于平的狀態(tài)，則表示單片機一直處于復位不斷循環(huán)的狀態(tài)。際的使用中，單片機的復位操作有兩種形式：第一種是上電復位，第二種就是按鍵與上電組個的復位指令，在外部請求打開電源就執(zhí)行復位的指令。此時 智能導盲系統(tǒng)設計全文共46頁，當前為第13頁。的引腳就會很快得到一個高電平，此時電容 C1就會充電，電容兩邊就有電壓，所以智能導盲系統(tǒng)設計全文共46頁，當前為第13頁。 第14頁 共46頁慢慢的RST引腳上的電壓將會一點點的下降直到平衡。RST引腳的高電平是有一定的保持時間的，一般最長為

2個機器周期，在高電平消失后單片機就可以進行復位操作了。 時的復位，從而修正之前的錯誤，確保電路的正常循環(huán)，如圖 3.5所示。圖3.5復位電路

波換能模塊前世界上對測距這一領域主要運用的手段有激光、毫米波雷達、攝像系統(tǒng)、線、超聲波等一些測距技術，使用不同的測距技術所涉及的原理和方法也是不相，但是又有一點是相同的都必須要有一個發(fā)射和接受回波的過程。下面是各個測術性能之間的比較如表

3.1表3.1 超聲波 紅外線 攝像系統(tǒng) 毫米波雷達 最大探測距

大于100m

大于150m

可 達 0m時間

約為ms

慢1103ms

于處理時

快可達到1ms

ms探頭磨損，因素的

沒有影響

不大

直接影響能力

，使探離減小1/2～1/3比較

探頭約一支20元，工作機理，探頭易

約80元

大于1000元

大于1500元昂貴，結

約500元適應性

可以在惡中工作

但在能見時比其他系統(tǒng)好智能導盲系統(tǒng)設計全文共46頁，當前為第14頁。

可見性不智能導盲系統(tǒng)設計全文共46頁，當前為第14頁。件下無法

，不受能影響

受惡劣影響 第15頁 共46頁通過表3.1的數(shù)據(jù)我們可以對各種測距技術進行比較，可以看出本設計使用超聲計方案是最簡單實用的，并且我們還需要在超聲波技術上進行系統(tǒng)的簡化和改根據(jù)發(fā)射和接收超聲換能器是否同體， 體其實就是超聲波的發(fā)射和接受都是同一個傳感器完成的，探能接受超聲波；收發(fā)分體是指超聲波的發(fā)射和超聲波的接受使為了是電路設計簡單化，考慮到電路設計的成本本次設計采用的超聲波模塊是HY-SRF05，圖3.6所示為超聲波的超聲波測距模塊的實物圖。圖3.6HY-SRF05超聲波測距模塊實物圖 2cm～450cm以內(nèi)的物體，精度可達到3mm，模塊包括一個超聲波接收和一個發(fā)送控制電路。 自是VCC接5V電源，GND是接地的，TEING是通過觸發(fā)來控制信號的輸入，ECHO的功能是回想信號的輸出[8]。工作原理（1）采用I/O端口TRIG觸發(fā)方式，最少要給予 10us的高電平信號。（2)發(fā)射探頭能都自動的發(fā)射 8個的40kHz的方波信號，并通過接受探頭自動是否返回。（3）有信號發(fā)射或接受時，通過

I/O口的ECHO端口輸出高電平，超聲波從發(fā)射到返回所使用的時間就是高電平連續(xù)工作的時間 [9]。介紹的是一種壓電陶瓷式收發(fā)同體超聲波傳感器。

其中心頻率為40kHz，10V智能導盲系統(tǒng)設計全文共46頁，當前為第15頁。的發(fā)射電壓，在大氣壓是 0dB=0.02m/Pa的條件下是≥95dB；40kHz中心頻率是在接智能導盲系統(tǒng)設計全文共46頁，當前為第15頁。 第16頁 共46頁收靈敏度之內(nèi)的，在大氣壓是0dB=10V/pa的條件下是≥-65dB；靜電容量為1260pF～2340pF；探測距離為0.2m～3m；-6dB下的指向角為60°。這種壓電收發(fā)同體的聲壓方位發(fā)射特性圖如圖3.7所示。圖3.7 于2mA的，工作時候相對穩(wěn)定。測量角度為15°，減少了可能存在的角度干擾問題。這個超聲波模塊能夠進行 度也比較的高可用達到 測距的時候數(shù)據(jù)的波動也比較小，很穩(wěn)定 [10]。在I/O觸發(fā)位置，需要給至少給我們一個10us高電平信號。HY-SRF05電氣參數(shù)如表3.2所示。表3.2 HY-SR05電氣參數(shù)電氣參數(shù) 工作的電壓 DC5V工作電流 工作頻率 最遠射程 最近射程 測量角度 輸入觸發(fā)信號 10us的TTL脈沖輸出回響信號 輸出TTL電平信號，和發(fā)射距離成正比規(guī)格尺寸 超聲波傳感器需要換能電路來實現(xiàn)功率驅(qū)動。 ，采用激勵就可以解決脈沖的問題。根據(jù)本設計的設計需要發(fā)射電路需要滿足一要求。智能導盲系統(tǒng)設計全文共46頁，當前為第16頁。（1）振蕩電路振蕩頻率可調(diào)智能導盲系統(tǒng)設計全文共46頁，當前為第16頁。 第17頁 共46頁40kHz的脈沖由振蕩電路產(chǎn)生，然后這個脈沖再提供給超聲波傳感器。載頻率相同的超聲波傳感器信號頻率以共振頻率，效率高，電能轉(zhuǎn)化為機的機械聲波。（2）驅(qū)動能力較高足夠大的脈沖信號，這個脈沖由驅(qū)動電路產(chǎn)生。當脈沖信我們還需要注意的是脈沖的寬度、功率以及它的頻率都是固定的否則很有動發(fā)射器，再由發(fā)射器將所受到的脈沖電量轉(zhuǎn)換成機械波，能量的轉(zhuǎn)換是機械能。（3）I/O口控制超聲波換能器的驅(qū)動主要是靠功率驅(qū)動電路來對進行功率驅(qū)動的， 足夠大功率放大之后，才能推動超聲波換能器發(fā)射超聲波。氣中傳播是超聲波的能量會隨著距離的變遠而出現(xiàn)衰落，

目標反射回來聲波的回波信號弱，如果物體的距離比較的遠那么波的衰減可能只有毫伏級了，甚至只有微伏級。因此，為了提高超聲波測距系統(tǒng)的范圍，需要的驅(qū)動電路。所以目前需要解決接受信號微弱問題， 濾波。此超聲波測距模塊可以非接觸式的測量距離在 達到。本工作原理：（1）采用由I/O口TRIG的觸發(fā)方式來測距，至少給

I/O提供10us的高電觸發(fā)號；（2）超聲波模塊會自動發(fā)送

8個40kHz方波用來自動檢測是否有一個回波信號（3）當超聲波探頭接受到回波信號時，通過I/O口ECH0輸出一個高電平，高電平脈沖持續(xù)的時間就與超聲波發(fā)出后到接受到的時間是相等的。 波發(fā)出地到障礙物距離=（高電平時間 聲速）/2。

播報模塊設計由于導盲儀的使用者主要是盲人，所以我們比必須采取語音提示的形式來幫助盲走。盲人可以通過按按鈕來使導盲儀實時報距，當有快速問題接近時也有對應的智能導盲系統(tǒng)設計全文共46頁，當前為第17頁。提示躲避。智能導盲系統(tǒng)設計全文共46頁，當前為第17頁。 第18頁 共46頁如圖3.8所示語音芯片采用ISD4004中文錄播語音芯片。該芯片繼承 ISD4004語音芯片的一些優(yōu)點：比如采用最小 SSOP28L貼片封裝、I/O接口比較簡單、功耗非常的低、音色比較清楚悅耳、價格比較低廉；除此之外，在語音合成效果上， 準確、智能化地識別文字、數(shù)字、較長的字符串。正是因為其合成語音清晰和文字的識別率高的特點也算代表語音芯片智能化的新起點， 語音芯片，尤其在國內(nèi)中高端市場是值得開發(fā)的。所以ISD4004語音芯片的研制成功，將會推動整個TTS語音合成技術行業(yè)的發(fā)展和更廣的行業(yè)應用。圖3.8 ISD4004中文語音芯片引腳圖定義1，3引腳接在總線模塊0的電源負極；2引腳接在總線模塊0的電源正極；低電芯片將不被使用，表明芯片忙時可以通過主機接收命令和數(shù)據(jù)發(fā)送高電平，表示正在進行的語音合成和廣播；Res引腳接5引腳；6引腳接在總線模塊1的電源正極；7引腳接在總線模塊1的電源負極；語音輸出模塊電源接負極 8，12引腳；語音輸出模塊電源正極接10引腳；9引腳接推送DAC語音輸出1。能特點（1）支持GB2312、GBK、BIG5和UNICODE內(nèi)碼格式的文本；（2）清楚、流利、準確地把中文進行語音合成；任意的中文文本也可合成語音，多個英文字母的合成；（3）文本分析處理算法才用的是智能化，能夠準確的讀進數(shù)字，手機號碼，日時間，簡單的一些度量衡也是可以識別的；智能導盲系統(tǒng)設計全文共46頁，當前為第18頁。（4）對于中文中的多音字和一些姓氏的處理能力是非常強的；智能導盲系統(tǒng)設計全文共46頁，當前為第18頁。 第19頁 共46頁（5）支持多種類型的文本控制標識，提升文本中文字的處理正確率；（6）每次文本量的合成最多能夠達到 （7）支持多種控制命令，主要包括：暫停合成、合成、繼續(xù)合成、停止、改變率大小等；（8）支持休眠功能，當芯片不需要完成任務是可以休眠從而降低功耗；支持芯作狀態(tài)可以用多種方式查詢到；（9）支持串行數(shù)據(jù)通信接口，支持三種通訊形式的波特率： （10）支持16級音量調(diào)整；對于背景音樂的音量和文本前景的音量都是可以調(diào)，并且二者是可以獨立控制的；（11）支持6級詞語語速調(diào)整，可使用發(fā)送控制指令調(diào)節(jié)詞語的播報速度；（12樂資料，比如和弦音樂、一些簡單的提示語和運用些特定行業(yè)的常見語音表達句；（13）內(nèi)部存儲19首聲音提示音，15首比較經(jīng)典的背景音樂，23首和弦提示音（15）實際元器件使用SSOP貼片封裝形式，體積與同類相比較??；（16各項指標均滿足室外嚴酷環(huán)境下的應用；根據(jù)本設計方案要求和語音芯片的各項特性，語音模塊電路連接如圖 3.9所示。AYORD

SSSISOINT

N5

圖3.9語音模塊電路連接

示警模塊設計方式一般是用燈光示警，用閃動的指示燈來警告人們有一定的危險；然后使智能導盲系統(tǒng)設計全文共46頁，當前為第19頁。音示警，發(fā)出語音提示或警告提醒路人也提醒自己；在選擇警示電路時，本著使智能導盲系統(tǒng)設計全文共46頁，當前為第19頁。 第20頁 共46頁硬件電路結構簡單，編程方便的思想。本次設計除了語音警示外還加入了使用光作為開關控制LED燈示警系統(tǒng)，體現(xiàn)了以人為本的思想，主要是為了在晚上是提醒過路的行人注意躲避盲人以免造成交通事故。光敏電阻就相當于預警等的開關，當晚上光線變暗時，光敏電阻就會變小光控電路系統(tǒng)就會導通，給警示燈供電使燈變亮。光線采集電路如圖3.10所示。100k

CS

VCC

5

CH10832

D0

4圖3.10 3.8LCD顯示模塊設計LCD1602最佳工作電壓是在5V左右，有數(shù)據(jù)位8個：接電源端、接地端、數(shù)據(jù)讀寫端、數(shù)據(jù)命令選擇端。在本次設計中，數(shù)據(jù)端 D0～D7是和單片機的P2口連接?；静僮鲿r序是1。在讀數(shù)據(jù)狀態(tài)時輸入RS=L，RW=H，E=H，寫數(shù)據(jù)時輸入RS=H，智能導盲系統(tǒng)設計全文共46頁，當前為第20頁。RW=L。同時在與單片機連接運行過程中要進行上電保護對其進行初始化。顯示電路智能導盲系統(tǒng)設計全文共46頁，當前為第20頁。 第21頁 共46頁圖3.11

小結本章主要介紹硬件的模塊化。對設計實現(xiàn)的功能進行了總的概述闡述了硬件設計智能導盲系統(tǒng)設計全文共46頁，當前為第21頁。的思路和構想，并根據(jù)要求，說明了各個模塊所實現(xiàn)的功能。對系統(tǒng)的整體設計理念、做大致的介紹，并詳細講解核心部件主要器件的參數(shù)，以及硬件設計原理框圖。智能導盲系統(tǒng)設計全文共46頁，當前為第21頁。 第22頁 共46頁

語音導盲儀的軟件設計本設計的軟件設計主要是程序的編寫， 可以通過計算機實現(xiàn)各個芯片的功能，在寫程序的時候要注意，這樣才可以通過程序來實現(xiàn)本設計所提出的功能。軟件的編分，軟件的質(zhì)量直接影響著整個系統(tǒng)實現(xiàn)功能的效果，當然也照系統(tǒng)功能來確定應用程序的設計。

軟件設計語言采用C語言作為本設計的軟件設計語言，其優(yōu)點是可以最大限度的減少我們對硬件的機械操作，良好的程序結構是C語言是一大特點，所以其更加實用電路模塊化的軟件設計，因此通常情況下我們實用 C語言作為單片機編程的首選語言，首先對于 序設計方法結構化，其次不硬件的功能進行模塊化，不同的功，這會使整個應用系統(tǒng)程序結構更加清晰，也便于進行調(diào)試和相同的，分別對應固定的入口參數(shù)和出口參數(shù)，重復調(diào)用的一換成函數(shù)，可以簡化我們編程減少了一些重復使用的程序，又了整個程序的管理，還可以增強程序的移植性和可讀型。

的軟件環(huán)境簡介對于AT89S52的控制設計，用KeilC語言軟件編程環(huán)境，使用 Proteus軟件設計環(huán)境進行電路仿真[11]。只有把這兩個軟件結合在一起才能完成電子系統(tǒng)的設計。 c軟件界面，如圖4.1所示。KeilC是一款比較強大的軟件，可以把軟件編程和軟件仿真合于一體，還支持多種語言的編程，比如匯編、 C語言甚至匯編和C語言的混合體以識別。軟件一般都是系統(tǒng)比較核心的部分，想做好一個設計必須有好的思想和的邏輯。該系統(tǒng)采用模塊化設計，該程序被分成幾個獨立的子程序，這樣使程序的讀出變得方便簡單，同時又對程序的移植和修改提供了很大的幫助 []件開發(fā)完全是依靠 Keil單片機C語言平臺，在此平臺程序調(diào)試簡單，具有良好的可智能導盲系統(tǒng)設計全文共46頁，當前為第22頁。和擴展性。智能導盲系統(tǒng)設計全文共46頁，當前為第22頁。 第23頁 共46頁圖4.1 Keilc軟件界面

Labcenter公司開發(fā)的。軟件的運行環(huán)境是在Windows操作系統(tǒng)中，最主要的是可以對芯片進行仿真運行，還可以各種模擬元器件和集成電路的組成和結構。件的特點是：（1）基本上滿足了本次設計的本次設計的仿真標準，與其他的單片機仿真軟件較是非常方便的。（2）能夠進行多種多樣的仿真比如：數(shù)字電路仿真，模擬電路仿真，單片和各個外圍模塊之間的仿真，還有RS-232動態(tài)仿真，SPI調(diào)節(jié)器仿真等；仿真還必須要有顯示部分，這款軟件有多種虛擬儀器 ,例如示波器、信號發(fā)生器等[13]。（3）目前支持的單片機類型有：ARM7系列，68000系列，8052系列，AVR系列，PIC12系列，PIC16系列，PIC18系列，Z80系列，HC11系列以及各種其它的外片。（4）與大量的存儲器和外圍芯片兼容性很好。綜上所述，此軟件是一款具有 SPICE分析功能且可以仿真單片機的仿真軟件 軟件功能十分的豐富，可以仿真 ProteusISIS的工作和Windows界面的操作界面有點類似，如圖4.2所示，在屏幕方我們可以看到很多菜單例如：標題欄，菜單，標準工具欄，繪圖工具欄，狀態(tài)智能導盲系統(tǒng)設計全文共46頁，當前為第23頁。對象選擇按鈕，預覽對象方位控制按鈕，仿真過程中的控制按鈕，預覽窗口，對智能導盲系統(tǒng)設計全文共46頁，當前為第23頁。 第24頁 共46頁擇窗口，圖形編輯窗口等。這些界面有利于我們快速的熟悉軟件并繪制電路圖。圖4.2 雙擊圖標就可以運行 Proteus從一個庫中選擇元件，然后在左側(cè)窗口中輸入所需要元件的關鍵詞 ，然后通過鼠標把件放置在合適的位子，在放置之前先調(diào)整好方向并且設置好各元器件的參數(shù)，最智能導盲系統(tǒng)設計全文共46頁，當前為第24頁。后再把各個元器件通過線連接起來 智能導盲系統(tǒng)設計全文共46頁，當前為第24頁。 第25頁 共46頁 呼叫系統(tǒng)軟件設計的流程如圖 4.3和圖4.4所示。鍵按下否？屏清零鍵總數(shù)子程序

1s定時到否？清除1s定時標志環(huán)顯示子程序智能導盲系統(tǒng)設計全文共46頁，當前為第25頁。圖4.3 智能導盲系統(tǒng)設計全文共46頁，當前為第25頁。 第26頁 共46頁計算鍵值子程 標志位是 鍵標志為0? 否為1？ INC

是否達到1s？40描完？

調(diào)BCD調(diào)整子程序示子程序

存儲單元加1圖4.4 這部分主要接受的是現(xiàn)實部分的程序設計， 這部分涉及到按鍵程序的調(diào)用，所以編寫這部分程序需要有主次的概念，只要這部分的程序調(diào)試成功在配合超聲波模塊的程序，軟件部分難點就迎刃而解 4.4本章小結主要介紹了軟件設計的整個過程

,包括對所使用的軟件做出了簡單的介紹，并使用模塊化的設計思想進行軟件設計 ,設計思路清晰,這樣方便調(diào)試過程中的程序智能導盲系統(tǒng)設計全文共46頁，當前為第26頁。。同時開發(fā)一個良好的設計思維與良好的設計習慣。智能導盲系統(tǒng)設計全文共46頁，當前為第26頁。 第27頁 共46頁5系統(tǒng)的調(diào)試結果一個系統(tǒng)的開發(fā)過程需要用系統(tǒng)調(diào)試來驗證各個硬件的協(xié)調(diào)性， 系統(tǒng)應該包含很多部分，但是必須離不開控制系統(tǒng)的硬件聯(lián)調(diào)、軟件聯(lián)調(diào)、系統(tǒng)仿真、仿真燒錄和現(xiàn)場安裝調(diào)試等幾個環(huán)節(jié)。 調(diào)試，只有硬件電路調(diào)試真確后才能進行軟件部分的檢查，這樣就可以分部排查。當所有的調(diào)試都沒問題時，為了確保其穩(wěn)定性還需要讓設計長時間運行一些時間，這樣以后才可以驗收合格，整個設計系統(tǒng)才算完成了任務 計的導盲儀的采集速率和精度都很高，當前面一定的范圍，導盲儀會自動地發(fā)才語音提示來提醒盲人該怎樣行走。硬件系統(tǒng)的正確實驗才能得到驗證。然而由于空氣中存在濕度和溫度，超聲波測距所得的是存在著誤差。其余的子功能都良好運行。理論測距與實際測距如圖5.1和5.2。從圖中可以看出超聲波測距的誤差在 2mm之內(nèi)。智能導盲系統(tǒng)設計全文共46頁，當前為第27頁。圖5.1理論測距結果智能導盲系統(tǒng)設計全文共46頁，當前為第27頁。 28頁 共46頁圖5.2實際測距結果誤差原因共有兩個方面：（1）由于超聲波被測面或被測面旁其它物體的漫反射，因而所測距離不是真實直距離，引起測量誤差。智能導盲系統(tǒng)設計全文共46頁，當前為第28頁。（2）聲速雖然在同一介質(zhì)中不容易改變速度，但是溫度的變化會影響測量的精所以測量的結果也會有一定的誤差。智能導盲系統(tǒng)設計全文共46頁，當前為第28頁。 第29頁 共46頁導盲儀的主要原理就是超聲波測距，通過本次設計也是我對超聲波的原理有了更加深入的了解。系統(tǒng)是基于 AT89S52單片機的超聲波測距系統(tǒng),它根據(jù)超聲波在空氣中傳播的反射原理,以超聲波傳感器為檢測部件,應用超聲波在空氣中傳播的時間差量距離。夜晚時利用光敏傳感器控制警示燈開關，警示來往車輛避讓。另有時間功能。主要由測距系統(tǒng)（包括超聲波發(fā)射模塊、超聲波接收模塊）和語音報警系統(tǒng)，快閃播報系統(tǒng)，警示燈控制系統(tǒng)， LCD顯示模塊，五個主要模塊構成。導盲預警系統(tǒng)的運用可幫助盲人的行走較少他們的不方便， 路面狀況發(fā)生的交通事故，同時它將對提高人類智能化的設計有著非常重要的意義在做設計的時候我們需要不斷的查閱資料，了解前人的研究成果，才能取其精華去其糟粕，才能在巨人的肩膀上進行創(chuàng)新。在本設計的開始之初，我對超聲波模塊方面的了解還是比較少的，通過查閱書籍和上網(wǎng)搜資料對超聲波模塊有了了解然后才開始原理的的繪制。在設計過程中比較難的還有軟件的設計，C語言的編程可是我的薄弱環(huán)節(jié)，編程不僅要能實現(xiàn)設計的基本功能，還必須考慮到硬件的 I/O端口的功能。在指導老幫助也算完成導盲儀軟件編程模塊。設計其實還有幾個問題沒有解決，如果想要提高測量的精確度必須要考慮。（1）因為超聲波探頭的精密度限制，裝置在溫度不同的環(huán)境下測量誤差也不一度補償模塊，主要是本設計做為盲人障礙導盲預警的使用，對的距離要求不高主要是起到警報的作用，如果在設計中考慮到溫度補償這個模并添加到設計中去，那么整個系統(tǒng)將會更完善。智能導盲系統(tǒng)設計全文共46頁，當前為第29頁。（2）為了抑制外部干擾，接收裝置可以采用過零檢測裝置，保證接收到得超聲聲波，從而有效地抑制超聲波發(fā)射電路的輻射干擾。但要注意帶寬不能太窄，以免降低了電路的穩(wěn)定性。電路元件要選用低器件，采取合理的電路布局。智能導盲系統(tǒng)設計全文共46頁，當前為第29頁。 第30頁 共46頁致謝畢業(yè)設計經(jīng)過幾個月的不懈努力終于接近了尾聲。

設計是我們對所學專量，能夠鍛煉我們獨立分析和解決問題的能力，培養(yǎng)的也是知先我要感謝母校為了提供了一個愉快的學習環(huán)境。由于實踐經(jīng)中我也有很多考慮不全面的地方，感謝我的導師谷亞林的指導促以及同學們的熱心幫助。確定、開題報告的書寫、說明書的寫作修改到最后定稿都老師谷亞林的悉心指導，而且每星期檢查我的畢業(yè)設計進展情況，并對我給予細心的指點。還有和我一起做畢業(yè)設計的同學，你們給我提出了寶貴情的幫助，在不斷的幫助和鼓勵中我們相互的學習和進步。最后再次深深我的導師谷老師以及給予我?guī)椭耐瑢W和朋友。曾經(jīng)認為離開學校的時候不會那么低傷心，畢竟已經(jīng)在這片土壤上生活了四年。然而當我寫下這篇致謝詞的時候，不舍和哀愁還是在我的心里翻滾著。在這四年里，我遇到的人或事都是那么的美好，認真負責的老師使我在大學里學到了扎實的專業(yè)知識，善良友好的同學使我了解到朋友情誼是我們這一生值得珍惜的回憶，這些都是我想用不盡的精神財富。感謝那些給予我?guī)椭睦蠋?，感謝關心我的父母，感謝使智能導盲系統(tǒng)設計全文共46頁，當前為第30頁。我明白友情珍貴的同學們，是你們，讓我覺得校園是那么的美好，你們是最可愛的人！智能導盲系統(tǒng)設計全文共46頁，當前為第30頁。 第31頁 共46頁文獻[1]杜新珂.超聲波測距在智能導盲系統(tǒng)中的應用

[D].南京：南京理工大學，2.[2]鄭鋒.51單片機應用系統(tǒng)典型模塊開發(fā)大全 [M].北京：中國鐵道出版社，0.[3]賈莉娜．高精度的超聲波測距系統(tǒng)在移動機器人導航方面的應用 [J]．計測[4]事德鋼，王峰，王采堂，王麗.超聲波測距儀的研究[J].計算機自動測量與[5]田立,馬鳴鶴.51系列單片機開發(fā)實例精解[M].北京：中國電力出版社，9.[6]潘宗預，潘登．超聲波測距精度的探討 [J]．湖南大學學報：自然科學版，2002，29(3)：18～2l.[7]張和生，宋明耀，任的全．提高超聲波測距精度的設計[J]．測試測量，2004,[8]王為青，程國鋼.單片機KeilCx51應用開發(fā)技術[M].北京：人民郵電出版社，2007.[9] 潘仲明.大量程超聲波測距系統(tǒng)研究[D].長沙：國防科學科技大學，2006.[10]張劍.基于Proteus的51系列單片機設計與仿真[M].北京：電子工業(yè)出版社，2008.[11]甘德成，劉建欣.多功能超聲導盲儀設計[J].宜賓：宜賓學院學報，2012,[12]張?zhí)m.基于ARM的超聲波導盲系統(tǒng)[D].山東：山東師范大學,2010.[13]陳小忠，黃寧.單片機接口技術實用子程序[M].北京：人民郵電出版社，5.[14]求是科技.8051系列單片機C程序設計完全手冊[M].北京：人民郵電出版社，2006.智能導盲系統(tǒng)設計全文共46頁，當前為第31頁。[15]高建國.單片機實戰(zhàn)項目教程[M].武漢：華中科技大學出版社，2010.智能導盲系統(tǒng)設計全文共46頁，當前為第31頁。 第32頁 共46頁附錄A主電路原理圖

SSM

DNGTUOohcEgirTCCV

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DNGTUOohcEgirTCCV

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123456789

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RO

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1R

2 1 智能導盲系統(tǒng)設計全文共46頁，當前為第32頁。

智能導盲系統(tǒng)設計全文共46頁，當前為第32頁。

第33頁 共46頁附錄B部分程序//#include<reg52.h>#include"ISD4004.h"#include<intrins.h>voiddelay(unsignedinttime)//

延遲n微秒le(time--);voidspi_send(unsignedcharisdx)unsignedchary;MOSI=0;SCLK=0;8;y++)SCLK=0;)&0x01)MOSI=1;elseMOSI=0;_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();p_();voidspisend16(unsignedintaddr)char發(fā)送地址SCLK=0;(y=0;y<16;y++)SCLK=0;)&0x01)MOSI=1;elseMOSI=0;智能導盲系統(tǒng)設計全文共46頁，當前為第33頁。();();();智能導盲系統(tǒng)設計全文共46頁，當前為第33頁。 第34頁 共46頁p_();}//發(fā)送地址結束voidSendCmd(unsignedcharcmd,unsignedintaddr)unsignedcharar;SS=0;//ss=0, 打開spi通信端ay(5);ar=(unsignedchar)(addr);spi_send(ar);// ar=(unsignedchar)(addr>>8);spi_send(ar);// SS=1;voidautoplay(unsignedintaddr)SS=0;// SI=0;K=0;_send(ISDPOWERUP);

//上電=1;ayM(50);=0;

//發(fā)送發(fā)音地址MOSI=0;SCLK=0;6(addr);MOSI=0;//

命令SCLK=0;AYSET);=1;=0;智能導盲系統(tǒng)設計全文共46頁，當前為第34頁。MOSI=0;//放音 智能導盲系統(tǒng)設計全文共46頁，當前為第34頁。 第35頁 共46頁SCLK=0;AYCUR);=1;voidautorecord(unsignedintaddr)SS=0;// SI=0;K=0;_send(ISDPOWERUP);

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//上電=1;ayM(50);=0;

//發(fā)送發(fā)音地址MOSI=0;SCLK=0;6(addr);MOSI=0;//

命令SCLK=0;CSET);=1;=0;MOSI=0;//放音 SCLK=0;CCUR);=1;voidstop()=1;智能導盲系統(tǒng)設計全文共46頁，當前為第35頁。=0;智能導盲系統(tǒng)設計全文共46頁，當前為第35頁。 第36頁 共46頁放音K=0;_send(OPERSTOP);=1;voidstoppd()=1;SS=0;放音K=0;_send(ISDPOWERUP);=1;voidInitISD()SS=1;SI=1;功能：將模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號**************************************/sbitADC0832_CS=P1^6;sbitADC0832_CLK=P1^5;sbitADC0832_DIO=P1^4;unsignedintA_D()unsignedchari;unsignedchardat;ADC0832_CS=1;// ADC0832_CLK=0;// ADC0832_CS=0;//CS 置0，片選有效 //DIO 置1，規(guī)定的起始信號ADC0832_CLK=1;// ADC0832_CLK=0;// 第一個脈沖的下降沿，此前 ADC0832_DIO=1;//DIO 置1，通道選擇信號ADC0832_CLK=1;// 第二個脈沖，第 2、3個脈沖下沉之前， DI必須跟別輸入兩位數(shù)據(jù)用于選擇通道，這里選通道 ADC0832_CLK=0;// ADC0832_DIO=0;//DI 置0，選擇通道0 // 智能導盲系統(tǒng)設計全文共46頁，當前為第36頁。 // 智能導盲系統(tǒng)設計全文共46頁，當前為第36頁。 第37頁 共46頁 // 第三個脈沖下沉之后，輸入端 DIO失去作用，應置 // for(i=0;i<8;i++)// // 0832_CLK=0; // dat|=(unsignedchar)ADC0832_DIO; //將輸出數(shù)據(jù)DIO通過或運算儲存在 dat最低0832_CS=1;

無效returndat;// #ifndef_ISD4004_H_#define_ISD4004_H_#include<reg52.h>sbitSS=P2^5;// sbitSCLK=P2^2;//ISD4003

sbitMOSI=P2^4;// sbitINT= P2^1;//中斷#defineISDPOWERUP #defineISDSTOP #defineOPERSTOP #definePLAYSET #definePLAYCUR #defineRECSET #defineRECCUR //#defineSetHigRes(){P3M1=0x3C;}// //#defineSetNormalSt(){P3M1=0x04;}// externvoidDelayM(unsignedinta);externvoidautoplay(unsignedintaddr);externvoidautorecord(unsignedintaddr);externvoidInitISD();externvoidspi_send(unsignedcharisdx);externvoidstop();externvoidstoppd();dif861871 881 MOSI=0;// 放音 891 智能導盲系統(tǒng)設計全文共46頁，當前為第37頁。901 智能導盲系統(tǒng)設計全文共46頁，當前為第37頁。 第38頁 共46頁911 921931

voidautorecord(unsignedintaddr) 981 SS=0;// 991 1001 1011 // 1021 1031 10411051

SS=0;//

開始1061 1071 1081 // 1091 1101 11111121

=0;

發(fā)音地址1131 1141 1151 1161智能導盲系統(tǒng)設計全文共46頁，當前為第38頁。1171智能導盲系統(tǒng)設計全文共46頁，當前為第38頁。 第39頁 共46頁 12/09/201316:26:41PAGE31181 MOSI=0;// 放音 1191 1201 1211 12211231

=0;1241 MOSI=0;// 放音 1251 1261 1271 1281

voidstop() 1321 1331 1341 MOSI=0;// 1351 1361 1371 1381

voidstoppd() 1421 1431 1441 MOSI=0;// 1451 1461 1471 1481 voidInitISD() 1511 1521 1531 1541 MODULEINFORMATION:STATICOVERLAYABLECODESIZE 智能導盲系統(tǒng)設計全文共46頁，當前為第39頁。CONSTANTSIZE = 智能導盲系統(tǒng)設計全文共46頁，當前為第39頁。 第40頁 共46頁XDATASIZE = PDATASIZE = DATASIZE = IDATASIZE = BITSIZE = ENDOFMODULEINFORMATION.C51COMPILATIONCOMPLETE.0WARNING(S),0ERROR(S)#defineucharunsignedchar#defineuintunsignedintsbitEN=P1^2;sbitRS=P1^0;ucharLCD1602_Table[]="0123456789";//LCD1602顯示標尺 ucharcodeDIS_TIM[16]={"Forward:cm"}; // ucharcodeDIS_STA[16]={"Below:cm"}; //光照強度externvoidDelayM(uintxms);externucharLight_dat;voidWRITE_LCD1602_DAT(uchardate)EN=0;RS=1;P0=date;EN=1;0;voidWRITE_LCD1602_COM(uchardate)EN=0;RS=0;P0=date;EN=1;0;voidinit_1602()unsignedchari;智能導盲系統(tǒng)設計全文共46頁，當前為第40頁。RW=0;02_COM(0x38);_LCD1602_COM(0x0c);02_COM(0x06);02_COM(0x01);TE_LCD1602_COM(0x80);智能導盲系統(tǒng)設計全文共46頁，當前為第40頁。 第41頁 共46頁for(i=0;i<16;i++)WRITE_LCD1602_DAT(DIS_TIM[i]);02_COM(0x80+0x40);for(i=0;i<16;i++)TE_LCD1602_DAT(DIS_STA[i]);#include<reg52.h>clude<intrins.h>#defineucharunsignedchar#defineuintunsignedint#defineulongunsignedlong#include"ADC0832.H"#include"LCD1602.H"clude"ISD4004.h"uchartime_num=0;uintW_ad=0;uintsum=0;ucharPWM_ON=5;uchartimer_num=0;ucharLight_da