【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 后到接受到的時(shí)間是相等的。根據(jù)已知的數(shù)據(jù)超聲波發(fā)出地到障礙物距離=（高電平時(shí)間聲速）/2。 語(yǔ)音播報(bào)模塊設(shè)計(jì)由于導(dǎo)盲儀的使用者主要是盲人，所以我們比必須采取語(yǔ)音提示的形式來(lái)幫助盲人行走。盲人可以通過(guò)按按鈕來(lái)使導(dǎo)盲儀實(shí)時(shí)報(bào)距，當(dāng)有快速問(wèn)題接近時(shí)也有對(duì)應(yīng)的語(yǔ)音提示躲避。該芯片繼承ISD4004語(yǔ)音芯片的一些優(yōu)點(diǎn)：比如采用最小SSOP28L貼片封裝、I/O接口比較簡(jiǎn)單、功耗非常的低、音色比較清楚悅耳、價(jià)格比較低廉；除此之外，在語(yǔ)音合成效果上，ISD4004能夠準(zhǔn)確、智能化地識(shí)別文字、數(shù)字、較長(zhǎng)的字符串。正是因?yàn)槠浜铣烧Z(yǔ)音清晰和文字的識(shí)別率高的特點(diǎn)也算代表語(yǔ)音芯片智能化的新起點(diǎn)，是一種值得廣泛應(yīng)用的中文語(yǔ)音芯片，尤其在國(guó)內(nèi)中高端市場(chǎng)是值得開發(fā)的。所以ISD4004語(yǔ)音芯片的研制成功，將會(huì)推動(dòng)整個(gè)TTS語(yǔ)音合成技術(shù)行業(yè)的發(fā)展和更廣的行業(yè)應(yīng)用。 ISD4004中文語(yǔ)音芯片引腳圖引腳定義1，3引腳接在總線模塊0的電源負(fù)極；2引腳接在總線模塊0的電源正極；低電平時(shí)芯片將不被使用，表明芯片忙時(shí)可以通過(guò)主機(jī)接收命令和數(shù)據(jù)發(fā)送高電平，表示正在進(jìn)行的語(yǔ)音合成和廣播；Res引腳接5引腳；6引腳接在總線模塊1的電源正極；7引腳接在總線模塊1的電源負(fù)極；語(yǔ)音輸出模塊電源接負(fù)極8，12引腳；語(yǔ)音輸出模塊電源正極接10引腳；9引腳接推送DAC語(yǔ)音輸出1。其功能特點(diǎn)（1）支持GB231GBK、BIG5和UNICODE內(nèi)碼格式的文本；（2）清楚、流利、準(zhǔn)確地把中文進(jìn)行語(yǔ)音合成；任意的中文文本也可合成語(yǔ)音，支持多個(gè)英文字母的合成；（3）文本分析處理算法才用的是智能化，能夠準(zhǔn)確的讀進(jìn)數(shù)字，手機(jī)號(hào)碼，日期和時(shí)間，簡(jiǎn)單的一些度量衡也是可以識(shí)別的；（4）對(duì)于中文中的多音字和一些姓氏的處理能力是非常強(qiáng)的；（5）支持多種類型的文本控制標(biāo)識(shí)，提升文本中文字的處理正確率； （6）每次文本量的合成最多能夠達(dá)到200字節(jié)；（7）支持多種控制命令，主要包括：暫停合成、合成、繼續(xù)合成、停止、改變波特率大小等；（8）支持休眠功能，當(dāng)芯片不需要完成任務(wù)是可以休眠從而降低功耗；支持芯片工作狀態(tài)可以用多種方式查詢到；（9）支持串行數(shù)據(jù)通信接口，支持三種通訊形式的波特率：9600bps，19200bps，38400bps；（10）支持16級(jí)音量調(diào)整；對(duì)于背景音樂的音量和文本前景的音量都是可以調(diào)節(jié)的，并且二者是可以獨(dú)立控制的；（11）支持6級(jí)詞語(yǔ)語(yǔ)速調(diào)整，可使用發(fā)送控制指令調(diào)節(jié)詞語(yǔ)的播報(bào)速度；（12）芯片內(nèi)部?jī)?chǔ)存了一些音樂資料，比如和弦音樂、一些簡(jiǎn)單的提示語(yǔ)和運(yùn)用到某些特定行業(yè)的常見語(yǔ)音表達(dá)句；（13）內(nèi)部存儲(chǔ)19首聲音提示音，15首比較經(jīng)典的背景音樂，23首和弦提示音樂；（14）內(nèi)置10字節(jié)推挽式（pushpull）、可使用獨(dú)立電源進(jìn)行功放，實(shí)現(xiàn)數(shù)模DAC輸出；（15）實(shí)際元器件使用SSOP貼片封裝形式，體積與同類相比較??；（16）芯片各項(xiàng)指標(biāo)均滿足室外嚴(yán)酷環(huán)境下的應(yīng)用； 根據(jù)本設(shè)計(jì)方案要求和語(yǔ)音芯片的各項(xiàng)特性。 燈光示警模塊設(shè)計(jì)示警方式一般是用燈光示警，用閃動(dòng)的指示燈來(lái)警告人們有一定的危險(xiǎn)；然后使用聲音示警，發(fā)出語(yǔ)音提示或警告提醒路人也提醒自己；在選擇警示電路時(shí)，本著使硬件電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，編程方便的思想。本次設(shè)計(jì)除了語(yǔ)音警示外還加入了使用光作為開關(guān)控制LED燈示警系統(tǒng)，體現(xiàn)了以人為本的思想，主要是為了在晚上是提醒過(guò)路的行人注意躲避盲人以免造成交通事故。光敏電阻就相當(dāng)于預(yù)警等的開關(guān)，當(dāng)晚上光線變暗時(shí)，光敏電阻就會(huì)變小光控電路系統(tǒng)就會(huì)導(dǎo)通，給警示燈供電使燈變亮。 光控制電路原理圖 LCD顯示模塊設(shè)計(jì)LCD1602最佳工作電壓是在5V左右，有數(shù)據(jù)位8個(gè)：接電源端、接地端、數(shù)據(jù)讀寫端、數(shù)據(jù)命令選擇端。在本次設(shè)計(jì)中，數(shù)據(jù)端D0～D7是和單片機(jī)的P2口連接?；静僮鲿r(shí)序是1。在讀數(shù)據(jù)狀態(tài)時(shí)輸入RS=L，RW=H，E=H，寫數(shù)據(jù)時(shí)輸入RS=H，RW=L。同時(shí)在與單片機(jī)連接運(yùn)行過(guò)程中要進(jìn)行上電保護(hù)對(duì)其進(jìn)行初始化。 液晶顯示電路 本章小結(jié)本章主要介紹硬件的模塊化。對(duì)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)的功能進(jìn)行了總的概述闡述了硬件設(shè)計(jì)的思路和構(gòu)想，并根據(jù)要求，說(shuō)明了各個(gè)模塊所實(shí)現(xiàn)的功能。對(duì)系統(tǒng)的整體設(shè)計(jì)理念、方案做大致的介紹，并詳細(xì)講解核心部件主要器件的參數(shù)，以及硬件設(shè)計(jì)原理框圖。4 智能語(yǔ)音導(dǎo)盲儀的軟件設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)的軟件設(shè)計(jì)主要是程序的編寫，我們需要的是把導(dǎo)盲儀的功能寫成計(jì)算所能識(shí)別的代碼，這樣才可以通過(guò)計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)各個(gè)芯片的功能，在寫程序的時(shí)候要注意整個(gè)系統(tǒng)之間的協(xié)調(diào)性，這樣才可以通過(guò)程序來(lái)實(shí)現(xiàn)本設(shè)計(jì)所提出的功能。軟件的編寫是相當(dāng)重要的組成部分，軟件的質(zhì)量直接影響著整個(gè)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)功能的效果，當(dāng)然也必須遵照系統(tǒng)功能來(lái)確定應(yīng)用程序的設(shè)計(jì)。 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)語(yǔ)言采用C語(yǔ)言作為本設(shè)計(jì)的軟件設(shè)計(jì)語(yǔ)言，其優(yōu)點(diǎn)是可以最大限度的減少我們對(duì)硬件的機(jī)械操作，良好的程序結(jié)構(gòu)是C語(yǔ)言是一大特點(diǎn)，所以其更加實(shí)用電路模塊化的軟件設(shè)計(jì)，因此通常情況下我們實(shí)用C語(yǔ)言作為單片機(jī)編程的首選語(yǔ)言，首先對(duì)于C語(yǔ)言編程我們需要將程序設(shè)計(jì)方法結(jié)構(gòu)化，其次不硬件的功能進(jìn)行模塊化，不同的功能由不同的模塊來(lái)完成，這會(huì)使整個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)程序結(jié)構(gòu)更加清晰，也便于進(jìn)行調(diào)試和維護(hù)工作。功能模塊不相同的，分別對(duì)應(yīng)固定的入口參數(shù)和出口參數(shù)，重復(fù)調(diào)用的一些程序我們需要將其轉(zhuǎn)換成函數(shù)，可以簡(jiǎn)化我們編程減少了一些重復(fù)使用的程序，又方便了整個(gè)程序的管理，還可以增強(qiáng)程序的移植性和可讀型。 設(shè)計(jì)的軟件環(huán)境簡(jiǎn)介對(duì)于AT89S52的控制設(shè)計(jì)，用Keil C語(yǔ)言軟件編程環(huán)境，使用Proteus軟件設(shè)計(jì)環(huán)境進(jìn)行電路仿真[11]。只有把這兩個(gè)軟件結(jié)合在一起才能完成電子系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。Keil c軟件界面。Keil C是一款比較強(qiáng)大的軟件，可以把軟件編程和軟件仿真合于一體，還支持多種語(yǔ)言的編程，比如匯編、C語(yǔ)言甚至匯編和C語(yǔ)言的混合體都可以識(shí)別。軟件一般都是系統(tǒng)比較核心的部分，想做好一個(gè)設(shè)計(jì)必須有好的思想和清晰的邏輯。該系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計(jì)，該程序被分成幾個(gè)獨(dú)立的子程序，這樣使程序的讀出變得方便簡(jiǎn)單，同時(shí)又對(duì)程序的移植和修改提供了很大的幫助[12]。本設(shè)計(jì)的軟件開發(fā)完全是依靠Keil單片機(jī)C語(yǔ)言平臺(tái)，在此平臺(tái)程序調(diào)試簡(jiǎn)單，具有良好的可續(xù)性和擴(kuò)展性。 Keil c軟件界面Proteus ISIS是一款電路分析與實(shí)物仿真軟件由英國(guó)Labcenter公司開發(fā)的。軟件的運(yùn)行環(huán)境是在Windows操作系統(tǒng)中，最主要的是可以對(duì)芯片進(jìn)行仿真運(yùn)行，還可以分析各種模擬元器件和集成電路的組成和結(jié)構(gòu)。該軟件的特點(diǎn)是：（1）基本上滿足了本次設(shè)計(jì)的本次設(shè)計(jì)的仿真標(biāo)準(zhǔn)，與其他的單片機(jī)仿真軟件相比較是非常方便的。（2）能夠進(jìn)行多種多樣的仿真比如：數(shù)字電路仿真，模擬電路仿真，單片和各個(gè)外圍模塊之間的仿真，還有RS232動(dòng)態(tài)仿真，SPI調(diào)節(jié)器仿真等；仿真還必須要有顯示部分，這款軟件有多種虛擬儀器,例如示波器、信號(hào)發(fā)生器等[13]。（3）目前支持的單片機(jī)類型有：ARM7系列，68000系列，8052系列，AVR系列，PIC12系列，PIC16系列，PIC18系列，Z80系列，HC11系列以及各種其它的外圍芯片。（4）與大量的存儲(chǔ)器和外圍芯片兼容性很好。綜上所述，此軟件是一款具有SPICE分析功能且可以仿真單片機(jī)的仿真軟件 ，軟件功能十分的豐富，可以仿真ARM、5AVR、PIC各種芯片。Proteus ISIS的工作和Windows界面的操作界面有點(diǎn)類似，在屏幕的上方我們可以看到很多菜單例如：標(biāo)題欄，菜單，標(biāo)準(zhǔn)工具欄，繪圖工具欄，狀態(tài)欄，對(duì)象選擇按鈕，預(yù)覽對(duì)象方位控制按鈕，仿真過(guò)程中的控制按鈕，預(yù)覽窗口，對(duì)象選擇窗口，圖形編輯窗口等。這些界面有利于我們快速的熟悉軟件并繪制電路圖。 仿真界面 雙擊圖標(biāo)就可以運(yùn)行Proteus程序，然后會(huì)進(jìn)入軟件的主界面。通過(guò)工具欄左側(cè)從一個(gè)庫(kù)中選擇元件，然后在左側(cè)窗口中輸入所需要元件的關(guān)鍵詞，然后通過(guò)鼠標(biāo)把元器件放置在合適的位子，在放置之前先調(diào)整好方向并且設(shè)置好各元器件的參數(shù)，最后再把各個(gè)元器件通過(guò)線連接起來(lái)[14]。 主要模塊軟件設(shè)計(jì)流程圖。主程序初始化清零鍵按下否？顯示屏清零調(diào)按鍵總數(shù)子程序1s定時(shí)到否？清除1s定時(shí)標(biāo)志調(diào)循環(huán)顯示子程序返回NNY 程序的設(shè)計(jì)流程圖初始化計(jì)算鍵值子程序鍵標(biāo)志為0?(COUNTER)+1INC FLAG40個(gè)單元掃描完？調(diào)BCD調(diào)整子程序調(diào)顯示子程序返回開始標(biāo)志位是否為1？定時(shí)是否達(dá)到1s？調(diào)顯示子程序存儲(chǔ)單元加1NYNYYN 顯示模塊軟件設(shè)計(jì)流程圖這部分主要接受的是現(xiàn)實(shí)部分的程序設(shè)計(jì)，顯示部分的程序大體上根據(jù)主程序而言，這部分涉及到按鍵程序的調(diào)用，所以編寫這部分程序需要有主次的概念，只要這部分的程序調(diào)試成功在配合超聲波模塊的程序，軟件部分難點(diǎn)就迎刃而解[15]。 本章小結(jié)本章主要介紹了軟件設(shè)計(jì)的整個(gè)過(guò)程,包括對(duì)所使用的軟件做出了簡(jiǎn)單的介紹，并使用模塊化的設(shè)計(jì)思想進(jìn)行軟件設(shè)計(jì),設(shè)計(jì)思路清晰,這樣方便調(diào)試過(guò)程中的程序修改。同時(shí)開發(fā)一個(gè)良好的設(shè)計(jì)思維與良好的設(shè)計(jì)習(xí)慣。5 系統(tǒng)的調(diào)試結(jié)果一個(gè)系統(tǒng)的開發(fā)過(guò)程需要用系統(tǒng)調(diào)試來(lái)驗(yàn)證各個(gè)硬件的協(xié)調(diào)性，一個(gè)完整的調(diào)試系統(tǒng)應(yīng)該包含很多部分，但是必須離不開控制系統(tǒng)的硬件聯(lián)調(diào)、軟件聯(lián)調(diào)、系統(tǒng)仿真、仿真燒錄和現(xiàn)場(chǎng)安裝調(diào)試等幾個(gè)環(huán)節(jié)。當(dāng)系統(tǒng)的硬件系統(tǒng)組裝完畢后需要進(jìn)行硬件電路的調(diào)試，只有硬件電路調(diào)試真確后才能進(jìn)行軟件部分的檢查，這樣就可以分部排查錯(cuò)誤。當(dāng)所有的調(diào)試都沒問(wèn)題時(shí)，為了確保其穩(wěn)定性還需要讓設(shè)計(jì)長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行一些時(shí)間，這樣以后才可以驗(yàn)收合格，整個(gè)設(shè)計(jì)系統(tǒng)才算完成了任務(wù) 。通過(guò)實(shí)驗(yàn)表明，本次設(shè)計(jì)的導(dǎo)盲儀的采集速率和精度都很高，當(dāng)前面一定的范圍內(nèi)有物體時(shí)，導(dǎo)盲儀會(huì)自動(dòng)地發(fā)才語(yǔ)音提示來(lái)提醒盲人該怎樣行走。硬件系統(tǒng)的正確性必須通過(guò)實(shí)驗(yàn)才能得到驗(yàn)證。然而由于空氣中存在濕度和溫度，超聲波測(cè)距所得的數(shù)值與理論值之間總是存在著誤差。其余的子功能都良好運(yùn)行。從圖中可以看出超聲波測(cè)距的誤差在2mm之內(nèi)。 理論測(cè)距結(jié)果 實(shí)際測(cè)距結(jié)果總結(jié)誤差原因共有兩個(gè)方面：（1）由于超聲波被測(cè)面或被測(cè)面旁其它物體的漫反射，因而所測(cè)距離不是真實(shí)的垂直距離，引起測(cè)量誤差。 （2）聲速雖然在同一介質(zhì)中不容易改變速度，但是溫度的變化會(huì)影響測(cè)量的精確度，所以測(cè)量的結(jié)果也會(huì)有一定的誤差。 結(jié)束語(yǔ)導(dǎo)盲儀的主要原理就是超聲波測(cè)距，通過(guò)本次設(shè)計(jì)也是我對(duì)超聲波的原理有了更加深入的了解。系統(tǒng)是基于AT89S52單片機(jī)的超聲波測(cè)距系統(tǒng),它根據(jù)超聲波在空氣中傳播的反射原理,以超聲波傳感器為檢測(cè)部件, 應(yīng)用超聲波在空氣中傳播的時(shí)間差來(lái)測(cè)量距離。夜晚時(shí)利用光敏傳感器控制警示燈開關(guān)，警示來(lái)往車輛避讓。另有時(shí)間播報(bào)功能。主要由測(cè)距系統(tǒng)（包括超聲波發(fā)射模塊、超聲波接收模塊）和語(yǔ)音報(bào)警系統(tǒng)，快閃播報(bào)系統(tǒng)，警示燈控制系統(tǒng)，LCD顯示模塊，五個(gè)主要模塊構(gòu)成。導(dǎo)盲預(yù)警系統(tǒng)的運(yùn)用可幫助盲人的行走較少他們的不方便，減少盲人因?yàn)榭床灰娐访鏍顩r發(fā)生的交通事故，同時(shí)它將對(duì)提高人類智能化的設(shè)計(jì)有著非常重要的意義在做設(shè)計(jì)的時(shí)候我們需要不斷的查閱資料，了解前人的研究成果，才能取其精華去其糟粕，才能在巨人的肩膀上進(jìn)行創(chuàng)新。在本設(shè)計(jì)的開始之初，我對(duì)超聲波模塊方面的了解還是比較少的，通過(guò)查閱書籍和上網(wǎng)搜資料對(duì)超聲波模塊有了了解然后才開始原理的的繪制。在設(shè)計(jì)過(guò)程中比較難的還有軟件的設(shè)計(jì)，C語(yǔ)言的編程可是我的薄弱環(huán)節(jié)，編程不僅要能實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)的基本功能，還必須考慮到硬件的I/O端口的功能。在指導(dǎo)老師的幫助也算完成導(dǎo)盲儀軟件編程模塊。本次設(shè)計(jì)其實(shí)還有幾個(gè)問(wèn)題沒有解決，如果想要提高測(cè)量的精確度必須要考慮。 （1）因?yàn)槌暡ㄌ筋^的精密度限制，裝置在溫度不同的環(huán)境下測(cè)量誤差也不一樣，本設(shè)計(jì)中并沒有溫度補(bǔ)償模塊，主要是本設(shè)計(jì)做為盲人障礙導(dǎo)盲預(yù)警的使用，對(duì)精確的距離要求不高主要是起到警報(bào)的作用，如果在設(shè)計(jì)中考慮到溫度補(bǔ)償這個(gè)模塊，并添加到設(shè)計(jì)中去，那么整個(gè)系統(tǒng)將會(huì)更完善。（2）為了抑制外部干擾，接收裝置可以采用過(guò)零檢測(cè)裝置，保證接收到得超聲波為物體反射回來(lái)的超聲波，從而有效地抑制超聲波發(fā)射電路的輻射干擾。但要注意接收電路中的諧振回路帶寬不能太窄，以免降低了電路的穩(wěn)定性。電路元件要選用低噪聲器件，采取合理的電路布局。致 謝本次畢業(yè)設(shè)計(jì)經(jīng)過(guò)幾個(gè)月的不懈努力終于接近了尾聲。畢業(yè)設(shè)計(jì)是我們對(duì)所學(xué)專業(yè)知識(shí)的一次綜合性考量，能夠鍛煉我們獨(dú)立分析和解決問(wèn)題的能力，培養(yǎng)的也是知識(shí)的靈活運(yùn)用精神。首先我要感謝母校為了提供了一個(gè)愉快的學(xué)習(xí)環(huán)境。由于實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的不足，在本次設(shè)計(jì)中我也有很多考慮不全面的地方，感謝我的導(dǎo)師谷亞林的指導(dǎo)和督促以及同學(xué)們的熱心幫助。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)從選題的確定、開題報(bào)告的書寫、說(shuō)明書的寫作修改到最后定稿都得到了指導(dǎo)老師谷亞林的悉心指導(dǎo)，而且每星期檢查我的畢業(yè)設(shè)計(jì)進(jìn)展情況，并對(duì)我的不足之處給予細(xì)心的指點(diǎn)。還有和我一起做畢業(yè)設(shè)計(jì)的同學(xué)，你們給我提出了寶貴的建議和熱情的幫助，在不斷的幫助和鼓勵(lì)中我們相互的學(xué)習(xí)和進(jìn)步。最后再次深深感謝我的導(dǎo)師谷老師以及給予我?guī)椭耐瑢W(xué)和朋友。曾經(jīng)認(rèn)為離開學(xué)校的時(shí)候不會(huì)那么低傷心，畢竟已經(jīng)在這片土壤上生活了四年。然而當(dāng)我寫下這篇致謝詞的時(shí)候，不舍和哀愁還是在我的心里翻滾著。在這四年里，我遇到的人或事都是那么的美好，認(rèn)真負(fù)責(zé)的老師使我在大學(xué)里學(xué)到了扎實(shí)的專業(yè)知識(shí)，善良友好的同學(xué)使我了解到朋