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1、贵州大学本科毕业论文(设计) 第 1 页新型交叉路口电子导盲器设计摘要摘要本论文介绍了新型交叉路口电子导盲器的设计及其整个制作的过程。文章首先论述了设计新型交叉路口电子导盲器的实际重大意义和设计思路，之后是分析，并设计了该电子产品整个组成的硬件电路，要实现该电子产品的整体功能，需要发送和接收两大部分，其发送部分的电路主要有：复位电路、振荡电路、发送模块；接收电路主要包括：复位电路、振荡电路、接收电模块、驱动电路。最后对此设计软件进行分析与设计。整个设计以 AT89C2051 为主要控制器件，用两块 AT89C2051单片机控制发送与接收模块和一块 APR9600 语音录/放芯片，根据红绿灯信号
2、（利用发光二极管 LED 代替红绿灯）通过发射模块发出相应的无线信号至接收模块来选择并发出存放在 APR9600 语音芯片中的相应的导盲语音信号，其录/放和选择语音信号的功能需要通过软件来实现,从而实现对盲人的导航作用。此设计适用范围广，可以根据不同的使用目的，选择所需要的录/放功能，进行软件的升级。关键词 电子导盲器、发送/接收模块、AT89C2051 单片机、APR9600 语音录放芯片贵州大学本科毕业论文(设计) 第 2 页The Design of New E-Guide Tool AbstractThis thesis introduced the whole process of
3、the design and production of new type E-Guide tool. First, the article discussed the significance and ideas of the design of The Design of New E-Guide Tool, and the analysis and design of the entire hardware module circuit of electronic product, it is made of transmitting part and receiving part. Th
4、e transmitting part main contents include: reset circuits, power supply part, oscillation loop circuits, transmitting module. And the receiving part main contents include: reset circuits, power supply part, oscillation loop circuits, receiving circuits, driving circuits. Finally, it is the analysis
5、and the design of systems software. The overall system takes AT89C2051 MCU as the central control component, using two pieces of AT89C2051 MCU to control the transmitting and receiving modules and a piece of APR9600 chip (single-chip voice recording & playback device 60-secand duration), and play th
6、e relevant voice signal from the APR9600 according to the relevant wireless signal transmitted by the transmitting module, which be caused by traffic signal, using the software to complete all functions which include the recording & playback and choose of signal, in order to guide for blind person.
7、The sphere of application is wide, according to your purpose, you can chose any function and advance the software when you need. Keywords: E-Guide Tool、The Transmitting and Receiving Modules、AT89C2051 MCU 、APR9600 voice chip (single-chip voice recording & playback device 60-secand duration)贵州大学本科毕业论
8、文(设计) 第 3 页前言在人们满足物质文明生活的今天，精神文明建设搞得越来越好，在科学技术方面更是取得了很大的成就，以此为基础的各项科研成品、电子产品等等都相继出现，尤其是现在的电子产品发展更是迅速，在各个电子市场，电子产品琳琅满目，为整个社会的服务业提供更广阔的市场。正因如此，鉴于现在社会文明的发展，社会对弱势群体越来越关注，在帮助弱势群体的方面，人们都采取不同的方式，如：生产不同的产品以满足弱势群体的生活需求，给予他们最大程度上的方便，并且针对弱势群体生产的电子产品已成为一大市场，如助听器，导盲器等。本设计介绍一种名为“新型交叉路口电子导盲器”的新型专利技术，与此相关的技术有美国的“超高
9、音速系统（HSS）”。HSS 系统的原理和“声音聚光灯”类似，是把声波转换超声波信号，实验者听到了一个来自 100 米之外的声音，非常清晰，但当往旁边挪几步之后就什么也听不见了，且 HSS 的系统造价昂贵，技术水平要求高，而且发射时不稳定，会出现断音现象。而在国内，交叉路口导盲器主要采用的是简单的语音提示方式，即在红灯时用扬声器发出急促的信号，绿灯时发出缓和的信号。像这种简单的语音提示导盲设备有着明显的缺点，在大街上提示声音很容易被噪声淹没，提示效果不好。本设计是一种基于在一定范围内发射/接收无线信号的技术的设计，接收端可带在使用者身上由耳机或扬声器提供所受到的语音提示，如：在红灯亮时就会发出
10、“红灯亮，禁止通行！”，绿灯亮时就发出“绿灯亮，可以通行！”，能够通过准确的语音提示帮助盲人过马路，从而有效地减少交通事故的发生，为人们创造了一个安全的交通和生活环境。贵州大学本科毕业论文(设计) 第 4 页第一章 新型交叉路口电子导盲器总体设计和主要特点本章重点阐述新型交叉路口电子导盲器的基本概念、设计思路及电路的原理框图。 1.1 基本概念在当代要求高速度和快节奏得社会生活中，电子产品给人们带来诸多的方便，尤其是社会对弱势群体越来越关注，在帮助弱势群体的方面，人们都采取不同的方式。新型交叉路口电子导盲器是一种基于在一定范围内发射/接收无线信号的技术的设计。发送部分根据红绿灯的交通信号发送出
11、相应的无线信号，接收部分根据接收到的无线信号来选择提示音，接收部分采用一块语音芯片，片内存储有“红灯，禁止通行！” 和 “绿灯，可以通行！”的语音信号。接收端可带在使用者身上由耳机或扬声器提供所受到的语音提示，能够通过准确的语音提示帮助盲人过马路，从而有效地减少交通事故的发生，为人们创造了一个安全的交通和生活环境。1.2 设计思路与电路原理方框图1.2.1 设计思路根据设计要求，初步设计思路如下：1）整个控制系统由发送和接收两个大部分组成，采用 MCS-51 系列单片机AT89C2051 作为控制核心。2）发送部分由一块 AT89C2051 单片机和一块发射模块组成。单片机根据红绿灯交通信号控
12、制发散模块发射出相应的无线信号。具体控制过程由软件实现。3）红绿灯交通信号采用两个发光二极管模拟，两个开关的通断分别控制红绿发光二极管的亮灭。4）接收部分由一块 AT89C2051 单片机和一块语音录放芯片 APR9600 来控制。5）单片机根据接收模块接收到的无线信号选择语音芯片的地址段，经过喇叭（接语音芯片的 SP+管脚）发出对应的语音提示信号。具体控制过程由软件实现。贵州大学本科毕业论文(设计) 第 5 页6）在输出语音提示信号的喇叭前应加上一级功率放大器，驱动喇叭，使得发出的语音音量足够大入。7）整个系统的供电是采用一个 9V 的直流电源经过一个三端稳压器 78L05 得到。1.2.2
13、 原理方框图根据设计要求和设计思路，确定该系统的设计方案。如图 1-1 与图 1-2 为该系统设计方案的硬件设计框图。硬件电路主要有发射装置：控制单元和发射模块；接收装置：控制单元、语音录放电路和接收模块；电源电路等组成。单 片 机按键开关晶振电路继电器发射模块红绿灯复位电路图 1-1 发射装置原理方框图单 片 机语音录放芯片功率放大电路复位电路晶振电路接收模块扬声器麦克风图 1-2 接收装置的原理图贵州大学本科毕业论文(设计) 第 6 页第二章 整体系统的硬件设计为使整个电子导盲系统能够具有更好的实用性，并且具有更高的性能，需对该系统的硬件进行完整的设计。该系统按实现的功能来分，可分为发送和
14、接收两个部分，其中每个部分的硬件设计采用了模块化的设计方法。AT89C51 单片机是整个系统电路的核心，它控制其它模块来完成各种复杂的操作。附录二是发送装置电路原理图，附录三是接收装置电路原理图。在本章下面的几个小节中，我们根据附录二和附录三所示的硬件设计图，对各个模块的主要的一些电路进行详细的设计和分析。2.1 AT89C2051 简介2.1.1 AT89C2051 的功能描述AT89C2051 是一款美国 ATMEL 公司的低电压，高性能的 CMOS 8 位的单片机，片内含有 2K bytes 的可反复擦写的只读程序存储器（PEROM）和 128bytes 的随机存取数据存储器（RAM），
15、器件采用 ATMEL 公司的高密度、非易失性存储技术产生，兼容标准 MCS-51 的指令系统，片内置通用 8 位中央处理器（CPU）和 Flash 存储单元，功能强大。但 AT89C2051 只有 20 个引脚，15 个双向输出/输入（I/O）端口，其中 P1 是一个完整的 8 位双向 I/O 口，两个外部中端口，两个 16 位可编程的定时/计数器，两个全双向串行通信口，一个模拟比较放大器。同时 AT89C2051 的时钟频率可以为零，即具备可用软件设置的睡眠省电功能，系统地唤醒方式有RAM、定时/计数器、串行口和外部中断口，系统唤醒后即能进入继续工作状态。在省电模式中，片内 RAM 将会被冻
16、结，时钟将停止振荡，所有功能停止工作，直到系统被硬件复位才可以继续运行。AT89C2051 可构成真正的单片机最小应用系统，缩小系统体积，增加系统的可靠性，降低系统的成本。只要程序长度小于 2K，四个I/O 口全部提供给用户。所以 AT89C2051 单片机可为您提供许多高性价比的运用场合。下图 21 为 AT89C2051 的外形及管脚排列图。贵州大学本科毕业论文(设计) 第 7 页图 21 单片机 AT89C2051 的管脚排列图2.1.2 AT89C2051 的主要主要性能性能 2.1.2.1 AT89C2051 主要性能参数AT89C2051 的主要具有以下特性： AT89C2051
