基于超声波测距和PSD红外测距的智能语音导盲器

　　3信号处理模块

　　本设计选用了自带A/D转换的STC12C5A60S2单片机作为主控模块，与ISD1700语音芯片通过SPI数据总线连接和通信，如图5所示，振动电路如图6所示。单片机通过SPI总线直接控制ISD1700语音芯片，输出预先录制好的语音片段。

　　本设计单片机的处理流程图如图7所示。

　　如图7探测模式如下，探测器模组将以中左右依次探测及报警。由于超声波所测距离很短，红外探测器发射和接收信号时间极短，单片机时钟频率也有12 MHz，其探测延时极短，因此，这种执行方式对人判别障碍物没有影响。

　　4声音报警模块

　　本设计的报警提示将以一定时间间隔以振动频率/语音连续提示。超声波测距器所探测到的距离将以语音的方式提示使用者，形式为X.XX m，精确到百分位。红外探头则将20～150 cm分为两段，即20～70 cm和70～150 cm.第1个区间震动器将在1 s内振3次，第2个区间在1 s内振1次以分清距离，如图8所示。

　　5系统工作过程简述

　　系统的简略图如图9所示。如图5所示，IR、US分别为红外探测器和超声波探测器。分别负责左、中、右的探测。IR根据所探测的距离输出相应模拟量，距离与信号大小对应关系如图10所示。

　　如图5所示，负责正中间探测的超声波探测器探测距离为4～500 cm，单片机的P10(RXD)，P11(TXD)与超声波探测器的TXD，RXD相接并通过这两个端口通信。超声波探测器(Ultrasonic)将数据输入单片机，单片机进行判别后，通过P2.4～P2.8的SPI总线接口发送指令给语音芯片，语音芯片根据接收到的指令将预先录制好的语音(一、……九、零、米、前方距离)按照一定排序输出到耳机(以X.XX m的方式，精确到百分位)，提示使用者。另外，还可以通过自定义键，令语音芯片播放当前温度的语音。

　　负责左右两边的红外探头(IR Sensor)探测范围20～150 cm，其信号线与单片机的P1.0，P1.1相连，红外探头所探测到的距离以模拟量输出，经单片机内部A/D转换后判别，并输出相应脉冲给P0.0，P0.1口，使三极管导通，从而使振动器振动(图6)。

　　如图5所示，语音芯片的P4～P7口接收到单片机指令后，将相应语音按一定排序，通过P17 AUX端口输出到耳机，实现语音提示。