具有語音功能的超聲導(dǎo)盲儀的設(shè)計

丁春曉 艾信友 潘超偉 李曉珍

摘 要：文章介紹了一款具有語音功能的超聲導(dǎo)盲儀。本系統(tǒng)采用AT89S51作為主控制器，利用超聲測距原理，通過多功能語音芯片ISD1730實時監(jiān)測盲人前方障礙物的距離并語音告知使用者。該系統(tǒng)測距離準(zhǔn)確、語音可自行錄制、使用方便，可為盲人提供安全保障。

關(guān)鍵詞：震動；語音；超聲波；導(dǎo)盲

引言

目前市場上的導(dǎo)盲裝置，如：導(dǎo)盲機器人、導(dǎo)盲犬、GPRS導(dǎo)盲定位等，這些成本都很高而且像導(dǎo)盲犬不易于練習(xí)。但超聲波能夠很好的對障礙物進(jìn)行檢測且檢測距離較遠(yuǎn)，而且設(shè)備成本較低，便于攜帶。文章用一個超聲波傳感器檢測前方障礙物，同時利用ISD1730語音芯片快速語音播報。實時提示前方障礙物的距離，為使用者提供安全保障。

1 系統(tǒng)概述

本設(shè)計以AT89C51單片機為核心，實現(xiàn)超聲的發(fā)送、接收、處理、顯示及語音播放及聲光提示功能。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖

2 硬件設(shè)計

本系統(tǒng)硬件電路包括超聲發(fā)射與接收模塊、語音模塊、顯示電路、光電提示電路和震動模塊五大部分。

2.1 超聲發(fā)射與接受模塊

結(jié)合本設(shè)計所要求的檢測范圍，選用HC-RS04模塊實現(xiàn)超聲發(fā)射與接收。該模塊采用TRIG觸發(fā)測距，性能穩(wěn)定，測度距離精確，盲區(qū)小。HC-RS04模塊與AT89C51單片機的連接電路如圖2所示。

圖2 超聲模塊與單片機連接電路圖

2.2 震動模塊

震動模塊主要是通過偏振電機實現(xiàn)，其電路圖如圖3所示。

2.3 顯示電路以及光電提示電路

本設(shè)計由LCD1602顯示屏顯示當(dāng)前與障礙物的距離。 LCD1602與單片機的連接圖4所示。光電提示電路由單片機控制其IO口實現(xiàn)指示燈閃爍，如圖5所示。

2.4 isd1730語音模塊

本系統(tǒng)采用ISD1730 優(yōu)質(zhì)語音芯片。ISD1730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。這些功能通過按鍵就可完成。在按鍵模式時，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。本系統(tǒng)采用SPI工作方式，電路如圖6所示。

3 軟件設(shè)計

本系統(tǒng)的軟件設(shè)計是在C51編程的基礎(chǔ)之上采用了模塊化設(shè)計和子程序嵌套技術(shù)。主要實現(xiàn)超聲發(fā)射、接收、信號處理、語音控制、震動、顯示以及光電提示等功能。主程序流程圖如圖7所示：

4 結(jié)束語

文章介紹的具有語音功能的超聲導(dǎo)盲儀，將超聲模塊和震動模塊結(jié)合。既有語音提示功能，又能在觸感上警示，有效地解決了盲人導(dǎo)航的問題，為盲人提供安全保障。該導(dǎo)盲儀具有高精度、語音可自行錄制、使用方便，具有很大的推廣價值。

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