关键词 ：避障 ；语音提示 ＳＴＭ３２；电路设计
现 有的 盲人避 障仪 多是只能发 出 呜
叫提示 音，也 无指示 灯提醒 旁人有 盲 人 行走 ，功能方 面存 在诸 多不足 ，本文提
出 的 一 种 基 于 ｓｔｍ３２的 多功 能 超 声 波 测
距 的 导 盲 仪 ，可 以较 好 地 解 决 以 上 问 题 。 系统 结构 主要包 括超声 波模块 、电子 罗
盘 定 位 模 块 、光 敏 电 阻 模 块 、语 音 模 块 。
系统总体结构如图 ｌ。
ｌ超声波模块
图ｌ系统总体结构图
■ ｌ＿１测 距 原 理
３光敏 电阻模块
压 电式超声波 换能器 ，利 用压 电晶体 的谐振 来工作。它有 两
个压 电晶片和一个共振板。当它的两极外加脉；中信号 ，其频率等于
接 收到超声波 时，将压迫压电晶片作振动，将机械能转换为 电信号 ，
就成 为超声波接收器。在超声波电路中，发射端输 出一 系列脉；中方
采用低 功耗、价格低 廉、语音效 果好 ，播放 人性化 的语音芯
波，脉 ；中宽度越大 ，输出的个数越多，能量越大 ，所能测 的距离也 片实现。 美国 ＩＳＤ公 司出品的 ＩＳＤ１４２０，该芯 片音信 号不经过转
种固有 频率为 ４０ｋＨＺ，升放型 的传 感器。 电路采用 由双 非门组成
该避障仪 以 ＳＴＭ３２单 片机 为主要控 制芯 片加以多电源供 电，
的 ３个 ＲＣ振荡 电路 ，振 荡器的振荡信号经 ４０４９放大后直接推 动 充分利用片上资源开发出各模块功 能。帮助盲人在无需专人陪伴的
超声 波发射探 头。 电容 ｃｌ起 到隔离直流 的作用 ，二 极管 Ｄｌ、Ｄ２ 情况下 ，独立外出行走，有利于促 进盲人 的身心健康 ，也可以在一
７２ 限 制 电 压 。
定程度减少陪护人员的工作量，更可以帮助盲人建立 自信心 ，快乐
接收 部分功能 ：对 接收到 的信号进行 滤波和放 大，处理成 电 的生 活 。如 果 再 可 以实 现 与 ＭＰ３交 互 ， 自动测 速 ，则 更 加 人 性 化 。
路可 以接收的电平信号。运算放 大器放大接收到超声波信号后，信
考虑到夜 间行走的可 能性 ，故添 加了光敏 电阻模块 ，夜 间闪
压 电 晶片 的 固 有 振 荡 频 率 时 ，压 电 晶 片将 会发 生 共 振 ，并 带 动 共 振 光指 示灯可 以提醒行人注意有盲人通过，提高盲 人出行 的安全性。
板振动 ，产生超声波。反之 ，如果两电极 间未外加 电压 ，当共振板 ４语音模块
信号采集 单元负责 输出 电子罗盘确定 的方位 角，从而确定盲 人的运动方位 ，单片机和 Ｅ２ＰＲＯＭ 用来 存储行走轨迹 以及 电子 罗 盘 所 确 定 的 方 位。
参考文献 ：
ｆ１】张毅刚 单片机原理及应用 【Ｍ１北京 ：高等教育出版社 ，２００４． ［２】甘德成 ，刘建欣 多功能超声导 盲仪 设计 ［期刊论文 ］－宜宾学院学报 ２０１２１０６】 ［３】周炜炜 ，沈剑峰 ，张剑 电子产 品世界论 坛光 电导盲仪 ，ｈｔｔｐ：／／ｆｏ ｒ ｕｍ．ｅｅｐｗ．ｃｏｍ．ｃｎ／ｔｈｒｅａｄ／２４８６１８／１，２０１５１７１２３ 【４］张喜 民，房 师文 ，孙鹏 博 ＩＳＤ１４２０语音芯片在单片机测量 系统 中的 应用 ［期刊论文 ］－电测与仪表 ２０００１１０】
电子基础
基 于 ＳＴ Ｍ ３２的 盲人 避 障仪 设 计
作者 ／罗凤、徐观亚、汪衡、刘芳、张潇，西南科技 大学
文章摘要 ：本文系西南科技大学大学生创新基金项 目资助，项 目编号ＣＸＩ５—０８０。摘要 ：针对盲人安全避 障问题 ，讨论了一种基于Ｓ ｒＭ３２单片机的超声波测距 的导盲系统。阐述了该系统各模块工作原理 ，系统结构设计。从设计结果来看，该避障仪基本实现了预设的各项功能，能达到帮 助盲人安全出行的 目的。
越 远 。 【ｌ】
换直接以原来状态存储 到内部存储器。 可以提供真实自然的音乐 、
一 １．２模块功能及说明
语言、声音等，音质不会 受到影响。同时不需专用语音开发工具。
发 射 部 分 功 能 ：实 现 超 声 波 信 号 的 发 射 ， 单 片 机 不 断 发 射 超
５结柬语
声波信号，实时检测前方是否有障碍物。采用的超声波传 感器是一
号经二极管整流 ，成为直流 电压 ，再与基准电压放 大器 ４５５８ Ｃ比较，
结果 由ＴＰ端输出。如果接 收探头接收到超声波信息 ，ＴＰ为低电平 ，
反之 为 高 电平 。
２电子罗盘定位模块
图 ２ 电子 罗盘定位模块流程图
本模块主要 是利用 电子罗盘 ，对 盲人的运动 方向进行 实时测 量，单片机 以及外 围扩展 的 Ｅ２ＰＲＯＭ按照 一定 的时间间隔来记录 盲人的运动方位 ｌ ３＿，从而实现了盲人行走轨道的存储记忆功能。本 部 分 电路 主 要 的 构 造 为 ： 电子 罗 盘 组 成 的 信 号 采 集 单 元 ：盲 人 行 走 方向 的检 测单元 ：以单片 机为处理器 的方位确定 以及 Ｅ２ＰＲＯＭ 的 存 储 单 元 。 如 图 ２所 示 。