智能光电导盲器

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1、第一章前言1.1课题来源据国家权威部门统计，中国是世界盲人最多的国家，约占世界盲人的18%，随着社会的发展，政府越来越关心残障人士。残疾人是社会中主要的弱势群体，他们要面对更多的困难和压力。近些年来，社会和政府越来越关注弱势群体，给予盲人的关怀也越来越多。本课题主要依据第二届光电设计大赛竞赛题目2的要求设计，目标是完成一套盲人导盲光电器械，固定在实验者身上，引导他依次通过一个放置平板障碍的直通道。1.2课题目的和意义在导盲方面，市场上也有一些相关产品，如盲杖，导盲犬等，这些产品对盲人的帮助并不很理想，导盲犬由于训练困难，价格昂贵，很难普及。随着光电技术的迅猛发展，尤其是

2、光探测技术以及光信息处理技术的完善，设计出高效，实用的光电导盲器已水到渠成。16第二章工作原理2.1红外发射模块本设计由NE555构成多谐振荡器，使第三脚输出38K方波驱动三极管是红外发射器发出红外线，电路如图1所示。图1NE555构成的多谐振荡器2.2红外接收模块当红外线遇到障碍物时，部分红外线经障碍物反射回来，此时红外接收头将接收到38K的信号。如果接收到的是38K的信号，经解调输出逻辑“0”，否则输出逻辑“1”。具有性能稳定的特点。16为了使第三脚输出的波形为38K，占空比尽量为1:1，去C1=103，R1=R2，RV1=RV2。由震荡周期T=（R1+RV1+R2

3、+RV2）C/ln2得，R1+RV1=1.9K,R1+RV2=1.9K.所以取R1=R2=1K，RV1=RV2=0.9K。2.3探测器响应距离实际应用中调节RV3可以改变红外探头反射功率，直接影响红外接收头的响应距离。图2红外接收电路16第三章设计要求1、设计一套盲人导盲光电器械，固定在每个参赛队3名参赛队员身上，引导队员依次通过一个放置平板障碍的直通道。2、直通道长20米、宽约2.5米3、通道内随机竖直放置五个零号图板作为平板障碍4、平板障碍及过道内壁用白色绘图纸覆盖16第四章主要元器件选择和功能介绍4.1AT89C51单片机AT89C51是一种带4K字节FLASH存

4、储器（FPEROM—FlashProgrammableandErasableReadOnlyMemory）的低电压、高性能CMOS8位微处理器，俗称单片机。AT89C2051是一种带2K字节闪存可编程可擦除只读存储器的单片机。单片机的可擦除只读存储器可以反复擦除1000次。该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。由于将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中，ATMEL的AT89C51是一种高效微控制器，AT89C2051是它的一种精简版本。AT89C51单片机为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的

5、方案。主要特性：　　·与MCS-51兼容　　·4K字节可编程FLASH存储器·寿命：1000写/擦循环　　·数据保留时间：10年　　·全静态工作：0Hz-24MHz　　·三级程序存储器锁定　　·128×8位内部RAM　　·32可编程I/O线　　·两个16位定时器/计数器　　·5个中断源　　·可编程串行通道　　·低功耗的闲置和掉电模式　　·片内振荡器和时钟电路特性概述:图三51单片机　　AT89C51提供以下标准功能：4k字节Flash闪速存储器，128字节内部RAM，32个I/O口线，两个16位定时/计数器，一16个5向量两级中断结构，一个全双工串行通信口，片内振荡器及

6、时钟电路。同时，AT89C51可降至0Hz的静态逻辑操作，并支持两种软件可选的节电工作模式。空闲方式停止CPU的工作，但允许RAM，定时/计数器，串行通信口及中断系统继续工作。掉电方式保存RAM中的内容，但振荡器停止工作并禁止其它所有部件工作直到下一个硬件复位。4.2NE555主要特点：　　1.只需简单的电阻器、电容器，即可完成特定的振荡延时作用。其延时范围极广，可由几微秒至几小时之久。　　2.它的操作电源范围极大，可与TTL，CMOS等逻辑电路配合，也就是它的输出电平及输入触发电平，均能与这些系列逻辑电路的高、低电平匹配。图四NE555　　3.其输出端的供给电流大，可

7、直接推动多种自动控制的负载。4.它的计时精确度高、温度稳定度佳，且价格便宜。4.3红外发射接收器件红外线的光谱位于红色光之外，波长是0.76～1.5μm，比红光的波长还长。红外遥控是利用红外线进行传递信息的一种控制方式，红外遥控具有抗干扰，电路简单，容易编码和解码，功耗小，成本低的优点。红外遥控几乎适用所有家电的控制。　　红外遥控系统的主要部分为调制、发射和接收，如图所示：16图五红外发射接收原理  　　1.调制　　红外遥控是以调制的方式发射数据，就是把数据和一定频率的载波进行“与”操作，这样既可以提高发射效率又可以降低电源功耗。　　调制