便携式盲人导引系统.doc

便携式盲人导引系统 廖建亚桑亮、陈庆超、韩力、王文娟 （电子学院 指导教师：董兴法） 1、作品功能 - 2 - 2、设计原理 - 3 - 2.1超声波测距原理 - 3 - 3、硬件电路设计 - 5 - 3.1电源模块 - 5 - 3.2超声波模块 - 6 - 3.3液晶显示模块 - 7 - 3.4报警模块 - 8 - 3.5按键还原模块 - 9 - 3.6单片机模块 - 10 - 4、软件设计 - 12 - 4.1软件设计功能图： - 12 - 4.2软件设计流程图： - 13 - 5、操作及调试 - 14 - 5.1操作说明 - 14 - 5.2调试结果 - 14 - 5.3不足之处 - 16 - 一、作品功能 本作品采用AT89S52单片机在超声波应用的基础上设计一款便携式盲人导引系统。它具有液晶实时显示相关数据，一键还原系统，自动报警等功能。 具体功能如下： 一键还原：通过按键控个系统自动复位还原，系统自动有哪些信誉好的足球投注网站障碍物。 距离实时显示：系统实时在液晶屏上显示系统装置与障碍物的距离。 安全等级显示：系统实时在液晶屏上显示安全等级系数。 自动报警：当障碍物在危险范围之类时，蜂鸣器自动报警。 电池供电：采用9V电池通过稳压转换成5V电压来给系统供电。 二、设计原理 根据以上功能介绍，便携式盲人导引系统需要完成系统还原，测试障碍物距离，显示，报警几个功能，因此可分为按键还原模块，显示模块，报警模块，超声波模块，电源模块，单片机模块。系统模块图如图1。 图1：系统结构框图 （一） 温度（℃） -30 -20 -10 0 10 20 30 100 声速（m／s） 313 319 325 323 338 344 349 386 三、硬件电路设计 该系统的硬件电路总的包括电源电路，超声波电路，液晶显示电路，蜂鸣器电路，按键复位电路以及单片机控制电路。 （一） 图3：电源模块原理图 电源电路将外部的9V电池输入电压，稳压后形成5V供系统使用。系统采用线性稳压芯片LM7805CT，芯片两边接的电容为滤波功能。 （） 图4：超声波模块 当从控制端TX产生至少8个40KHZ的周期电平信号后，并且RX端口开始检测回波。一旦检测到有回波信号，电路将在RX端产生一段高电平脉冲，此高电平就是测量时间，通过测量这段时间来测量障碍物距离。距离=高电平长度*声速/2。 （） 图5：液晶显示模块 通过LCD1602液晶来显示相关数据，引脚RS，R/W，Ｅ分别连在单片机的P2.1,P2.2,P2.3引脚DB0～DB7连在单片机的P1.0～P1.7，通过调节滑动电阻器R1来改变液晶的对比度。 （） 图6：报警模块模块 模块中的SPEAK引脚和单片机的P2.0相连。当SPEAK输出为高电平时，三极管Ｑ１截止，蜂鸣器不发声；当ＳＰＥＡＫ输出为低电平时，三极管导通，蜂鸣器发声。 （） 图7：一键还原模块 当按键S2按下后，系统自动复位，整个系统重新开始工作。 （） 图8：单片机系统模块 通过单片机AT89S52来控制整个系统工作。单片机系统时钟采用外部晶振12MHZ；P1口用来与液晶模块进行数据传输。P2.1,P2.2,P2.3用来控制液晶模块显示工作；P2.0用来控制报警模块；P3.1,P3.2用来控制超声波模块来发送和接收。 图9：作品电路板结构 图10：封装后的作品 四、软件设计 （一） 图11：软件结构图 当系统上电或者按键还原后，首先初始化LCD1602显示，其次初始化定时器0寄存器；然后判断发送标志是否有效，有效后开始发送20us的脉冲信号，立即查询是否有回响信号，当超过17ms还没收到信号，将重新发送超声波信号，当检测到回响信号后，立即初始化定时器，即时回响信号长度时间，随后进行相应的计算及判断显示及发声。 （） N Y Y N N Y Y N Y N Y 图12：程序流程图 五、操作及调试 （一）（） 图13：障碍物距离本装置20cm的时候 图13：障碍物距离本装置100cm的时候 图13：障碍物距离本装置200cm的时候 图13：障碍物距离本装置295cm的时候 图