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摘 要
针对盲人行走过程中无法了解到前方是否存在障碍物的问题，本文设计了新型的基于单片机控制的盲人自动避障装置，且该装置带有语音提醒功能。本方案通过超声波的发送和接收来检测前方一段距离内是否有障碍物存在，若有，则语音提醒模块发出提醒信息。语音电路根据障碍物距离发出不同频率的报警声音，以提醒使用者。此时使用者可按下按键，报警响声中断。
本文所采用的主要芯片有超声波测距模块US-100,语音芯片ISD4004。
本装置的设计所采用的主要方法是：采用两个超声波模块进行测距，其中一个模块的超声波探头垂直向下，另一个模块的超声波探头斜向下。二者夹角为60由于超声波模块US-100的测距范围是：2㎝-450㎝。因而采用这样的方式进行测距，水平测距范围是0.6㎝-389㎝。采用这样的方法进行测距与只采用一个超声波模块平行进行测距相比较的优点是：
（1）当前方的有坑时，也能检测出来并及时报警
（2）能检测到高于地面的所有障碍物。通过多次实物验证，能实现预期目标。
本文是在基于单片机控制的超声波测距原理的基础上，配以其他的外围电路来实现避障功能的。此装置简单实用且便携，设计在很大程度上解决了盲人行走中的安全问题。
关键字：单片机AT89S51；超声波测距US-100；语音提醒ISD4004
Abstract
Walking for the blind can not know whether there is an obstacle in front of the problem, we designed the new microcontroller-based control of blind automatic avoidance device, and the device with voice alerts. The program by sending and receiving ultrasonic waves to detect whether there is a distance in front of the obstacle exists, and if so, remind module voice alert messages. Voice circuits emit alarm sounds at different frequencies according to the distance obstacle to alert the user. At this point the user can press the button, the alarm sound is interrupted.
The main chip used in this paper ultrasonic ranging module US-100, voice chip ISD4004.
The main methods used in the design of this device are: the use of two ultrasonic ranging modules, wherein a module of the ultrasonic probe vertically downwards, obliquely downward of the ultrasonic probe of another module. Both angle of 60 due to the US-100 ultrasonic ranging module range is: 2 cm-450㎝. Thus such a manner ranging horizontal distance measuring range is 0.6 cm-389㎝. With such a method of ultrasonic distance measurement with using only one advantage of the ranging module in parallel are compared:
(1) the current party pit, it can be detected and timely warning
(2) can be detected above the floor of all obstructions. Through multiple physical verification, to achieve the desired objectives.
This article is based on the principle of ultrasonic distance measurement based on microprocessor controlled, with other peripheral circuitry to implement obstacle avoidance function. This device is simple and practical and portable, designed in large measure to solve the blind walk in security issues.
Keywords: microcontroller AT89S51; ultrasonic ranging US-100; ISD4004 voice reminder
目 录
摘 要 I
Abstract II
1前言 1
1.1设计的目的和意义 1
1.2 盲人避障技术的研究现状 2
2 设计所用的主要技术 4
2.1 硬件技术 4
2.2 软件技术 4
3 系统设计 5
3.1 总体框架 5
3.2 各个模块的工作流程 5
3.3 系统的软件流程图 5
3.4 系统各个模块的设计 6
3.4.1 超声波测距模块 6
3.4.2 语音模块设计 11
3.4.3 单片机最小系统及其简单应用 17
4 测试部分 22
4.1 实验方法 22
4.1.1 超声波测距的方法 22
4.1.2语音芯片的使用方法 24
4.2 实验对象 24
4.2.1超声波测距模块 24
4.2.2 语音电路的使用情况 25
4.3 软件设计思想 25
5 实验结果分析与展望 27
5.1实验结果分析 27
5.2实验结果展望 27
参考文献 29
致 谢 30
附录A 程序清单 31
附录B 电气原理图 40
