具有语音功能的超声导盲仪的设计

丁春晓 艾信友 潘超伟 李晓珍

摘 要：文章介绍了一款具有语音功能的超声导盲仪。本系统采用AT89S51作为主控制器，利用超声测距原理，通过多功能语音芯片ISD1730实时监测盲人前方障碍物的距离并语音告知使用者。该系统测距离准确、语音可自行录制、使用方便，可为盲人提供安全保障。

关键词：震动；语音；超声波；导盲

引言

目前市场上的导盲装置，如：导盲机器人、导盲犬、GPRS导盲定位等，这些成本都很高而且像导盲犬不易于练习。但超声波能够很好的对障碍物进行检测且检测距离较远，而且设备成本较低，便于携带。文章用一个超声波传感器检测前方障碍物，同时利用ISD1730语音芯片快速语音播报。实时提示前方障碍物的距离，为使用者提供安全保障。

1 系统概述

本设计以AT89C51单片机为核心，实现超声的发送、接收、处理、显示及语音播放及声光提示功能。系统结构框图如图1所示。

图1 系统结构框图

2 硬件设计

本系统硬件电路包括超声发射与接收模块、语音模块、显示电路、光电提示电路和震动模块五大部分。

2.1 超声发射与接受模块

结合本设计所要求的检测范围，选用HC-RS04模块实现超声发射与接收。该模块采用TRIG触发测距，性能稳定，测度距离精确，盲区小。HC-RS04模块与AT89C51单片机的连接电路如图2所示。

图2 超声模块与单片机连接电路图

2.2 震动模块

震动模块主要是通过偏振电机实现，其电路图如图3所示。

2.3 显示电路以及光电提示电路

本设计由LCD1602显示屏显示当前与障碍物的距离。 LCD1602与单片机的连接图4所示。光电提示电路由单片机控制其IO口实现指示灯闪烁，如图5所示。

2.4 isd1730语音模块

本系统采用ISD1730 优质语音芯片。ISD1730不仅有录放功能，还有快进、擦除、音量控制、直通放音和复位等功能。这些功能通过按键就可完成。在按键模式时，芯片可以通过/LED 管脚给出信号来提示芯片的工作状态，并且伴随有提示音，用户也可自定4种提示音效。本系统采用SPI工作方式，电路如图6所示。

3 软件设计

本系统的软件设计是在C51编程的基础之上采用了模块化设计和子程序嵌套技术。主要实现超声发射、接收、信号处理、语音控制、震动、显示以及光电提示等功能。主程序流程图如图7所示：

4 结束语

文章介绍的具有语音功能的超声导盲仪，将超声模块和震动模块结合。既有语音提示功能，又能在触感上警示，有效地解决了盲人导航的问题，为盲人提供安全保障。该导盲仪具有高精度、语音可自行录制、使用方便，具有很大的推广价值。

参考文献

[1]李丽霞，在超声测距中的应用[J].电子技术，2002（6）.

[2]郑建光，金碧波，章皓，基于8051单片机语音控制系统的实现[J].自动化与仪器仪器仪表，2006（2）.

[3]刘向宇.单片机C语言程序设计实例精粹[M]，北京：电子工业出版社，2010.