基于超聲波測距和PSD紅外測距的智能語音導盲器

　　3信號處理模塊

　　本設計選用了自帶A/D轉換的STC12C5A60S2單片機作為主控模塊，與ISD1700語音芯片通過SPI數據總線連接和通信，如圖5所示，振動電路如圖6所示。單片機通過SPI總線直接控制ISD1700語音芯片，輸出預先錄制好的語音片段。

　　本設計單片機的處理流程圖如圖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，紅外探測器發射和接收信號時間極短，單片機時鐘頻率也有12 MHz，其探測延時極短，因此，這種執行方式對人判別障礙物沒有影響。

　　4聲音報警模塊

　　本設計的報警提示將以一定時間間隔以振動頻率/語音連續提示。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個區間震動器將在1 s內振3次，第2個區間在1 s內振1次以分清距離，如圖8所示。

　　5系統工作過程簡述

　　系統的簡略圖如圖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。分別負責左、中、右的探測。IR根據所探測的距離輸出相應模擬量，距離與信號大小對應關系如圖10所示。

　　如圖5所示，負責正中間探測的超聲波探測器探測距離為4～500 cm，單片機的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)將數據輸入單片機，單片機進行判別后，通過P2.4～P2.8的SPI總線接口發送指令給語音芯片，語音芯片根據接收到的指令將預先錄制好的語音(一、……九、零、米、前方距離)按照一定排序輸出到耳機(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，令語音芯片播放當前溫度的語音。

　　負責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，經單片機內部A/D轉換后判別，并輸出相應脈沖給P0.0，P0.1口，使三極管導通，從而使振動器振動(圖6)。

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