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基于51单片机的超声波导盲杖程序电路设计 HC-SR04，GA6

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ID:872579 发表于 2021-1-8 14:40 | 显示全部楼层 |阅读模式
带有通信功能的基于超声波来实现障碍物检测的导盲杖
GPS定位信息发送功能：以串口通信的形式将GPS定位模块内的定位信息下载到单片机最小系统，再对定位信息进行处理将经纬度信息分离出来通过GSM模块以短信形式发送给事先设置好的手机号码。
1.png 2.png 3.png 4.png 5.png 6.png 7.png
超声波避障功能：利用超声波测量与前方物体的距离，当距离小于1米时，由单片机控制蜂鸣器发出报警声提示盲人。
一键寻回功能：当导盲杖找不到时，我们可以通过点击手中的遥控器让导盲杖上的蜂鸣器发出报警声，辅助我们寻找。
上面我们对功能做了介绍，下面主要讲解一下整个系统硬件及软件设计：
GPS定位信息发送功能：我们选择使用GPS定位模块搭配GSM模块来实现，
GPS模块内部原理是当GPS模块获取到定位信息时，会通过TX引脚将整个GPS定位信息发送出去，所以我们只需要将单片机串口接收引脚与GPS模块发送引脚相连，设置串口通信波特率为9600,即可接收到当前定位信息。
GSM模块内部通信原理是，当我们只是用短信发送功能时，我们只需要通过串口向GSM模块发送AT指令及短信内容信息，即可控制GSM模块完成短信的发送，所以硬件电路上我们只需要将单片机串口发送引脚与GSM模块RX接收引脚相连接，即可满足整个功能要求。
超声波避障功能： HC-SR04超声波模块工作原理：(1)采用I/O引脚触发测距，给Trig引脚一个至少10us的高电平信号;(2)模块自动发送8个40khz的方波，自动检测是否有信号返回   (3)有信号返回，通过Echo引脚输出一高电平，高电平持续的时间就是超声波从发射到返回的时间．测试距离=(高电平时间*声速(340M/S))/2;  所以我们在设计硬件电路时只需要将Trig引脚和Echo引脚接入单片机系统，由单片机通过Trig触发测距并对Echo引脚的高电平持续时间进行计时即可满足功能的要求。
一键巡回功能：我们主要使用PT2262和PT2272编解码电路来实现此功能，
编码芯片PT2262发出的编码信号由地址码、数据码、同步码组成一个完整的码字。地址码是由地址管脚A0-A7的状态（高位/悬空/低位）决定，PT2262和PT2272需要地址管脚状态完全相同，生成的地址码才会完全相同，PT2272才会正常接收PT2262的信号。D0-D3管脚为数据管脚，用以生成数据码，数据码用于在PT2262与PT2272之间同步D0-D3管脚的状态。
本设计中选择将PT2262/PT2272 A0-A7地址管脚统一悬空，当PT2262按键下时，D0-D3管脚置为高电平生成相应的数据码，同时控制433MHZ发射电路将DOUT引脚输出的经过调制的串行数据信号在高频载波上发射出去
PT2272接收到后，进行解码，先核对地址码是否相同，如果相同，则查看数据编码，并按照数据编码将本端的D0-D3管脚全部置为高电平。
将PT2272的D1管脚与单片机相连，用单片机检测管脚的状态，当管脚为高电平时，即控制蜂鸣器发出报警。

电路原理图如下：
51hei.png

单片机源程序如下:
  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. //定义IO
  11. //按键
  12. sbit beep=P1^2;
  13. sbit keysend=P1^1;//发送位置短信
  14. sbit pt=P3^7; //PT2272感应信号
  15. bit flagxun=0;//寻物标志位

  17. unsigned char code PhoneNO[]= "123456789"; //接收方号码   

  19. //GPS数据接收变量
  20. bit flag1=0;
  21. char com1;
  22. char xdata com2[38];//变量接收中间数组

  24. unsigned char cc=0;//变量数组计数
  25. bit flag2=0;//数据接收完处理标志位

  27. //短信数组
  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. //发送短信

  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. //按键检测
  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信号
  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);} //遥控找拐杖
  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;//超声测距报警
  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. }
复制代码

所有资料51hei提供下载,可能有较多bug请大家多多批评指教:
导盲杖资料.7z (4.56 MB, 下载次数: 72)

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