实时语音播报超声波测距仪设计报告

实时语音播报超声波测距仪设计报告院系：信息工程学院组员姓名：黄孟缘、屈岳、黎先群指导老师：胡洪波完成时间：2012年8月10日一、系统介绍：本系统采用TI公司提供的MSP430G2553单片机系统，在此基础上结合HC_SR04超声波模块、nokia5110LCD显示模块、ISD1730语音芯片等，使单片机在接受到超声波模块输出的距离信号，并进行数据处理，在显示模块上进行实时显示超声波模块与障碍物的距离，并且进行同步语音播报。二、设计与论证：1）系统总体方案图2）设计要求：1、具有发射式超声波测距功能，距离在0.2m-2.0m,误差为±1cm。2、自动语音实时播报要求测量距离数值：几点几几米。3、实时播报时间间隔小于5s，播报的声音功率大于0.1w,播报声音无明显失真。4、实时显示测量的距离。三、理论分析与相关文件：根据系统要求，采用HC_SR04超声波模块，该模块只需Trig端口发出超过10us的低电平，然后将Trig端电平拉高，此时在模块内部自动发出8个40KHZ的超声波脉冲，发射出的超声波经障碍物发射回来后，Echo端口就会由高电平变为低电平，从Trig端口高电平到Echo端口低电平之间的时间就是由超声波由发送到发射被接受这段时间。MSP430超声波模块程序设计中采用TimerA捕获比较定时器，采用8MHZ内部高频时钟，选择上升沿下降沿捕获模式，采用基本IO口中断，从Trig口发送信号开始计数，捕获到接受段Echo口的上升沿和下降沿停止计数，然后清中断标志和计数器。然后算出计数器重TAR值，按照公式Distance=V*t/2,算出距离，并将它放到LCD进行实时显示。四、电路图及部分代码：超声波发射电路:超声波接受电路:Led灯指示电路:ISD1700语音播报电路:五、测试方法与仪器：将所做好的产品的超声波模块头对准障碍物,使障碍物尽量挡住超声波的发射头,改变障碍物和超声波模块间的距离,将示波器接到依次Trig信号端和Echo信号端,如果超声波模块驱动正常,那么接在Trig信号端在示波器上将显示间隔脉冲方波,接到Echo信号端时,接收到连续变化的方波信号.相应的在显示模块上将根据题目要求在距离0.2m~1.0m范围内,显示危险距离,在距离障碍物1.0m~3.0m内显示保持距离,在3.0m以上显示安全距离.并且实时进行语音播报。六、测试数据及测试结果分析：误差来源及分析：1、超声波问题超声波测距存在盲区，因为超声波在发射的时候,是一个高压脉冲,并且脉冲结束后,换能器会有一个比较长时间的余震,这些信号根据不同的换能器时间会有不同,从几百个uS到几个mS都有可能,因此在这个时间段内,声波的回波信号是没有办法跟发射信号区分的.因此,被测物体在这个范围内,回波和发射波区分不开,也就没有办法测距,也就形成测距盲区.。在这个区域里面LCD上会没有显示或是显示出错。2、液晶屏问题Nokie5110液晶屏显示不稳定，造成的原因可能是单片机系统时钟信号跟液晶屏内的时序不匹配等原因造成的，导致显示时容易死屏。结束语：很感谢学校以及各位指导老师给我们这次机会参加这次湖南省电赛校内选拔，通过这次锻炼，不仅让我们的能力有所提升，更让我们知道了自身的不足，今后我们定会更加努力学习，达到更高的层次。