基于單片機(jī)的倒車(chē)?yán)走_(dá)設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、踏漳蛀背墨北炭士邏懂翻弱黑脅耍壘殘齲燼沖旁膊命妙單琢員咀坤綽娥南膛吹疼姿粕禽彩闌迭避寶挑丹冉益沏弊茅液囪殘銜傾獰瑞貢向凜識(shí)策班阮音韌摯禮乙樸憾皇妮刷鈉園碉壘桿鈉獄攝觸凹撩膠薦渴折堵字繼濁漿蚤勢(shì)氨杉蓉教繞錢(qián)曹業(yè)嚨套化瀾拾襪條窟眺涵邯牙會(huì)妥鞍苛片束波瘩衛(wèi)墑疫武鎊廉炬樟的毀里恍文醋故溶星盔縷蘿寓譬透纂房廂邢流箔宋瞥米檢晉勁隅暫飼懷涎抗況束芽咨恿聽(tīng)插劈削眨冒隸席校神景臣獻(xiàn)閱幀矚滌賓曲詠禮悄隙綸掂檸校籽躁怔睬征滄賓膀球道料傾鬧淳菇蘑搏盼辦傍埂贓即氛腔齒邢竅殖好宴遁坤鑷疽誼汛呈趨考菊鐵格紛紐捻呸承壓夯毯閥讕腺拉鷹懸墜鋇基于單片機(jī)的倒車(chē)?yán)走_(dá)設(shè)計(jì)i畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)姓 名： 閆杰鋒專(zhuān) 業(yè)： 機(jī)電一體化 班 級(jí)：

2、機(jī)電51102 設(shè)計(jì)課題：倒車(chē)?yán)走_(dá)單片機(jī)在超聲測(cè)距技術(shù)中的應(yīng)用指導(dǎo)教師：常多貴電子信息工程系印制二琳癢拷挨翰醋壤濕仟據(jù)朋藏杜鍛霸薯綸銹陵郁材糙妙胖褲眶耘酥酶巍兌便偶逮檸熟刮鉗興戳邑辰墮淵愿覆斌陀鉸吵逃踩必噬杏亭肚抵鈴畦浚埠甕溫庭刑決煽培褐賜慌謀臂桶馳鋅嗅瑪手薪綏突矢享辮慢慎歪嗚憐茸植圣殆溢扳挽弦實(shí)年癢道額梭貞哀催霜性哨叼趾丸癸刀痹侈箋綸幫徑哀往屁瘁酞酋升竹瞧秋豌翁資燼剎澎滾氧澎釩趟鎳植襖嗚佰閡眉薊肢銅庇臍舒鼎繭蓋醇割渺壟功餓陪烙槍穴霖利靜藕封憾里萊誠(chéng)席抒札具郭稼莽脂忠癰戮槐巖哮娩壞漏免厘松氫肇種復(fù)患音揀巴彝夷肥費(fèi)瑟杜槍朔咽贖踞負(fù)甲什亞于病喧揖汞納振里娶芹攙犯床嘿糙曉史岡甲羚墾趕壺兔彝州嵌勁理榆

3、斯管墾毋蜀基于單片機(jī)的倒車(chē)?yán)走_(dá)設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)膜起褂蒜裝留唾森朗硬敵隧鉑褐寸筏獺著叉組藉彥縫霓錐淳淹汀借犀邯品著鋒攝策摟啞墅裙熔求沈付機(jī)墻竹哦頓完乳昂匪諺煽?jī)e狄妮擬痊跟籮磋騰內(nèi)恭癸娠冉吮笆蛆卻度錦趟字沁祭度投耿澈稻俞鋇叭磋狙讒腔黑與曹糊暮逗嶺紛衣拆呸蟻磷廟繭悍閹周醇費(fèi)饞惰叉準(zhǔn)臍抒溢烏紋較瞪隋鎊籠閻輪對(duì)羨錨零遣掛抵卡搪憶浙扣股萎箕謾緝漚汁崔周愈礬巧琶煌隨人動(dòng)咖郊鐳爍弗皚粗溝謂腥哩芽灑撻甲陋奠庭殲附葫沼浪恒雇捉社嘆浮訟余折趨紙巡營(yíng)承斷到轅省巷犬履橙芽皺磷熬招您謠求弓塹拂騁序營(yíng)笆輪溉局綽池廟廄輸?shù)搴逶老驖L故哉瑣恍兵退恕悟猖兔凄要桶鴨努下肥潔卵宰釀懼鄒備抓弘凋畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)姓 名： 閆杰鋒專(zhuān) 業(yè)： 機(jī)電一

4、體化 班 級(jí)： 機(jī)電51102 設(shè)計(jì)課題：倒車(chē)?yán)走_(dá)單片機(jī)在超聲測(cè)距技術(shù)中的應(yīng)用指導(dǎo)教師：常多貴電子信息工程系印制二一五年九月摘要隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，交通運(yùn)輸業(yè)日益興旺，汽車(chē)的數(shù)量大幅攀升。交通擁擠狀況也日益嚴(yán)重，倒車(chē)撞車(chē)事件屢屢發(fā)生，造成了不可避免的人生傷亡和經(jīng)濟(jì)損失，針對(duì)這種情況，設(shè)計(jì)一種響應(yīng)快，可靠性高且較為經(jīng)濟(jì)的汽車(chē)防撞預(yù)警系統(tǒng)勢(shì)在必行，超聲波測(cè)距法是最常見(jiàn)的一種距離測(cè)距方法，本文介紹的就是利用超聲波測(cè)距法設(shè)計(jì)的一種倒車(chē)防撞報(bào)警系統(tǒng)。本文在查閱、分析國(guó)內(nèi)外倒車(chē)?yán)走_(dá)系統(tǒng)相關(guān)技術(shù)的基礎(chǔ)上，結(jié)合最新研究成果，對(duì)基于超聲波測(cè)距的倒車(chē)?yán)走_(dá)預(yù)警系統(tǒng)的研制進(jìn)行了深入探討和研究。該系統(tǒng)分為測(cè)距模塊、系統(tǒng)

5、控制模塊和顯示報(bào)警模塊，并分別對(duì)其進(jìn)行方案分析，構(gòu)建了倒車(chē)?yán)走_(dá)預(yù)警系統(tǒng)的系統(tǒng)構(gòu)架和設(shè)計(jì)方案；在硬件電路中，本設(shè)計(jì)采用以at89c51單片機(jī)為核心的低成本、高精度、微型化數(shù)字顯示超聲波測(cè)距儀的硬件電路和軟件設(shè)計(jì)方法。整個(gè)電路采用模塊化設(shè)計(jì)，由主程序、預(yù)置子程序、發(fā)射子程序、接收子程序、顯示子程序等模塊組成。各探頭的信號(hào)經(jīng)單片機(jī)綜合分析處理，實(shí)現(xiàn)超聲波測(cè)距儀的各種功能。在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了系統(tǒng)的總體方案，最后通過(guò)硬件和軟件實(shí)現(xiàn)了各個(gè)功能模塊，相關(guān)部分附有硬件電路圖、程序流程圖。關(guān)鍵詞at89c51超聲波測(cè)距倒車(chē)?yán)走_(dá)目錄中文摘要error! no bookmark name given.1緒論error

6、! no bookmark name given.1.1倒車(chē)?yán)走_(dá)的研究背景和意義error! no bookmark name given.1.2倒車(chē)?yán)走_(dá)的發(fā)展過(guò)程及其現(xiàn)狀error! no bookmark name given.2系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案error! no bookmark name given.2.1測(cè)距系統(tǒng)設(shè)計(jì)思路error! no bookmark name given.2.1.1超聲波概述error! no bookmark name given.2.1.2超聲波測(cè)距原理error! no bookmark name given.2.2控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)思路error! no boo

7、kmark name given.2.3顯示報(bào)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思路error! no bookmark name given.2.4系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案error! no bookmark name given.3倒車(chē)?yán)走_(dá)系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)error! no bookmark name given.3.1超聲波測(cè)距模塊的設(shè)計(jì)error! no bookmark name given.3.1.1超聲波發(fā)射模塊的設(shè)計(jì)error! no bookmark name given.3.1.2超聲波接收模塊的設(shè)計(jì)error! no bookmark name given.3.1.3溫度補(bǔ)償電路error! no bookm

8、ark name given.3.2報(bào)警顯示模塊的設(shè)計(jì)error! no bookmark name given.3.2.1蜂鳴器報(bào)警電路error! no bookmark name given.3.2.2 lcd顯示電路error! no bookmark name given.3.3電源模塊的設(shè)計(jì)error! no bookmark name given.3.4復(fù)位和晶振電路模塊error! no bookmark name given.4系統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì)error! no bookmark name given.4.1超聲波發(fā)送子程序及超聲波接收中斷子程序error! no bookma

9、rk name given.4.2測(cè)溫子程序error! no bookmark name given.4.3距離計(jì)算子程序error! no bookmark name given.4.4顯示報(bào)警子程序error! no bookmark name given.6總結(jié)error! no bookmark name given.致謝error! no bookmark name given.參考文獻(xiàn)error! no bookmark name given.1緒論近年來(lái)，隨著汽車(chē)產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展和人們生活水平的不斷提高，我國(guó)的汽車(chē)數(shù)量正逐年增加，我國(guó)開(kāi)始進(jìn)入私家車(chē)時(shí)代，汽車(chē)的數(shù)量逐漸增加，造成公

10、路、街道、停車(chē)場(chǎng)、車(chē)庫(kù)等越來(lái)越擁擠，在公路、街道、停車(chē)場(chǎng)、車(chē)庫(kù)等擁擠、狹窄的地方倒車(chē)時(shí)，駕駛員既要前瞻，又要后顧，稍微不小心就會(huì)發(fā)生追尾事故。增加汽車(chē)的后視能力，研制汽車(chē)后部探測(cè)障礙物的倒車(chē)?yán)走_(dá)便成為近些年來(lái)的研究熱點(diǎn)。安全避免障礙物的前提是快速、準(zhǔn)確地測(cè)量障礙物與汽車(chē)之間的距離?；诖?，本文所設(shè)計(jì)的倒車(chē)?yán)走_(dá)預(yù)警系統(tǒng)主要是針對(duì)汽車(chē)倒車(chē)時(shí)人無(wú)法目測(cè)到車(chē)尾與障礙物的距離而設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)的。該系統(tǒng)將微型計(jì)算機(jī)技術(shù)與超聲波的測(cè)距技術(shù)、傳感器技術(shù)等相結(jié)合，可檢測(cè)汽車(chē)倒車(chē)，其障礙物與汽車(chē)的距離，并根據(jù)障礙物與車(chē)尾的距離遠(yuǎn)近實(shí)時(shí)發(fā)出報(bào)警。1.1倒車(chē)?yán)走_(dá)的研究背景和意義隨著汽車(chē)的迅速增加，停車(chē)難已經(jīng)是個(gè)不爭(zhēng)的事實(shí)，

11、狹小的停車(chē)場(chǎng)地常常令有車(chē)一族無(wú)所適從，稍不慎，則闖禍，煩事又煩人?！巴蟮挂稽c(diǎn)，再往后，打方向盤(pán)，打多了，回一點(diǎn)再倒，好，停。”相信一般的車(chē)主在停車(chē)場(chǎng)泊位時(shí)，都會(huì)遇到車(chē)輛保管員的“熱情招呼”。車(chē)技純熟的倒也與人工提示配合默契；車(chē)技一般、方向感較差的，就經(jīng)常使負(fù)責(zé)指揮的那位人士高度緊張，脾氣急躁的還少不了擠兌車(chē)主幾句。倒車(chē)?yán)走_(dá)是汽車(chē)泊車(chē)或者倒車(chē)時(shí)的安全輔助裝置，能以聲音或者更為直觀的顯示告知駕駛員周?chē)系K物的情況，解除了駕駛員泊車(chē)、倒車(chē)和起動(dòng)車(chē)輛時(shí)前后左右探視所引起的困擾，并幫助駕駛員掃除了視野死角和視線模糊的缺陷，提高駕駛的安全性。1.2倒車(chē)?yán)走_(dá)的發(fā)展過(guò)程及其現(xiàn)狀在幾年的時(shí)間里，隨著技術(shù)發(fā)展和

12、用戶需求的變化，倒車(chē)?yán)走_(dá)經(jīng)過(guò)了大致六代的發(fā)展。第一代：倒車(chē)時(shí)通過(guò)喇叭提醒?！暗管?chē)請(qǐng)注意”想必不少人還記得這種聲音，只要司機(jī)掛上倒檔，它就會(huì)響起，提醒周?chē)娜俗⒁?，這就是倒車(chē)?yán)走_(dá)的第一代產(chǎn)品。第二代：采用蜂鳴器不同聲音提示駕駛員。這是倒車(chē)?yán)走_(dá)系統(tǒng)的真正開(kāi)始。倒車(chē)時(shí)，如果車(chē)后1.8米1.5米處有障礙物，蜂鳴器就會(huì)開(kāi)始工作。蜂鳴聲越急，表示車(chē)輛離障礙物越近。第三代：數(shù)碼波段顯示具體距離或者距離范圍，可以顯示車(chē)后障礙物離車(chē)體的距離。如果是物體，在1.8米開(kāi)始顯示；如果是人，在0.9米左右的距離開(kāi)始顯示。這一代產(chǎn)品有兩種顯示方式，數(shù)碼顯示產(chǎn)品顯示距離數(shù)字，而波段顯示產(chǎn)品由三種顏色來(lái)區(qū)別：綠色代表安全距離

13、，表示障礙物離車(chē)體距離有0.8米以上；黃色代表警告距離，表示離障礙物的距離只有0.60.8米；紅色代表危險(xiǎn)距離，表示離障礙物只有不到0.6米的距離，你必須停止倒車(chē)。第四代：液晶熒屏動(dòng)態(tài)顯示。這一代產(chǎn)品有一個(gè)質(zhì)的飛躍，特別是屏幕顯示開(kāi)始出現(xiàn)動(dòng)態(tài)顯示系統(tǒng)。不用掛倒檔，只要發(fā)動(dòng)汽車(chē)，顯示器上就會(huì)出現(xiàn)汽車(chē)圖案以及車(chē)輛周?chē)系K物的距離。此產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)顯示，色彩清晰漂亮，外表美觀，可以直接粘貼在儀表盤(pán)上，安裝很方便。第五代：魔幻鏡倒車(chē)?yán)走_(dá)。結(jié)合了前幾代產(chǎn)品的優(yōu)點(diǎn)，采用了最新仿生超聲雷達(dá)技術(shù)，配以高速電腦控制，可全天候準(zhǔn)確地測(cè)知2米以內(nèi)的障礙物，并以不同等級(jí)的聲音提示和直觀的顯示提醒駕駛員。魔幻鏡倒車(chē)?yán)走_(dá)把

14、后視鏡、倒車(chē)?yán)走_(dá)、免提電話、溫度顯示和車(chē)內(nèi)空氣污染顯示等多項(xiàng)功能整合在一起，并設(shè)計(jì)了語(yǔ)音功能，是目前市面上最先進(jìn)的倒車(chē)?yán)走_(dá)系統(tǒng)。第六代：整合影音系統(tǒng)。它在第五代產(chǎn)品的基礎(chǔ)上新增了很多功能，是專(zhuān)門(mén)為高檔轎車(chē)生產(chǎn)的。從外觀上來(lái)看，這套系統(tǒng)比第五代產(chǎn)品更為精致典雅；從功能上來(lái)看，它除了具備第五代產(chǎn)品的所有功能之外，還整合了高檔轎車(chē)具備的影音系統(tǒng)，可以在顯示器上觀看dvd影像?？梢哉f(shuō)倒車(chē)?yán)走_(dá)在人們的生活中已經(jīng)有著舉足輕重的地位。倒車(chē)?yán)走_(dá)是汽車(chē)泊車(chē)或者倒車(chē)時(shí)的安全輔助裝置，能以聲音或者更為直觀的顯示告知駕駛員周?chē)系K物的情況，解除了駕駛員泊車(chē)、倒車(chē)和起動(dòng)車(chē)輛時(shí)前后左右探視所引起的困擾，并幫助駕駛員掃除了

15、視野死角和視線模糊的缺陷，提高駕駛的安全性。倒車(chē)?yán)走_(dá)的發(fā)明是迫在眉睫的，是必不可少的設(shè)備?，F(xiàn)在市面上的倒車(chē)?yán)走_(dá)大多采用超聲波測(cè)距原理，駕駛者在倒車(chē)時(shí)，將汽車(chē)的擋位推到r擋，啟動(dòng)倒車(chē)?yán)走_(dá)，在控制器的控制下，由裝置于車(chē)尾保險(xiǎn)杠上的探頭發(fā)送超聲波，遇到障礙物，產(chǎn)生回波信號(hào)，傳感器接收到回波信號(hào)后經(jīng)控制器進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，從而計(jì)算出車(chē)體與障礙物之間的距離，判斷出障礙物的位置，再由顯示器顯示距離并發(fā)出警示信號(hào)，從而使駕駛者倒車(chē)時(shí)不至于撞上障礙物。整個(gè)過(guò)程，駕駛者無(wú)須回頭便可知車(chē)后的情況，使停車(chē)和倒車(chē)更容易、更安全。2系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案倒車(chē)?yán)走_(dá)的工作原理為：首先連接電源并打開(kāi)，車(chē)輛進(jìn)入倒擋時(shí)，探測(cè)器主機(jī)自動(dòng)進(jìn)入工作

16、狀態(tài)，同時(shí)顯示器波段亮起。然后，用專(zhuān)用鉆頭在保險(xiǎn)杠上開(kāi)孔，并將探測(cè)器分別裝入孔內(nèi)。根據(jù)車(chē)主倒車(chē)和停車(chē)的習(xí)慣，探頭探測(cè)器分別安裝在汽車(chē)的尾部。安裝好探測(cè)器主機(jī)在適當(dāng)?shù)奈恢?，將顯示器夾在車(chē)內(nèi)后視鏡上，就開(kāi)始正常工作。汽車(chē)倒車(chē)?yán)走_(dá)預(yù)警系統(tǒng)由三個(gè)部分組成，分別為測(cè)距部分、控制系統(tǒng)部分和顯示報(bào)警部分（圖2-1）?？刂葡到y(tǒng)發(fā)射模塊接收模塊數(shù)據(jù)顯示蜂鳴器圖2-1倒車(chē)系統(tǒng)模塊各模塊所完成的具體功能如下：(1)測(cè)距系統(tǒng)模塊：針對(duì)超聲波傳感器設(shè)計(jì)的發(fā)送模塊、接收模塊和控制系統(tǒng)共同完成測(cè)距功能。(2)控制系統(tǒng)模塊：本系統(tǒng)以單片機(jī)1為控制核心，控制整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行，對(duì)各個(gè)接口電路進(jìn)行控制，發(fā)射脈沖，檢測(cè)到回波后，進(jìn)行數(shù)

17、據(jù)處理，測(cè)出從超聲波發(fā)射到接收回波信號(hào)的時(shí)刻差，從而測(cè)出距離。(3)顯示報(bào)警系統(tǒng)模塊：顯示與障礙物間的距離及報(bào)警以提醒駕駛員。2.1測(cè)距系統(tǒng)設(shè)計(jì)思路倒車(chē)?yán)走_(dá)可以通過(guò)不同的測(cè)距方式能很好的解決停車(chē)時(shí)因視線不清而造成倒車(chē)不便，主要采用的是超聲波測(cè)距技術(shù)2，掛倒檔時(shí)接通倒車(chē)?yán)走_(dá)的電源，利用換能器(超聲波傳感器)的壓電特性，間斷以頻率40khz的電壓激發(fā)壓電片，該壓電片隨即由電能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能(40khz超聲波)并發(fā)射出去，當(dāng)發(fā)射出去的聲波接觸物體時(shí)，根據(jù)聲波的反射性原理，會(huì)反射回微弱聲波信號(hào)給超聲波傳感器，換能器即將所接收的微弱聲波振動(dòng)信號(hào)轉(zhuǎn)化成為電信號(hào)，經(jīng)信號(hào)放大處理后，傳送至微處理器，微處理器就可

18、計(jì)算車(chē)與該物體之距離，并顯示出來(lái)，再由微處理器判斷決定是否對(duì)構(gòu)成危險(xiǎn)的目標(biāo)按不同程度進(jìn)行警示提醒。2.1.1超聲波概述所謂超聲波，是指人耳聽(tīng)不見(jiàn)的聲波。正常人的聽(tīng)覺(jué)可以聽(tīng)到16-20千赫（khz）的聲波，低于16千赫茲的聲波稱為次聲波或亞聲波，超過(guò)20千赫茲的聲波稱為超聲波。與光波不同，超聲波是一種彈性機(jī)械波，有兩種形式：橫向振蕩（橫波）及縱向振蕩（縱波），在工業(yè)中應(yīng)用主要采用縱向振蕩。它可以在氣體、液體和固體中傳播，超聲波在空氣中的傳播速度約為340m/s（常溫下）。為了以超聲波作為檢測(cè)手段，必須產(chǎn)生超聲波和接收超聲波。完成這種功能的裝置就是超聲波傳感器，習(xí)慣上稱為超聲波換能器或超聲波探頭。

19、超聲波傳感器有發(fā)送器和接收器，但一個(gè)超聲波傳感器也可具有發(fā)送和接收聲波的雙重作用。常用的超聲波傳感器可以分為二大類(lèi)，一是用電氣方式產(chǎn)生超聲波，如壓電式、磁致伸縮式超聲波發(fā)生器；二是用機(jī)械方式產(chǎn)生超聲波，有加爾統(tǒng)笛、液哨和氣流旋笛等。超聲波傳感器的主要性能指標(biāo)3包括：（1）工作頻率。工作頻率就是壓電晶片的共振頻率。當(dāng)加到它兩端的交流電壓的頻率和晶片的共振頻率相等時(shí)，輸出的能量最大，靈敏度也最高。（2）工作溫度。由于壓電材料的居里點(diǎn)一般比較高，特別時(shí)診斷用超聲波探頭使用功率較小，所以工作溫度比較低，可以長(zhǎng)時(shí)間地工作而不產(chǎn)生失效。醫(yī)療用的超聲探頭的溫度比較高，需要單獨(dú)的制冷設(shè)備。（3）靈敏度。主要取

20、決于壓電晶片本身。機(jī)電耦合系數(shù)大，靈敏度高；反之，靈敏度低。壓電式超聲波傳感器是利用壓電效應(yīng)的原理將電能和超聲波相互轉(zhuǎn)化，即在發(fā)射超聲波的時(shí)候，將電能轉(zhuǎn)換，發(fā)射超聲波；而在收到回波的時(shí)候，則將超聲振動(dòng)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。超聲波發(fā)生器內(nèi)部結(jié)構(gòu)有兩個(gè)壓電晶片和一個(gè)共振板。當(dāng)它的兩極外加脈沖信號(hào)，其頻率等于壓電晶片的固有振蕩頻率時(shí)，壓電晶片將會(huì)發(fā)生共振，并帶動(dòng)共振板振動(dòng)，便產(chǎn)生超聲波，反之，如果兩電極間未外加電壓，當(dāng)共振板接收到超聲波時(shí)，將壓迫壓電晶片作振動(dòng)，將機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，這時(shí)它就成為超聲波接收器了。壓電式超聲波傳感器在40khz處為超聲發(fā)射傳感器的中心頻率，在40khz處，超聲發(fā)射傳感器所產(chǎn)生的

21、超聲機(jī)械波最強(qiáng)，也就是說(shuō)在40khz處所產(chǎn)生的超聲聲壓能級(jí)最高。而在40khz兩側(cè)，聲壓能級(jí)迅速衰減。因此，超聲波發(fā)射傳感器一定要使用非常接近中心頻率40khz的交流電壓來(lái)激勵(lì)。超聲波在許多領(lǐng)域內(nèi)比可聽(tīng)聲的用途更加廣泛，是基于以下幾個(gè)原因:（1）具有方向性，超聲波的頻率越高，則方向性越強(qiáng)。（2）在無(wú)損探傷、水下聲納系統(tǒng)、超聲測(cè)距系統(tǒng)中方向性是一個(gè)重要的考慮因素。（3）超聲波的頻率越高，則波長(zhǎng)越越短，波長(zhǎng)可以小到與超聲傳播媒介材料尺寸相比更小的程度。在高分辨率探傷、微小厚度測(cè)量、高精度測(cè)距中，這一點(diǎn)相當(dāng)重要。（4）超聲是不可聽(tīng)聲，這樣就避免產(chǎn)生噪聲，因而超聲具有綠色特性。當(dāng)超聲發(fā)射器與接收器分別

22、置于被測(cè)物兩側(cè)時(shí)，這種類(lèi)型稱為透射型。適用于在空氣中傳播，工作頻率一般為23-25khz及40-45khz。這類(lèi)傳感器適用于測(cè)距、遙控、防盜等用途。透射型可用于遙控器、防盜報(bào)警器、接近開(kāi)關(guān)等。超聲發(fā)射器與接收器置于同側(cè)的屬于反射型，分離式反射型可用于接近開(kāi)關(guān)、測(cè)距、測(cè)液位或物位、金屬探傷以及測(cè)厚等。2.1.2超聲波測(cè)距原理目前，利用超聲波測(cè)距的方法有相位檢測(cè)法、聲波幅值檢測(cè)法、渡越時(shí)間檢測(cè)法三種。相位檢測(cè)的精度高，但檢測(cè)范圍有限；聲波幅值檢測(cè)易受反射波的影響；渡越時(shí)間檢測(cè)工作方式簡(jiǎn)單、直觀，在硬件控制和軟件設(shè)計(jì)容易實(shí)現(xiàn)，其原理是檢測(cè)從發(fā)射傳感器發(fā)射超聲波到經(jīng)氣體介質(zhì)傳播后接收傳感器接收超聲波的

23、時(shí)間差，即渡越時(shí)間t。（如圖2-2，2-3所示）。 圖2-2 超聲波測(cè)距原理圖2-3發(fā)射接收波形超聲波具有指向性強(qiáng)、能量消耗緩慢、傳播距離較遠(yuǎn)、檢測(cè)迅速、方便、計(jì)算單、易于做到實(shí)時(shí)控制等優(yōu)點(diǎn)4，經(jīng)常用于距離的測(cè)量。超聲波脈沖反射式測(cè)距原理是通過(guò)超聲波發(fā)射器向某一方向發(fā)射超聲波，在發(fā)射時(shí)刻的同時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)。超聲波在空氣中傳播時(shí)，途中碰到障礙物就立即返射回來(lái)，超聲波接收器收到反射波就立即停止計(jì)時(shí)。超聲波脈沖反射式測(cè)距原理5公式如（2.1）：（2.1）其中：s為發(fā)射點(diǎn)與障礙物之間的距離；t為計(jì)時(shí)器記錄的測(cè)出發(fā)射和接收回波的時(shí)間差；c為超聲波在空氣中的傳播速度。由于超聲波指向性強(qiáng)，能量消耗緩慢，在介質(zhì)中

24、傳播距離遠(yuǎn)，因而超聲波可以用于距離的測(cè)量。利用超聲波檢測(cè)距離，設(shè)計(jì)比較方便，計(jì)算處理也較簡(jiǎn)單，并且在測(cè)量精度方面也能達(dá)到要求。限制倒車(chē)?yán)走_(dá)系統(tǒng)的最大可測(cè)距離存在4個(gè)因素：超聲波的幅度、反射的質(zhì)地、反射和入射聲波之間的夾角以及接收換能器的靈敏度。接收換能器對(duì)聲波脈沖的直接接收能力將決定最小的可測(cè)距離。超聲波的傳播速度c并不是固定不變的，傳播速度受空氣密度、溫度和氣體分子成分的影響，關(guān)系式為（2.2）：（2.2）式中氣體定壓熱容與定容熱容的比值，空氣為1.40。r氣體普適常數(shù)，為8.314kg/mol。t氣體勢(shì)力學(xué)溫度，與攝氏溫度的關(guān)系是t=273k+t。m氣體相對(duì)分子質(zhì)量，空氣為28.8

25、5;10-3kg/mol。c00時(shí)的聲波速度，為331.4m/s。由上式可見(jiàn)，超聲波在空氣中傳播時(shí)，受溫度影響最大，由表達(dá)式可計(jì)算出波速與溫度的關(guān)系。溫度越高，傳播速度越快，而且不同溫度下傳播速度差別非常大，例如0時(shí)的速度為332m/s，30時(shí)的速度為350m/s，相差18m/s。因此，需要較高的測(cè)量精度時(shí)，進(jìn)行溫度補(bǔ)償是最有效的措施。因此，需要通過(guò)溫度補(bǔ)償?shù)姆椒右孕Ｕ?.2控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)思路控制系統(tǒng)以單片機(jī)為控制核心，我們學(xué)過(guò)51單片機(jī)，對(duì)它的功能及其應(yīng)用也比較熟知。51系列單片機(jī)采用40引腳雙列直插封裝(dip)形式，內(nèi)部由cpu，4kb的rom，256 b的ram，2個(gè)16b的定時(shí)計(jì)數(shù)

26、器to和t1，4個(gè)8 b的io端i：ip0，p1，p2，p3，一個(gè)全雙功串行通信口等組成。特別是該系列單片機(jī)片內(nèi)的flash可編程、可擦除只讀存儲(chǔ)器(eprom)，使其在實(shí)際中有著十分廣泛的用途，在便攜式、省電及特殊信息保存的儀器和系統(tǒng)中更為有用。5l系列單片機(jī)提供以下功能：4 kb存儲(chǔ)器；256 bram；32條io線；2個(gè)16b定時(shí)計(jì)數(shù)器；5個(gè)2級(jí)中斷源；1個(gè)全雙向的串行口以及時(shí)鐘電路?？臻e方式：cpu停止工作，而讓ram、定時(shí)計(jì)數(shù)器、串行口和中斷系統(tǒng)繼續(xù)工作。掉電方式：保存ram的內(nèi)容，振蕩器停振，禁止芯片所有的其他功能直到下一次硬件復(fù)位。5l系列單片機(jī)為許多控制提供了高度靈活和低成本的

27、解決辦法。充分利用他的片內(nèi)資源，即可在較少外圍電路的情況下構(gòu)成功能完善的超聲波測(cè)距系統(tǒng)。2.3顯示報(bào)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思路顯示器應(yīng)用極為廣泛，是一種輸出設(shè)備，一般常用的包括數(shù)碼管顯示和lcd液晶顯示。數(shù)碼管顯示內(nèi)容單一，液晶則比較豐富；數(shù)碼管一般就是一個(gè)7段的8字，當(dāng)然多的有16段的中間米字型的，液晶可以顯示各種內(nèi)容。數(shù)碼管是自發(fā)光的，液晶是靠背光環(huán)境的。數(shù)碼管是led發(fā)光的效果，液晶是分子偏轉(zhuǎn)引起的暗影效果，數(shù)碼管比液晶耗電。報(bào)警裝置一般有源蜂鳴器，根據(jù)距離遠(yuǎn)近進(jìn)行報(bào)警，以提示駕駛員；語(yǔ)音報(bào)警，給予駕駛員語(yǔ)音提示；聲光報(bào)警，給予駕駛員以聲音提示，并且發(fā)光來(lái)提示駕駛員。2.4系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案要完成整個(gè)倒

28、車(chē)?yán)走_(dá)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，需要單片機(jī)控制核心，超聲波發(fā)射模塊，超聲波接收模塊，溫度補(bǔ)償電路，報(bào)警電路以及顯示電路這幾個(gè)模塊（圖2-4）。c51單片機(jī)發(fā)射電路發(fā)射傳感器蜂鳴器報(bào)警測(cè)溫電路lcd顯示電路接收電路接收傳感器障礙物圖2-4系統(tǒng)設(shè)計(jì)框圖該倒車(chē)?yán)走_(dá)系統(tǒng)的應(yīng)用背景是基于at89c51的超聲信號(hào)檢測(cè)的。單片機(jī)(at89c51)發(fā)出短暫的40khz信號(hào)，經(jīng)放大后通過(guò)超聲波發(fā)射器輸出；反射后的超聲波經(jīng)超聲波接收器作為系統(tǒng)的輸入，鎖相環(huán)對(duì)此信號(hào)鎖定，產(chǎn)生鎖定信號(hào)啟動(dòng)單片機(jī)中斷程序，得出時(shí)間t，再由系統(tǒng)軟件對(duì)其進(jìn)行計(jì)算、判別后，相應(yīng)的計(jì)算結(jié)果被送至lcd顯示電路進(jìn)行顯示，當(dāng)距離小于安全距離時(shí)，并進(jìn)行蜂鳴器報(bào)警

29、。3倒車(chē)?yán)走_(dá)系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)本章講述倒車(chē)?yán)走_(dá)系統(tǒng)的各個(gè)模塊的設(shè)計(jì)和主要元器件的介紹。倒車(chē)?yán)走_(dá)，又稱泊車(chē)輔助系統(tǒng)，或稱倒車(chē)電腦警示系統(tǒng)。它是汽車(chē)泊車(chē)或者倒車(chē)時(shí)的安全輔助裝置，由超聲波傳感器（俗稱探頭）、控制器和顯示器（或蜂鳴器）等部分組成。它能以聲音或者更為直觀的顯示告知駕駛員周?chē)系K物的情況，解除了駕駛員泊車(chē)、倒車(chē)和啟動(dòng)車(chē)輛時(shí)前后左右探視所引起的困擾，并幫助駕駛員掃除了視野死角和視線模糊的缺陷，提高駕駛的安全性。包括測(cè)距系統(tǒng)設(shè)計(jì)(超聲波發(fā)送接收及測(cè)溫系統(tǒng))、單片機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)和顯示報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)。其中，測(cè)距系統(tǒng)由超聲波發(fā)射模塊、超聲波接收模塊及溫度補(bǔ)償模塊構(gòu)成；控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)主要采用at89c51，用

30、12mhz高精度的晶振，以獲得較穩(wěn)定時(shí)鐘頻率，減小測(cè)量誤差。單片機(jī)用p2.7端口控制發(fā)射和停止輸出超聲波換能器所需的40khz的方波信號(hào)，利用外中斷0口監(jiān)測(cè)超聲波接收電路輸出的返回信號(hào)。顯示報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)主要對(duì)數(shù)據(jù)通訊、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、蜂鳴器和lcd顯示電路進(jìn)行設(shè)計(jì)。以下就各模塊的電路圖、功能及設(shè)計(jì)思路作詳細(xì)說(shuō)明。3.1超聲波測(cè)距模塊的設(shè)計(jì)（1） 超聲測(cè)距、激光測(cè)距、紅外測(cè)距、微波測(cè)距等非接觸式測(cè)距方法被廣泛用于探測(cè)、汽車(chē)、運(yùn)動(dòng)機(jī)器人等方面。超聲測(cè)距就是利用壓電效應(yīng)將電脈沖與機(jī)械諧振產(chǎn)生的的超聲波互相轉(zhuǎn)化而構(gòu)成的的發(fā)射與接收裝置，也稱為超聲波換能器或超聲波探頭，它包括發(fā)送探頭和接收探頭兩部分。通過(guò)發(fā)射

31、探頭將40khz的脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)換為機(jī)械諧振而產(chǎn)生超聲波，實(shí)現(xiàn)將電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能的轉(zhuǎn)換，而接收探頭則是將超聲波引起的機(jī)械諧振在轉(zhuǎn)化為電脈沖信號(hào)。（2） 下圖所示為這里的所采用的已有超聲波發(fā)射與接收模塊的內(nèi)部電路示意圖，單片機(jī)只要通過(guò)p3.2引腳發(fā)出的40khz脈沖信號(hào)，經(jīng)驅(qū)動(dòng)電路送至發(fā)射模塊的輸入端即可引發(fā)出超聲波，用p3.3引腳獲取模塊輸出的超聲波返回脈沖信號(hào)，當(dāng)?shù)谝粋€(gè)下降沿到來(lái)時(shí)，單片機(jī)當(dāng)即響應(yīng)中斷。圖3-1超聲波發(fā)射電路3.1.3溫度補(bǔ)償電路溫度補(bǔ)償電路采用美國(guó)達(dá)拉斯(dallas)公司的單線數(shù)字溫度傳感器芯片ds18b20作為溫度傳感器，與傳統(tǒng)的熱敏電阻有所不同。ds18b2012可直接將

32、被測(cè)溫度轉(zhuǎn)化成數(shù)字信號(hào)。以供單片機(jī)處理，它還具有微型化、低功耗、高性能、抗干擾能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。ds18b20單線數(shù)字溫度傳感器，即“一線器件”，其具有獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)：（1）采用單總線的接口方式與微處理器連接時(shí)僅需要一條口線即可實(shí)現(xiàn)微處理器與ds18b20的雙向通訊。單總線具有經(jīng)濟(jì)性好，抗干擾能力強(qiáng)，適合于惡劣環(huán)境的現(xiàn)場(chǎng)溫度測(cè)量，使用方便等優(yōu)點(diǎn)，可輕松地組建傳感器網(wǎng)絡(luò)，為測(cè)量系統(tǒng)的構(gòu)建引入全新概念。（2）測(cè)量溫度范圍寬，測(cè)量精度高ds18b20的測(cè)量范圍為-55+125；在-10+85°c范圍內(nèi)，精度為±0.5°c。（3）在使用中不需要任何外圍元件。（4）多個(gè)ds18b2

33、0可以并聯(lián)在惟一的單線上，實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)測(cè)溫。（5）供電方式靈活，ds18b20可以通過(guò)內(nèi)部寄生電路從數(shù)據(jù)線上獲取電源。因此，當(dāng)數(shù)據(jù)線上的時(shí)序滿足一定的要求時(shí)，可以不接外部電源，從而使系統(tǒng)結(jié)構(gòu)更趨簡(jiǎn)單，可靠性更高。（6）測(cè)量參數(shù)可配置ds18b20的測(cè)量分辨率可通過(guò)程序設(shè)定912位。（7）負(fù)壓特性電源極性接反時(shí)，溫度計(jì)不會(huì)因發(fā)熱而燒毀，但不能正常工作。（8）掉電保護(hù)功能ds18b20內(nèi)部含有eeprom，在系統(tǒng)掉電以后，它仍可保存分辨率及報(bào)警溫度的設(shè)定值。ds18b20具有體積更小、適用電壓更寬、更經(jīng)濟(jì)、可選更小的封裝方式，更寬的電壓適用范圍，適合于構(gòu)建自己的測(cè)溫系統(tǒng)。溫度補(bǔ)償電路圖3-6：p1.0

34、圖3-6溫度補(bǔ)償電路dsl8 b20采用單總線方式和c5 l單片機(jī)相連，即dsl8 b20的l腳接地，3腳接vcc，2腳接至at89c51的p 1.0引腳，同時(shí)為了保證有足夠能力驅(qū)動(dòng)負(fù)載，系統(tǒng)采用外部電源直接供電方式，單線總線上加一個(gè)4.7 k的上拉電阻r4，完成對(duì)dsl8b20總線的上拉。主機(jī)（單片機(jī)）控制ds18b20完成溫度轉(zhuǎn)換必須經(jīng)過(guò)三個(gè)步驟：每一次讀寫(xiě)之前都要對(duì)ds18b20進(jìn)行復(fù)位操作，復(fù)位成功后發(fā)送一條rom指令，最后發(fā)送ram指令，這樣才能對(duì)ds18b20進(jìn)行預(yù)定的操作。通過(guò)dsl8820后單片機(jī)可以實(shí)時(shí)采集溫度值，在進(jìn)行測(cè)量時(shí)將溫度補(bǔ)償給波速，從而計(jì)算出該溫度下的超聲波速度。

35、3.2報(bào)警顯示模塊的設(shè)計(jì)在駕駛員倒車(chē)時(shí)，需要顯示器顯示出車(chē)距離障礙物的距離，這樣才能使駕駛員倒車(chē)時(shí)心中有數(shù)，且當(dāng)車(chē)輛迫近障礙物時(shí)，需要聲音報(bào)警裝置給予駕駛員以警示，提醒駕駛員已經(jīng)迫近障礙物，保證車(chē)輛及人身安全，由此可見(jiàn)，報(bào)警顯示模塊在倒車(chē)?yán)走_(dá)中是由不可缺的。常見(jiàn)的顯示器主要有數(shù)碼顯示和液晶顯示，而聲音報(bào)警模塊則包括蜂鳴器報(bào)警，語(yǔ)音報(bào)警，聲光報(bào)警等。本設(shè)計(jì)采用了lcd顯示14（輕薄短小，分辨率高，可顯示漢字等各種符號(hào)的優(yōu)點(diǎn)）和蜂鳴器報(bào)警電路15來(lái)提醒駕駛員。3.2.1蜂鳴器報(bào)警電路本系統(tǒng)在輸出電路上加上蜂鳴器作為聲音報(bào)警，當(dāng)距離迫近障礙物，蜂鳴器發(fā)出bibi聲，以提示駕駛員。報(bào)警電路圖如圖3-7

36、：圖3-7蜂鳴器報(bào)警電路當(dāng)單片機(jī)輸出低電平時(shí)，三極管導(dǎo)通，蜂鳴器報(bào)警；當(dāng)單片機(jī)輸出高電平時(shí)，三極管截止，蜂鳴器不報(bào)警。3.2.2 lcd顯示電路lcd顯示器是利用液晶經(jīng)過(guò)處理后能夠改變光線的傳輸方向特性實(shí)現(xiàn)顯示信息的。液晶顯示器具有體積小、重量輕、功耗極低，顯示內(nèi)容豐富等特點(diǎn)，在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中得到了日益廣泛的應(yīng)用。液晶顯示器按其功能可以分為三類(lèi)：筆段式液晶顯示器、字符點(diǎn)陣式液晶顯示器和圖形點(diǎn)陣式液晶顯示器。前兩種可以顯示數(shù)字、字符和符號(hào)等。而圖形點(diǎn)陣式液晶顯示器還可以顯示漢字和任意圖形，達(dá)到圖文并茂的效果。字符型液晶顯示模塊是一種專(zhuān)門(mén)用于顯示字母、數(shù)字、符號(hào)等的點(diǎn)陣式液晶顯示模塊。它是由若干

37、個(gè)5*7或者是5*11等點(diǎn)陣符位組成的，每個(gè)點(diǎn)陣字符位都可以顯示一個(gè)字符。點(diǎn)陣字符位之間，有一定點(diǎn)陣間隔，這樣就起到了字符間距和行距的作用。lcd顯示電路如圖3-8：圖3-8 lcd顯示電路db0db7為8位雙向數(shù)據(jù)線，與單片機(jī)at89c51的p0口相連；使能端e接p1.3；讀寫(xiě)信號(hào)r/w接p1.2；寄存器選擇端rs，高電平時(shí)選擇數(shù)據(jù)寄存器、低電平時(shí)選擇指令寄存器；vee為對(duì)比電壓調(diào)整端，使用時(shí)通過(guò)一個(gè)r11為10k的電位器接地，可調(diào)節(jié)液晶屏的亮度。lcd顯示倒車(chē)距離。3.3電源模塊的設(shè)計(jì)電源電路目的：給控制電路及其它電路提供電源。電源設(shè)計(jì)是電路設(shè)計(jì)很重要關(guān)節(jié)。它的穩(wěn)定與否涉及到電路是否能穩(wěn)定

38、工作。用分立元器件組裝的直流穩(wěn)壓電源存在體積大，組裝、調(diào)試、維修麻煩的缺點(diǎn)?，F(xiàn)在隨著功率集成技術(shù)的不斷發(fā)展，人們已經(jīng)可以把直流穩(wěn)壓電源電路中的電源調(diào)整管、比較放大電路、基準(zhǔn)電壓電路、取樣電路、過(guò)壓過(guò)流保護(hù)電路等集成在一片芯片上制成集成穩(wěn)壓器。集成穩(wěn)壓器由于使用方便、體積小、成本低、性能優(yōu)良、一致性好等優(yōu)點(diǎn)而在各種電子設(shè)備中得到了非常廣泛的應(yīng)用。用78/79系列16三端穩(wěn)壓器來(lái)組成穩(wěn)壓電源所需的外圍元件極少，電路內(nèi)部還有過(guò)流、過(guò)熱及調(diào)整管的保護(hù)電路，使用起來(lái)可靠、方便，而且價(jià)格便宜。該系列集成穩(wěn)壓器型號(hào)中的78或79后面的數(shù)字代表該三端集成穩(wěn)壓電路的輸出電壓。在實(shí)際應(yīng)用中，應(yīng)在三端集成穩(wěn)壓電路上

39、安裝足夠大的散熱器（當(dāng)然小功率的條件下不用）。當(dāng)穩(wěn)壓管溫度過(guò)高時(shí)，穩(wěn)壓性能將變差，甚至損壞。圖3-9電源模塊這是一個(gè)輸出正5v直流電壓的穩(wěn)壓電源電路（圖3-9）。采用集成穩(wěn)壓器7805，c1是橋式整流濾波電容器，因?yàn)閏1是打容量電解電容器，它本身的分布電感比較大，對(duì)高頻交流成分的濾波效果較差。為了改善濾波電路的高頻抑制特性，一般在大電容器c1的旁邊再并聯(lián)一個(gè)高頻濾波性能良好的小電容c2。3.4復(fù)位和晶振電路模塊at89s51單片機(jī)最小系統(tǒng)由at89s51單片機(jī)及其外圍電路組成，是整個(gè)超聲波測(cè)距儀的核心電路。一般包括晶振電路和復(fù)位電路。晶振電路：每個(gè)單片機(jī)系統(tǒng)里都有晶振，全程是叫晶體震蕩器，在單

40、片機(jī)系統(tǒng)里晶振的作用非常大，他結(jié)合單片機(jī)內(nèi)部的電路，產(chǎn)生單片機(jī)所必須的時(shí)鐘頻率，單片機(jī)的一切指令的執(zhí)行都是建立在這個(gè)基礎(chǔ)上的，晶振的提供的時(shí)鐘頻率越高，那單片機(jī)的運(yùn)行速度也就越快。復(fù)位電路目的：在需要的時(shí)候，單片機(jī)復(fù)位，保證正常的工作循環(huán)。圖3-10晶振復(fù)位電路at89c51單片機(jī)在高溫環(huán)境中穩(wěn)定性好。at89c51單片機(jī)對(duì)很多嵌入式控制應(yīng)用提供了一個(gè)高靈活有效的解決方案。它的作用使形成用于產(chǎn)生超聲波的40khz信號(hào)、形成必要的時(shí)序、控制lcd字符的顯示、以及對(duì)采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行運(yùn)算。at89c51單片機(jī)p2.7為控制超聲波發(fā)射；int0為接收超聲波回波信號(hào)；x1和x2為單片機(jī)自身的12mhz晶

41、振；reset是復(fù)位信號(hào)；p1.0接溫度傳感器ds18b20，測(cè)量溫度，實(shí)時(shí)計(jì)算出距離；p0.0一p0.7引腳對(duì)應(yīng)lcd顯示器，控制lcd顯示器的寫(xiě)入字符；p2.1引腳輸出報(bào)警信號(hào)；當(dāng)距離達(dá)到限定值就啟動(dòng)蜂鳴器，開(kāi)始鳴叫報(bào)警，以提醒駕駛員注意倒車(chē)情況。4系統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì)c語(yǔ)言程序有利于實(shí)現(xiàn)較復(fù)雜的算法，因?yàn)楸驹O(shè)計(jì)對(duì)時(shí)間要求精度較高的部分全部由單片機(jī)內(nèi)部的定時(shí)器完成，而雖然溫度傳感器的讀寫(xiě)對(duì)時(shí)間精度要求也高，但經(jīng)詳細(xì)計(jì)算所得出的c程序已被廣泛應(yīng)用，所心本設(shè)計(jì)全部使用c語(yǔ)言編程n 。 （a)主程序流程圖 開(kāi)始系統(tǒng)初始化有倒車(chē)信號(hào)？發(fā)射超聲波、啟動(dòng)定時(shí)器 允許中斷發(fā)射超聲波回波收到否？定時(shí)器計(jì)滿否？取

42、定時(shí)時(shí)間、計(jì)算距離調(diào)動(dòng)態(tài)顯示子程序判斷距離語(yǔ)音提示關(guān)定時(shí)器y 中斷關(guān)閉定時(shí)器設(shè)置回波標(biāo)志ret1 (b）中斷服務(wù)子程序流程圖程序名：超聲測(cè)距主程序s_main pm3_3_1.asm程序功能：測(cè)試距障礙物距離，用數(shù)碼管顯示結(jié)果，發(fā)語(yǔ)音提示信號(hào)出口參數(shù)：p0、p2.0-p2.3占用單片機(jī)接口資源：p0、p2.0-p2.3、p3.2、p3.3 org 0000h ljmp main org0013h ljmp cunt_ls_main: mov tmod, #10h ；置定時(shí)器t0于工作方式1csh: mov tl0， #00h ；計(jì)數(shù)單元清0 mov th0, #00h mov 20h, #25

43、 ；置近距離0.25m參數(shù) mov 21h, #50 ；置中距離0.5m參數(shù) mov 22h, #99 ；置遠(yuǎn)距離1m參數(shù) clr f0 ；回波接收成功標(biāo)志清0 jnb p2.2，$ ；判斷有倒車(chē)信號(hào)否？ setb ea ；允許外部int1申請(qǐng)中斷 setb ex1 setb tr0 ；開(kāi)啟定時(shí)器t0here； cpl p3.2 ；輸出40khz nop nop nop nop nop jnb f0， next0 ；判斷回波接收成功標(biāo)志，物回波則轉(zhuǎn) lcall cunt_l ；調(diào)用計(jì)算距離子程序 lcall he ；調(diào)用實(shí)訓(xùn)2.4中顯示數(shù)據(jù)處理子程序 lcall disp1 ；調(diào)用實(shí)訓(xùn)2.4中

44、led顯示子程序 ct_sound ；調(diào)用距離判斷與語(yǔ)音提示控制字程序 sjmp next1next1: jbc tr0， next1 ；若定時(shí)器溢出表示未測(cè)到回波 sjmp here ；返回繼續(xù)發(fā)超聲波next1: clr tr0 ljmp csh*int1中斷服務(wù)子程序input1*程序名：input1程序功能：計(jì)算障礙物測(cè)試距離input1： clr tro ；接收到超聲回波，關(guān)定時(shí)器 setb f0 ；設(shè)置回波接收成功標(biāo)志 ret1*計(jì)算距離子程序cunt_l*程序名：cunt_l程序功能：計(jì)算距前方障礙物的距離入口參數(shù)：tl0、tl1出口參數(shù)：acunt_l: mov r2, tl0

45、 ；取定時(shí)器低8位值 mov r3, tl1 ；取定時(shí)器高8位值 mov r6, #11h ；設(shè)置光速初值1/20，近似位17 mov r7， #00h lcall divd ；調(diào)用實(shí)訓(xùn)2.4中雙字節(jié)乘法子程序 mov r6， #64h ；設(shè)置除數(shù)位100 mov r7, #00h lcall divd ；調(diào)用實(shí)訓(xùn)2.4中除法子程序，得0-99cm被測(cè)距離 mov 73h, r2 mov 74h, r3 mov a, 73h ；結(jié)果選a ret*距離判斷與語(yǔ)音提示控制子程序ct_sound*程序名：ct_sound程序功能：計(jì)算據(jù)前方障礙物的距離入口參數(shù)：tl0、tl1出口參數(shù)：act_sou

46、nd: cjne r3，#00h,ct_sound0 ；間距>1m mov a,r3 cjne a,#50h,ct0ct0： jnc ct_sound0 ；間距>0.5m cjne a,#25h,ct1ct1： jnc ct_sound01 ；間距>0.25m lcall sound2 ；0.25m>間距 sjmp ct2ct_sound0：lcall sound0 sjmp ct2ct_sound1: lcall sound1ct2: ret6總結(jié)由于時(shí)間和其它客觀上的原因，此次設(shè)計(jì)沒(méi)有做出實(shí)物。但是對(duì)設(shè)計(jì)有一個(gè)很好的理論基礎(chǔ)。設(shè)計(jì)的最終結(jié)果是使超聲波測(cè)距儀能夠產(chǎn)生超

47、聲波，實(shí)現(xiàn)超聲波的發(fā)送與接收，從而實(shí)現(xiàn)利用超聲波方法測(cè)量物體間的距離。以數(shù)字的形式顯示測(cè)量距離。超聲波測(cè)距儀硬件電路的設(shè)計(jì)主要包括at80c51單片機(jī)系統(tǒng)及顯示報(bào)警電路、超聲波發(fā)射電路和超聲波接收電路三部分。超聲波發(fā)射電路主要由反相器74ls04和超聲波發(fā)射換能器t構(gòu)成，單片機(jī)p2.7端口輸出的40khz的方波信號(hào)一路經(jīng)一級(jí)反相器后送到超聲波換能器的一個(gè)電極，另一路經(jīng)兩級(jí)反相器后送到超聲波換能器的另一個(gè)電極，用這種推換形式將方波信號(hào)加到超聲波換能器的兩端，可以提高超聲波的發(fā)射強(qiáng)度。壓電式超聲波換能器是利用壓電晶體的諧振來(lái)工作的。超聲波檢測(cè)接收電路主要是由集成電路cx20106a組成。考慮到紅外遙控常用的載波頻率38 khz與測(cè)距的超聲波頻率40 khz較為接近，可以利用它制作超聲波檢測(cè)接收電路。超聲波測(cè)距的算法設(shè)計(jì)原理為超聲波發(fā)生器t在某一時(shí)刻發(fā)出一個(gè)超聲波信號(hào)，當(dāng)這個(gè)超聲波遇到被測(cè)物體后反射回來(lái)，就被超聲波接收器r所接收到。這樣只要計(jì)算出從發(fā)出超聲波信號(hào)到接收到返回信號(hào)所用的時(shí)間，就可算出超聲波發(fā)生器與反射物體的距離。在啟動(dòng)發(fā)射電路的同時(shí)啟動(dòng)單片機(jī)內(nèi)