多功能导盲仪文档.doc

多功能导盲仪设计报告 2011年5月18日目录第1章 方案设计与论证 1.1硬件方案的设计 1.1.1 多功能导盲仪的整体设计.2 1.1.2 模块应用设计.21.1.3 电源解决方案.31.1.4 电路图.31.2软件方案的设计1.2.1 软件总体方案.51.2.2 单片机软件实现方案.5第二章测试及总结 2.1 性能实现及测试分析.5 2.2 对性能的整体评价.5第一章 方案设计与论证1.1硬件方案的设计1.1.1多功能导盲仪的整体设计 本次参赛的导盲仪设计主要分为两部分，一部分为接收端，主要实现功能为计时时钟和语音输出。另一部分为发射端，主要实现功能为超声波测距避障和循迹导盲，两部分之间用无线传输模块连接，使导盲探头部分与语音播报部分分离，方便导盲装置的使用。多功能主要体现在时钟、避障、循迹、和语音播报等几个方面上。1.1.2模块应用设计 （1）超声波模块 采用超声波模块测距离。通过发射出特征频率的超声波和反射回接受到特征频率的超声波所用的时间，换算出距离，进而得到障碍物的距离。优点是对被测物体颜色无要求，缺点是精度低，对物体形状大小要求高，环境温度等也会影响到精度。在导盲仪的设计中对障碍物的颜色不能固定，而且主要起到避障的作用，并不要求物体具体形状，所以使用了超声波模块。（2） 红外对管模块 采用红外对管循迹导盲。由于目前的盲道主要是凹凸不平的，采用此装置后，可以使盲道仅在颜色上区别于正常道路，使盲道的设计趋于简单。通过检测反射红外光，来判断是否行走在正确的道路上。优点是设计电路简单，反应比较灵敏。缺点是对颜色的有要求。在导盲仪的设计中该模块用于假想的黑色盲道，区别于其他道路，可以起到循迹的作用。（3） Ds1302时钟模块 采用Ds1302时钟模块计时，依靠内部芯片及外设32.768hz晶振的准确测量周期，通过读取寄存器的数据来读取时间，是一个比较方便及精确的方案。（4） NRF24l01无线传输模块 采用NRF24l01 2.4ghz无线传输模块，可以起到接收端与发射端数据传输的作用。该模块具有传输数据稳定，传输距离较大，传输功率较高等优点，在导盲仪的设计中起到关键数据的传输作用。(5) SYN6288语音播报模块 采用SYN6288语音芯片，可以准确的播报出盲人所需要的信息，如时间，前方是否有障以及是否偏离盲道。该芯片自带语音库可方便调取，通过串口通信操作简便，机器发音音质清晰，发音标准。（6）芯片选择 可选择的单片机有很多，包括51系列和avr系列单片机。考虑到本实验对芯片高级程度度等指标要求不是太高，我们选择了89c52单片机从而节省了成本。1.1.3 电源解决方案 为了得到稳定的电压，本次设计用l7805芯片将9v电压转为5v，给单片机及其他模块供电 ；用lm1117芯片将5v转为3.3v，给NRF24l01模块供电。选择9v锂电池作为电压源，主要是为了实验装置的简单，轻便。1.1.4电路图单片机最小系统红外对管电路Ds1302模块电路1.2软件方案的设计1.2.1软件总体方案与思路 通过在主函数中对红外对管的电平检测，超声波模块的测量中断反馈，再通过发射端的24l01数组数据发射函数传输给接收端子。接下来对接收到的数据进行判断，进行语音播报，输出导盲信息。同时在接受端的Ds1302模块在不停工作，并且通过扫描按键的方法，判断是否需要语音播报出时间信息。1.2.2 单片机软件实现方案本次制作过程中我们选择使用keil编程软件进行模块化编程，在接收端和发射端分别使用了一个单片机。接收端将接收端.c，yuyin.c,ds1302.c文件合并，发射端将超声波模块、循迹模块、NRF24l01模块的实现函数合并，实现导盲仪的一系列功能，最终语音播报信息。第二章 测试及总结2.1 整体功能的测试2.1.1 串口测试 通过串口的调试，分别调试出了超声波模块，无线传输模块，和Ds1302模块。2.1.2 模拟电路测试 通过万用表的测量调试出了红外对管的电平变化，可以准确地测试出盲道位置。2.1.3 语音芯片性能测试 经过反复调