基于ATmega8单片机的红外导盲系统设计
系统的语音提示部分采用ISD4004芯片来播放提示语音。ISD4004是一款采用CMOS技术的语音录放芯片，内部集成有片上振荡器、抗混叠滤波器、平滑滤波器、音频放大器、自动静噪功能和高密度多电平FLASH存储阵列。芯片采用多电平直接模拟量存储技术，音频采样率最大可达8 kHz，具有播放的声音清晰自然，功耗低等特点。将事先录制好各种提示和距离值播报语音，存储在ISD4004的FLASH存储阵列上，由ATme ga8单片机控制播放，连线如图5所示。ATmega8单片机通过SPI接口控制ISD4004的工作，ISD4004的模拟和数字电源输入端都增加了去耦电容，滤除外部噪声的干扰。
ISD4004播放的语音信息还需通过音频功率放大电路进行放大，如图6所示。功率放大芯片选用LM386音频集成功放，它的静态功耗低，失真小，所需的外围元件少，适用于手持设备。输入音频信号通过一个用于调整音量的变阻器R4分压后输入LM386的输入端，连接在芯片第1和第8引脚间的R5和C7用于设置功放的增益。放大后的音频信号从第5引脚Vout端输出，经过一个220μF的电容C9隔离直流信号后驱动喇叭发声。
3 系统软件设计
ATmega8单片机控制整个电路系统的协同工作，其软件流程图如图7所示。开机初始化后，ATmega8通过内置的ADC转换端口依次对3个方向的红外测距传感器模拟量输出值进行A／D采样。为减小噪声干扰和测量偶然误差的影响，采用滑动平均算法，对一个传感器每隔20 ms连续采样8次，取8次采样的平均值作为这一小段时间内的距离测量值。将计算结果与门限阈值进行比较，若判断出哪个方向的传感器与障碍物间的距离小于1．5 m，则单片机控制语音芯片发出报警信息，调用事先存储在ISD4004上的语音信息，将方位信息和障碍物距离的值播报出来。
4 结语
本系统利用ATmega8单片机采集3个红外测距传感器GP2Y0A02YK0F的测量输出值，探测前、左、右三个方向上的障碍物情况，经过滑动平均滤波后得到距离值，并在距离值小于门限阈值的时候发出语言提示信息。该系统的传感器采用PSD测量原理，不受障碍物表面反射率和环境光的影响，抗干扰能力强，测量准确。可以有效地帮助盲人判断路面上障碍物的情况，从而更安全地行走。
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