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基于51單片機(jī)的超聲波導(dǎo)盲杖程序電路設(shè)計(jì) HC-SR04，GA6

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ID:872579 發(fā)表于 2021-1-8 14:40 | 顯示全部樓層 |閱讀模式
帶有通信功能的基于超聲波來(lái)實(shí)現(xiàn)障礙物檢測(cè)的導(dǎo)盲杖
GPS定位信息發(fā)送功能：以串口通信的形式將GPS定位模塊內(nèi)的定位信息下載到單片機(jī)最小系統(tǒng)，再對(duì)定位信息進(jìn)行處理將經(jīng)緯度信息分離出來(lái)通過(guò)GSM模塊以短信形式發(fā)送給事先設(shè)置好的手機(jī)號(hào)碼。
1.png 2.png 3.png 4.png 5.png 6.png 7.png
超聲波避障功能：利用超聲波測(cè)量與前方物體的距離，當(dāng)距離小于1米時(shí)，由單片機(jī)控制蜂鳴器發(fā)出報(bào)警聲提示盲人。
一鍵尋回功能：當(dāng)導(dǎo)盲杖找不到時(shí)，我們可以通過(guò)點(diǎn)擊手中的遙控器讓導(dǎo)盲杖上的蜂鳴器發(fā)出報(bào)警聲，輔助我們尋找。
上面我們對(duì)功能做了介紹，下面主要講解一下整個(gè)系統(tǒng)硬件及軟件設(shè)計(jì)：
GPS定位信息發(fā)送功能：我們選擇使用GPS定位模塊搭配GSM模塊來(lái)實(shí)現(xiàn)，
GPS模塊內(nèi)部原理是當(dāng)GPS模塊獲取到定位信息時(shí)，會(huì)通過(guò)TX引腳將整個(gè)GPS定位信息發(fā)送出去，所以我們只需要將單片機(jī)串口接收引腳與GPS模塊發(fā)送引腳相連，設(shè)置串口通信波特率為9600,即可接收到當(dāng)前定位信息。
GSM模塊內(nèi)部通信原理是，當(dāng)我們只是用短信發(fā)送功能時(shí)，我們只需要通過(guò)串口向GSM模塊發(fā)送AT指令及短信內(nèi)容信息，即可控制GSM模塊完成短信的發(fā)送，所以硬件電路上我們只需要將單片機(jī)串口發(fā)送引腳與GSM模塊RX接收引腳相連接，即可滿(mǎn)足整個(gè)功能要求。
超聲波避障功能： HC-SR04超聲波模塊工作原理：(1)采用I/O引腳觸發(fā)測(cè)距，給Trig引腳一個(gè)至少10us的高電平信號(hào);(2)模塊自動(dòng)發(fā)送8個(gè)40khz的方波，自動(dòng)檢測(cè)是否有信號(hào)返回   (3)有信號(hào)返回，通過(guò)Echo引腳輸出一高電平，高電平持續(xù)的時(shí)間就是超聲波從發(fā)射到返回的時(shí)間．測(cè)試距離=(高電平時(shí)間*聲速(340M/S))/2;  所以我們?cè)谠O(shè)計(jì)硬件電路時(shí)只需要將Trig引腳和Echo引腳接入單片機(jī)系統(tǒng)，由單片機(jī)通過(guò)Trig觸發(fā)測(cè)距并對(duì)Echo引腳的高電平持續(xù)時(shí)間進(jìn)行計(jì)時(shí)即可滿(mǎn)足功能的要求。
一鍵巡回功能：我們主要使用PT2262和PT2272編解碼電路來(lái)實(shí)現(xiàn)此功能，
編碼芯片PT2262發(fā)出的編碼信號(hào)由地址碼、數(shù)據(jù)碼、同步碼組成一個(gè)完整的碼字。地址碼是由地址管腳A0-A7的狀態(tài)（高位/懸空/低位）決定，PT2262和PT2272需要地址管腳狀態(tài)完全相同，生成的地址碼才會(huì)完全相同，PT2272才會(huì)正常接收PT2262的信號(hào)。D0-D3管腳為數(shù)據(jù)管腳，用以生成數(shù)據(jù)碼，數(shù)據(jù)碼用于在PT2262與PT2272之間同步D0-D3管腳的狀態(tài)。
本設(shè)計(jì)中選擇將PT2262/PT2272 A0-A7地址管腳統(tǒng)一懸空，當(dāng)PT2262按鍵下時(shí)，D0-D3管腳置為高電平生成相應(yīng)的數(shù)據(jù)碼，同時(shí)控制433MHZ發(fā)射電路將DOUT引腳輸出的經(jīng)過(guò)調(diào)制的串行數(shù)據(jù)信號(hào)在高頻載波上發(fā)射出去
PT2272接收到后，進(jìn)行解碼，先核對(duì)地址碼是否相同，如果相同，則查看數(shù)據(jù)編碼，并按照數(shù)據(jù)編碼將本端的D0-D3管腳全部置為高電平。
將PT2272的D1管腳與單片機(jī)相連，用單片機(jī)檢測(cè)管腳的狀態(tài)，當(dāng)管腳為高電平時(shí)，即控制蜂鳴器發(fā)出報(bào)警。

電路原理圖如下：
51hei.png

單片機(jī)源程序如下:
  1. #include <intrins.h>
  2. #include <stdio.h>
  3. #include <math.h>
  4. #include <string.h>
  5. #include <delay.h>
  6. #include <Ultrasonic.h>
  7. #include"uart.h"


  10. //定義IO
  11. //按鍵
  12. sbit beep=P1^2;
  13. sbit keysend=P1^1;//發(fā)送位置短信
  14. sbit pt=P3^7; //PT2272感應(yīng)信號(hào)
  15. bit flagxun=0;//尋物標(biāo)志位

  17. unsigned char code PhoneNO[]= "123456789"; //接收方號(hào)碼   

  19. //GPS數(shù)據(jù)接收變量
  20. bit flag1=0;
  21. char com1;
  22. char xdata com2[38];//變量接收中間數(shù)組

  24. unsigned char cc=0;//變量數(shù)組計(jì)數(shù)
  25. bit flag2=0;//數(shù)據(jù)接收完處理標(biāo)志位

  27. //短信數(shù)組
  28. char xdata duanxin[]="N:  .   W:   .  ";

  30. void Delay1000ms()               
  31. {
  32.         unsigned char i, j, k;

  34.         i = 43;
  35.         j = 6;
  36.         k = 203;
  37.         do
  38.         {
  39.                 do
  40.                 {
  41.                         while (--k);
  42.                 } while (--j);
  43.         } while (--i);
  44. }

  46. //發(fā)送短信

  48. void sendmessage()
  49. {
  50.                    Uart_Send_Byte2("AT+CMGF=1\r\n");        
  51.                 Delay1000ms();
  52.                 Uart_Send_Byte2("AT+CSCS=\"GSM\"\r\n");        
  53.                 Delay1000ms();
  54.                 Uart_Send_Byte2("AT+CMGS=");        
  55.                 Uart_Send_Byte('"');
  56.                 Uart_Send_Byte2(PhoneNO);   
  57.                 Uart_Send_Byte('"');
  58.                 Uart_Send_Byte('\r');               
  59.                 Uart_Send_Byte('\n');               
  60.                 Delay1000ms();
  61.                 Uart_Send_Byte2(duanxin);  
  62.                 Delay1000ms();
  63.                 Uart_Send_Byte(0x1a);               
  64.                 Delay1000ms();
  65.                 Delay1000ms();
  66.                 Delay1000ms();
  67.                 Delay1000ms();
  68.                 Delay1000ms();
  69. }
  70.                                                                           
  71. //按鍵檢測(cè)
  72. void keyscan()
  73. {
  74.         if(keysend==0)
  75.         {
  76.                 Delay_Ms(5);if(keysend==0)
  77.                 {
  78.                          while(flag2!=1);//等待接收到GPS信號(hào)
  79.                           duanxin[2]=com2[19];duanxin[3]=com2[20];duanxin[5]=com2[21];duanxin[6]=com2[22];
  80.                           duanxin[10]=com2[32];duanxin[11]=com2[33];duanxin[12]=com2[34];duanxin[14]=com2[35];
  81.                           duanxin[15]=com2[36];
  82.                           sendmessage();
  83.                           flag2=0;        
  84.                 }
  85.                 while(!keysend);
  86.         }
  87.         if(pt==1) {Delay_Ms(50);if(pt==1) {beep=~beep;flagxun=~flagxun;} Delay_Ms(500);while(pt);} //遙控找拐杖
  88. }


  91. void main()
  92. {
  93.         beep=1;pt=1;
  94.         Uart_Init();
  95.         init_timer1();
  96.         while(1)
  97.         {        
  98.                 keyscan();
  99.                 display_volume();
  100.                 if(distance_data<100) beep=0;//超聲測(cè)距報(bào)警
  101.                 if(distance_data>=100&&flagxun==0) beep=1;
  102.         }
  103. }

  105. void Uart_Isr() interrupt 4
  106. {
  107.     RI = 0;            
  108.         com1 = SBUF;         
  109.         if(com1=='

  111. )         {flag1=1;}
  112.         if(flag1==1) {com2[cc]=com1;cc++;}
  113.         if(cc==38) {if(com2[4]=='M'&&com2[17]=='A') {flag2=1;}  flag1=0;cc=0;}
  114. }
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