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基于单片机的电子导盲杖设计.doc
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基于单片机的电子导盲杖设计.doc
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智能仪表设计根底
课程设计
课题名称电子导盲杖
学生学号
学生
所在班级
指导教师
二〇一二年九月
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目 录
1.功能要求及性能指标
1.1 课程设计的目的和设计任务………………………………………………〔1〕
1.2 课程设计的要求和技术指标………………………………………………〔1〕
2.方案设计
2.1 硬件方案……………………………………………………………………〔2〕
2.1.1 测距模块方案选择…………………………………………………〔2〕
2.1.2 语音模块方案选择 ………………………………………………〔3〕
2.1.3 显示模块方案选择 ………………………………………………〔4〕
2.1.4 震动模块方案选择…………………………………………………〔4〕
2.2 软件方案 …………………………………………………………………〔4〕
3.硬件设计
3.1 STC89C52 单片机介绍 ……………………………………………………〔6〕
3.1.1 引脚分布及定义……………………………………………………〔6〕
3.1.2 定时器 ……………………………………………………………〔8〕
3.2 HC-SR04 超声波模块介绍 …………………………………………………〔8〕
3.2.1 模块实物图及说明 ……………………………………………… 〔9〕
3.2.2 测距电路设计 …………………………………………………… 〔9〕
3.2.3 测距程序设计 ……………………………………………………〔11〕
3.3 ISD1420 语音芯片介绍 …………………………………………………〔12〕
3.3.1 芯片引脚图及功能说明 …………………………………………〔12〕
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3.3.2 语音录放电路的设计 ……………………………………………〔13〕
3.3.3 语音程序设计 ……………………………………………………〔14〕
3.4 震动模块及 LED 灯的控制 ………………………………………………〔15〕
3.5 总原理图 …………………………………………………………………〔16〕
3.6 仪器仪表清单 ……………………………………………………………〔18〕
4.软件设计
4.1 程序程序设计 ……………………………………………………………〔18〕
4.2 程序调试结果 ……………………………………………………………〔22〕
5.设计小结 ………………………………………………………………………〔23〕
参考文献
附录一:课程设计任务书
附录二:软件程序清单
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1. 功能要求及性能指标
1.1 课程设计的目的和设计任务
世界上视觉障碍者数量众多,他们只能用百分之六十的感觉来获取信息。盲人
在单独行走时主要依靠导盲装置,最简单常用的导盲装置是普通的拐杖,用它在
地面上敲击,可帮助盲人发现 0.5 米以的障碍物。它的主要缺点是不能发现较远
一点的障碍物以及悬空的障碍物。随着社会的开展,传统的导盲杖已经远远不能
满足盲人的需要了。超声波导盲杖是为视觉障碍者提供环境导引的辅助工具,它
通过超声波传感器对周围环境进展探测,将探测的信息反应给视觉障碍者,帮助
他们弥补视觉信息的缺失。
1.2 课程设计的要求和技术指标
设计要求:
本作品由超声波测距功能、前方障碍物语音警示功能、震动警示功能、夜间
警示路人功能。在盲人走路时,如果前方 1 米处有障碍物,那么盲杖自动语音提
示“前方一米处有障碍物,请注意!〞,如果前方 1 米处没有障碍物,无提示音;
如果前方 2 米处有障碍物,那么盲杖自动语音提示“前方二米处有障碍物,请注
意!〞,如果前方 2 米处没有障碍物,无提示音;如果前方 3 米处有障碍物,那
么盲杖自动语音提示“前方三米处有障碍物,请注意!〞,如果前方 3 米处没有
障碍物,无提示音。手柄震动警示功能,可以让盲人在嘈杂的环境过手柄的震动
接收到前方障碍物信号,弥补了语音提示在嘈杂环境中的弊端。夜间警示路人功
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能,在夜间遇到 4 米以障碍物时,盲杖上的指示灯亮,可以警示前方路人注意盲
人的位置,注意避让盲人。盲杖具有使用方便,功耗低,实用性,是盲人出行外
出的好助手。
技术指标:
超声波测距模块:可提供 2cm-400cm 的非接触式距离感测功能,测距精度可达
3mm。
ISD1420 语音芯片:具有 20 秒高保真语音录放功能,通过具有专利技术的模
拟处理存储方式,使录放音质极佳,没有常见的的背景噪
音,且电路断电后语音容仍不丧失。
2.方案设计
2.1 硬件设计方案
电子导盲杖的总体框图如以下图〔图 1〕所示,它由超声波模块、单片机、
语音模块、震动模块、警示模块、校准模块 组成。
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