电子导盲仪摘要：采用STC89C51单片机作为控制器，利用超声波指向性强，能量消耗缓慢，在介质中传播的距离较远，因而超声波经常用于测距。
利用超声波检测往往比较迅速、方便、计算简单、易于做到实时控制，设计了一种超声波导盲装置。
该装置可以对盲人前面道路上的障碍物进行距离探测并把障碍物距离信息转换成声音提示，盲人可以根据提示声音的频率变化的来判断有无障碍物及离障碍物的距离，达到导盲作用。
关键词：单片机超声波测距导盲Abstract：Using STC89C51 microcontroller as a controller, the use of ultrasonic point to strong, energy consumption is slow, the spread in the medium distance, which is often used in ultrasonic distance measurement. The use of ultrasonic testing is often more rapid, convenient, easy to compute, easy to do real-time control, the design of a guided ultrasonic blind device. The device can be blind to the obstacles on the road in front of the distance to obstacle detection and distance information into voice prompts, the blind can prompt changes in the frequency of the sound to determine whether the obstacle and the distance from the obstacle, to guide the blind the role.Keywords: microcontroller,ultrasonic wave, range, guide the bline一、引言中国是全世界盲人最多的国家约500万盲人,占全世界盲人口的18%.每年在中国约有45万人失明,如果允许目前的趋势继续保持不变,到2020年预期中国盲人将增加4倍。
对盲人而言它可以减少意外碰到物体的焦虑，帮助使用者提前避开物体，而不是突然撞到后才知。
它增加了更多的活动自由，不管在哪，使用者都可以独立行走，随着自由行走的能力和自信心的显著增加，会有更多的工作机会，这样能使他们的生活变得有声有色，弥补身体上的缺陷。
盲人还可以利用导盲犬带路，但是不易训练且成本较高。
为了更好的帮助盲人行走，许多国家都研究和生产了各种电子导盲装置，但大多成本较高，如各类导盲机器人及其它电子装置。
本文提出了一种用51单片机开发的超声波导盲装置的设计，它具有低成本、实用和精确的特点。
二、导盲装置的功能设计及系统组成当超声波发射装置发出的超声波被前方障碍物反射并被接收装置接收时，语音电路根据障碍物距离发出不同频率的报警声音，以提醒使用者。
此时使用者可按下设置的按键，报警响声中断，同时读出障碍物距离。
报警声响起时，电路板上的LED灯会亮起，以提醒路人让路，同时也能显示其距离，。
我们还加入了菜单选择功能，用按键来实实现选择不同的报警范围及测距频率。
导盲装置主要由超声波探头、单片机以及测控及处理电路、按键、蜂鸣器等组成，可以放在包中，或安装在帽子上、手杖中。
导盲装置有三个按钮，分别是电源开关、远距、近距控制按钮，还有一个音量调节旋纽。
该装置使用电池，电源开关可控制系统通、断电，不用的时候关掉电源，节省电能。
使用时，超声波探头方向指向探测方向，当前方有障碍物时，在一定距离内喇叭会发出报警声并随着向障碍物的接近频率逐渐升高，起到提示作用，报警声音音量可用音量调节旋纽调节，既可以外放也可以接耳机。
声波回声测距的原理测距，用蜂鸣器进行声音报警。
该系统主要由单片机控制系统、超声波发射电路、接收放大电路、按键控制和声音报警电路。
STC89C51 单片机是整个系统的核心部件，用来控制、协调各部件的工作。
工作时先由单片机控制的振荡源产生40K Hz频率的信号以驱动超声波传感器，使它发射脉冲。
当第一个超声波脉冲发射后，计数器开始计数，在检测到第一个回波脉冲的瞬间，计数器停止计数，计算出从发射到接收的时间差Δｔ，最终利用单片机计算出距障碍物的距离，并根据远距、近距控制按钮设定的测距值进行报警指示。
其图如下：三、系统的硬件部分2.超声波检测接收电路超声波接收电路采用CX20106A集成电路, 对接收探头收到的信号进行放大、滤波。
它是一款红外线检波接收的专用芯片, 有较强的抗干扰性和灵敏度。
管脚1是超声波信号输入端, 其输入阻抗约为40 k ; 管脚2的C2、R3决定接收换能器的总增益, 增大电阻R或者减小C, 将使放大倍数下降, 负反馈量增大, 电容C 的改变会影响到频率特性, 实际使用中一般不改动, 推荐选择参数R =10k , C = 1uF; 管脚3与GND之间连接检波电容, 考虑到检波输出的脉冲宽度变动大, 推荐参数3.3 uF; 管脚5上的连接电阻R12用以设置带通滤波器的中心频率, 阻值越大, 中心频率越低, 取R =200 k时, 中心频率约为42 kH z;管脚6与GND之间接入一个积分电容, 标准值为330 pF,如果该电容取得太大, 会使探测距离变短; 管脚7是遥控命令出端, 它是集电极开路的输出方式, 因此该引脚必须接上一个上拉电阻到电源端, 该电阻推荐阻值为R13 =20 k , 没有接收信号时该端输出为高电平, 有信号时则会下降; 管脚8接电源正极, 4.5-- 5 V。
超声波接收电路原理图如图所示四、系统软件部分1.主程序时序图如下：根据如下公式D=(C*T0)/2=172T0/10000cm（其中T0为计数器T0的计数值）其流程图为右图，主程序如下：START: MOV SP, #4FHMOV R0, #40HMOV R7,#0BHDIP: MOV @R0, #00HINC R0DJNZ R7, DIPMOV 20H, #00HMOV TMOD, #21HMOV TH0, #00H ;initMOV TL0, #00HMOV TH1, #0F2HMOV TL1, #0F2HMOV P0, #0FFHMOV P1, #0FFHMOV P2, #0FFHMOV P3, #0FFHMOV R4, #04H ;control maichongSETB PX0SETB ET0STEB EACLR 00HSETB TR0START1: LCALL DISPLAYJNB 00H, START1 ；receive 1CLR EALCALL WORK ；calculateSETB EACLR 00HSETB TR0 ；restart T0MOV R2, #64H ；ce（4*100=400ms）STARTLOOP: LCALL DISPLAYDJNZ R2, STARTLOOPSJMP START 13.超声波发生子程序和超声波接收中断程序超声波发生子程序的作用是通过P1.1端口发送超声波发射控制脉冲信号，同时把计数器T0打开进行计时。
超声波测距器主程序利用外中断0检测返回超声波信号，一旦接收到返回超声波信号（INT0引脚出现低电平)，立即进入中断程序。
进入该中断后就立即关闭计时器T0停止计时，并将测距成功标志字赋值1。
如果当计时器溢出时还未检测到超声波返回信号，则定时器T0溢出中断将外中断0关闭，并将测距成功标志字赋值2以表示此次测距不成功。
程序如下：INTT0: CLR EACLR TR0MOV TH0, #00HMOV TL0, #00HSETB ET1SETB EASETB TR0 ;start TOSETB TR1 ;START USE T1OUT: RETIINTT1: CPL VOUTDJNZ R4,RETIOUTCLR TR1 ；send over, offT1CLR ET1MOV R4,#04HSETB EX0 ；open zhongduanRETIOUT: RETIPINT0: CLR TR0 ；close counterCLR TR1CLR ET1CLR EACLR EX0MOV 44H, TL0MOV 45H, TH0SETB 00H ；receive signRETI五、总结超声波测距系统具有结构简单、功耗低、易于操作、灵活性高、成本低的特点, 还具有操作方便、运行可靠的优点, 它有良好的人机界面, 能方便地实时显示测距数据。
采用CX20106A芯片用于检波放大, 减少了电路之间的互相干扰, 减小了电噪声, 如果加入DS l8820温度检测集成电路可能会使测量更加精确。
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