基于超聲波測距和PSD紅外測距的智能語音導(dǎo)盲器

　　3信號處理模塊

　　本設(shè)計選用了自帶A/D轉(zhuǎn)換的STC12C5A60S2單片機(jī)作為主控模塊，與ISD1700語音芯片通過SPI數(shù)據(jù)總線連接和通信，如圖5所示，振動電路如圖6所示。單片機(jī)通過SPI總線直接控制ISD1700語音芯片，輸出預(yù)先錄制好的語音片段。

　　本設(shè)計單片機(jī)的處理流程圖如圖7所示。

　　如圖7探測模式如下，探測器模組將以中左右依次探測及報警。由于超聲波所測距離很短，紅外探測器發(fā)射和接收信號時間極短，單片機(jī)時鐘頻率也有12 MHz，其探測延時極短，因此，這種執(zhí)行方式對人判別障礙物沒有影響。

　　4聲音報警模塊

　　本設(shè)計的報警提示將以一定時間間隔以振動頻率/語音連續(xù)提示。超聲波測距器所探測到的距離將以語音的方式提示使用者，形式為X.XX m，精確到百分位。紅外探頭則將20～150 cm分為兩段，即20～70 cm和70～150 cm.第1個區(qū)間震動器將在1 s內(nèi)振3次，第2個區(qū)間在1 s內(nèi)振1次以分清距離，如圖8所示。

　　5系統(tǒng)工作過程簡述

　　系統(tǒng)的簡略圖如圖9所示。如圖5所示，IR、US分別為紅外探測器和超聲波探測器。分別負(fù)責(zé)左、中、右的探測。IR根據(jù)所探測的距離輸出相應(yīng)模擬量，距離與信號大小對應(yīng)關(guān)系如圖10所示。

　　如圖5所示，負(fù)責(zé)正中間探測的超聲波探測器探測距離為4～500 cm，單片機(jī)的P10(RXD)，P11(TXD)與超聲波探測器的TXD，RXD相接并通過這兩個端口通信。超聲波探測器(Ultrasonic)將數(shù)據(jù)輸入單片機(jī)，單片機(jī)進(jìn)行判別后，通過P2.4～P2.8的SPI總線接口發(fā)送指令給語音芯片，語音芯片根據(jù)接收到的指令將預(yù)先錄制好的語音(一、……九、零、米、前方距離)按照一定排序輸出到耳機(jī)(以X.XX m的方式，精確到百分位)，提示使用者。另外，還可以通過自定義鍵，令語音芯片播放當(dāng)前溫度的語音。

　　負(fù)責(zé)左右兩邊的紅外探頭(IR Sensor)探測范圍20～150 cm，其信號線與單片機(jī)的P1.0，P1.1相連，紅外探頭所探測到的距離以模擬量輸出，經(jīng)單片機(jī)內(nèi)部A/D轉(zhuǎn)換后判別，并輸出相應(yīng)脈沖給P0.0，P0.1口，使三極管導(dǎo)通，從而使振動器振動(圖6)。

　　如圖5所示，語音芯片的P4～P7口接收到單片機(jī)指令后，將相應(yīng)語音按一定排序，通過P17 AUX端口輸出到耳機(jī)，實現(xiàn)語音提示。