汽車(chē)智能測(cè)距防撞系統(tǒng)設(shè)計(jì)模板

汽車(chē)智能測(cè)距防撞系統(tǒng)設(shè)計(jì)資料內(nèi)容僅供參考，如有不當(dāng)或者侵權(quán)，請(qǐng)聯(lián)系本人改正或者刪除。汽車(chē)智能測(cè)距防撞系統(tǒng)設(shè)計(jì)摘要汽車(chē)智能防撞系統(tǒng)具有有效地提高汽車(chē)駕乘人員的安全性、顯著地減輕駕駛者的工作負(fù)擔(dān),使駕車(chē)既安全又不易疲勞等諸多優(yōu)點(diǎn)而受到越來(lái)越廣泛的重視。本次設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)了一種以單片機(jī)AT89C51和CX6為核心低成本、微型化,并有數(shù)字顯示和報(bào)警功能的汽車(chē)智能測(cè)距防撞系統(tǒng)。首先,本文概述了超聲波和超聲波傳感器的基本原理和特點(diǎn)。其次,本文分析了系統(tǒng)組成電路的基本工作原理。最后,本文對(duì)系統(tǒng)控制軟件進(jìn)行了設(shè)計(jì),給出了控制程序。在附錄中,本文還將給出一些設(shè)計(jì)的程序和電路圖,供參考之用。關(guān)鍵詞:汽車(chē),安全性,測(cè)距技術(shù),防撞,超聲波

TheDesignOfAutomotiveIntelligent

Ranging

collisionavoidancesystemAbstractAuthot:zhaoleiTutor:dongxuefengAutomotiveradartoimprovethesafetyofvehicleoccupants,andsignificantlyreducetheworkloadofthedriver'sdrivingsafeandeasyfatiguethemanyadvantagesofbeingmoreandmoreattention.InthispaperIdesignakindofAutomotiveIntelligent

Ranging

collisionavoidancesystemwhichisusemicrocontrollerAT89C51andCX6ascore.Thisdesignnotonlylow

costandminiaturization,butalsocandisplaynumbersandhavethefunctionofalarm.Atfirst,Iwillintroducethebasicprincipleandcharacteristicsofultrasonicandultrasonicsensors.Thesecond,Iwilldescribetheprincipleofcorecomponentsinthissystem.Atlast,Iwilltalkabouttheprogramdesign.Atthesupplement,Iwillwritesomethinglikeprogramandcircuitdiagram.Itbehelpfulforfuturedesign.Keywords:Cars,safety,distancemeasuringtechnology,anti-collisionradar

目錄1緒論 11.1汽車(chē)防撞研究的背景及意義 11.2汽車(chē)防撞系統(tǒng)的應(yīng)用 21.3汽車(chē)防撞系統(tǒng)的基本功能 21.4汽車(chē)智能測(cè)距防撞的發(fā)展前景 31.4.1技術(shù)支持 31.4.2發(fā)展方向 32超聲波測(cè)距技術(shù) 52.1概述 52.2測(cè)距傳感器的分類(lèi) 52.2.1紅外和光電傳感器 52.2.2超聲波測(cè)距傳感器 52.3超聲波測(cè)距工作原理 73系統(tǒng)方案設(shè)計(jì) 103.1設(shè)計(jì)總體思路概況 103.1.1方案對(duì)比 103.1.2系統(tǒng)的特點(diǎn) 103.2系統(tǒng)工作過(guò)程 113.3系統(tǒng)方框圖 114硬件電路設(shè)計(jì) 134.1超聲波傳感器的發(fā)射電路 134.2超聲波傳感器的接收電路 144.3溫度補(bǔ)償電路 154.4顯示電路 164.5報(bào)警電路 175系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 18總結(jié) 19致謝 20參考文獻(xiàn) 21附錄1:汽車(chē)防撞系統(tǒng)原理圖 23附錄2:程序清單 24

1緒論曾幾何時(shí),汽車(chē)對(duì)很多家庭來(lái)說(shuō)是不敢想象的。但隨著社會(huì)生產(chǎn)力的發(fā)展和經(jīng)濟(jì)水平的大幅度提高,讓百姓的收入日益鼓脹,解決了溫飽問(wèn)題的家庭開(kāi)始走向小康,表現(xiàn)得最明顯的是交通工具的升級(jí)換代上:一些家庭開(kāi)始購(gòu)買(mǎi)汽車(chē)作為自己的代步工具。近幾年中國(guó)汽車(chē)保有量逐年增加,的保有量為6300萬(wàn)輛,達(dá)到7400多萬(wàn)輛。按保守估計(jì),未來(lái)國(guó)內(nèi)汽車(chē)保有量能夠達(dá)到4.9億輛左右,即大約350輛/千人。對(duì)于汽車(chē)數(shù)量的大副度攀升,盡管?chē)?guó)家在公路設(shè)施上不斷地改進(jìn),但道路上的車(chē)輛依然還是越來(lái)越多,特別在上下班時(shí)段完全避免不了公路上汽車(chē)擁擠的現(xiàn)狀。再加上在汽車(chē)設(shè)計(jì)上車(chē)速的不斷提高,雖然公路上各路段都有限速,但撞車(chē)事件依然在廣大人民的生活中屢屢發(fā)生,給人們帶來(lái)了巨大的人身傷亡和社會(huì)財(cái)產(chǎn)的損失。針對(duì)汽車(chē)擁擠的現(xiàn)狀,設(shè)計(jì)一種反應(yīng)快,穩(wěn)定性好而且經(jīng)濟(jì)實(shí)用的汽車(chē)防撞報(bào)警系統(tǒng)對(duì)當(dāng)今現(xiàn)狀是勢(shì)在必行的。汽車(chē)防撞系統(tǒng)是一種向司機(jī)的報(bào)警裝置,此防撞報(bào)警系統(tǒng)能將在汽車(chē)行駛和倒車(chē)過(guò)程中自動(dòng)檢測(cè)障礙物,然后經(jīng)過(guò)超聲波測(cè)距原理測(cè)出汽車(chē)與障礙物之間的距離,并將距離顯示出來(lái),當(dāng)汽車(chē)與障礙物之間的距離達(dá)到極限時(shí)。系統(tǒng)發(fā)出聲光報(bào)警,達(dá)到提醒司機(jī)防止撞車(chē)的目的。1.1汽車(chē)防撞研究的背景及意義隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的不斷進(jìn)步,汽車(chē)的數(shù)量逐年增加,汽車(chē)擁擠的現(xiàn)狀不可避免,而在汽車(chē)擁擠的情況下,惡性事故屢屢發(fā)生,時(shí)刻威脅著人們的安全。中國(guó)交通事故的年死亡人數(shù)遠(yuǎn)高于她國(guó),分別是美國(guó)的2.3倍、德國(guó)的18.4倍、日本的13.4倍。當(dāng)現(xiàn)代家庭充分的享受汽車(chē)帶來(lái)方便的同時(shí),也為此付出了沉重的代價(jià)。據(jù)統(tǒng)計(jì),中國(guó)自至,已有150多萬(wàn)人死于道路交通事故,其中大部分的道路交通事故為汽車(chē)追尾碰撞事故。面對(duì)當(dāng)今這種現(xiàn)狀,設(shè)計(jì)出一種反應(yīng)快,穩(wěn)定性好而且經(jīng)濟(jì)實(shí)用的汽車(chē)防撞報(bào)警系統(tǒng)勢(shì)在必行[1]。防撞預(yù)警自動(dòng)測(cè)量的技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生,特別非接觸式測(cè)量技術(shù)發(fā)展卓越。在大多情況下,測(cè)量與障礙物之間的距離是不能夠接觸到障礙物的,在這種時(shí)候就會(huì)用到非接觸式測(cè)量設(shè)備。在物理學(xué)中人們發(fā)現(xiàn)了電子學(xué)技術(shù)產(chǎn)生的超聲波后,從此超聲波技術(shù)在測(cè)量領(lǐng)域得到了廣泛的運(yùn)用,特別是在超聲波測(cè)距方面,結(jié)合了其它技術(shù),用超聲波測(cè)距變得十分常見(jiàn)。超聲波在介質(zhì)中傳播的距離較遠(yuǎn),分辨力較高,且能量消耗小,利用超聲波測(cè)距比較方便而且速度快計(jì)算簡(jiǎn)單,容易做到實(shí)時(shí)控制,而且測(cè)量精度好,都能夠達(dá)到工業(yè)測(cè)量的需要。因此超聲測(cè)距廣泛應(yīng)用于當(dāng)今生活中,特別是應(yīng)用于超聲波測(cè)距方面。超聲波測(cè)距利用的是聲波反射原理,聲波在空氣中傳播避免了與介質(zhì)接觸。與其它測(cè)距方式相比,超聲波測(cè)距不受顏色、光線(xiàn)和電、磁場(chǎng)的影響,使她受到干擾的可能大幅度減少。它還具有可靠性能高、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格便宜、安裝方便等優(yōu)點(diǎn)。也能夠測(cè)量處于黑暗、煙霧、有灰塵、電磁干擾等惡劣環(huán)境中的障礙物。但由于超聲波傳播時(shí)溫度對(duì)聲速影響比較大,使超聲測(cè)距的精確度到了影響,在這里能夠采用溫度補(bǔ)償進(jìn)行校正,能夠消除溫度對(duì)其的影響。1.2汽車(chē)防撞系統(tǒng)的應(yīng)用60年代人們開(kāi)始考慮把主要用于軍事領(lǐng)域的雷達(dá)技術(shù)應(yīng)用到商用車(chē)輛交通工具上,以提高汽車(chē)駕乘人員的安全性。經(jīng)過(guò)多年的研究,這一構(gòu)想成為現(xiàn)實(shí),雷達(dá)傳感器被認(rèn)為是很值得采用的汽車(chē)安全控制裝置。與其它技術(shù)如紅外、激光、視頻等在汽車(chē)傳感器上的應(yīng)用相比,雷達(dá)技術(shù)的全天候和穿透黑暗的能力,特別適用于汽車(chē)領(lǐng)域。經(jīng)濟(jì)實(shí)用的汽車(chē)?yán)走_(dá)除了能有效地提高汽車(chē)駕乘人員的安全性,還能顯著地減輕駕駛者的工作負(fù)擔(dān),使駕駛既安全又不易疲勞。1.3汽車(chē)防撞系統(tǒng)的基本功能(1)近距離輔助測(cè)障一種最簡(jiǎn)單的汽車(chē)防撞應(yīng)用,主要用于汽車(chē)倒車(chē)時(shí)探測(cè)車(chē)后的障礙物,使駕駛者有清晰的路程。(2)碰撞告警探測(cè)汽車(chē)前向或側(cè)向的障礙物,檢測(cè)到構(gòu)成碰撞危險(xiǎn)的目標(biāo)后,經(jīng)過(guò)聲光報(bào)警裝置向駕駛者發(fā)出警告,使其盡快采取避碰措施,以保證行車(chē)安全。(3)行車(chē)間距自功控制根據(jù)交通狀況和路面條件,輸入距離信息,自動(dòng)調(diào)整車(chē)速,與前面的汽車(chē)保持安全距離,從而使交通更暢通,節(jié)省能源。(4)防撞自動(dòng)制動(dòng)汽車(chē)防撞系統(tǒng)的擴(kuò)展應(yīng)用,在緊急情況下自動(dòng)剎車(chē)。1.4汽車(chē)智能測(cè)距防撞的發(fā)展前景電子技術(shù)在汽車(chē)上的應(yīng)用已成為汽車(chē)向智能化控制方向發(fā)展的重要手段。因而,提高汽車(chē)行駛安全性的電子產(chǎn)品的消費(fèi)市場(chǎng)也將隨之?dāng)U大,這對(duì)于汽車(chē)智能測(cè)距防撞的發(fā)展是極具經(jīng)濟(jì)前景的。1.4.1技術(shù)支持近些年來(lái),科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步,使電子元器件性能大幅度提高,而價(jià)格卻不斷下降,特別是硅芯片的大規(guī)模集成、超級(jí)計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)以及毫米波技術(shù)、雷達(dá)技術(shù)的新進(jìn)展,為今后開(kāi)發(fā)低成本的汽車(chē)?yán)走_(dá)提供了技術(shù)保障。1.4.2發(fā)展方向汽車(chē)防撞系統(tǒng)的發(fā)展方向因各國(guó)研制的側(cè)重點(diǎn)不同而有所差異。當(dāng)前,美國(guó)主要側(cè)重于碰撞報(bào)警/防撞系統(tǒng),而歐洲各國(guó)則注重于自適應(yīng)智能行駛系統(tǒng)的雷達(dá)傳感器的研究。對(duì)于前者,提高雷達(dá)地形圖處理能力,消除虛警是技術(shù)關(guān)鍵。對(duì)于后者這種行車(chē)間距自動(dòng)控制系統(tǒng),其角度分辨率還不高,要繼續(xù)改進(jìn)天線(xiàn)的性能,提高角分辨率,研究準(zhǔn)光學(xué)波束控制方法,下一代系統(tǒng)在測(cè)定距離和接近速度的同時(shí)還具有方位角度測(cè)量能力,能夠在不對(duì)前視角約為12度的范圍內(nèi)進(jìn)行波束轉(zhuǎn)換的情況下,提供多目標(biāo)的瞬時(shí)方位角度數(shù)據(jù);另外,增加其功能度,向具有探測(cè)靜目標(biāo)能力的更復(fù)雜的系統(tǒng)方向發(fā)展,增加報(bào)警功能,最后向著免除撞車(chē)系統(tǒng)發(fā)展?？傊?汽車(chē)測(cè)距防撞系統(tǒng)是朝著智能化、價(jià)格低廉的方向發(fā)展。在商用車(chē)輛上采用的集成電路系統(tǒng)中,汽車(chē)測(cè)距防撞系統(tǒng)與目標(biāo)導(dǎo)向交通控制系統(tǒng)、通信系統(tǒng)及汽車(chē)的其它機(jī)械和電子系統(tǒng)相配合,在有碰撞危險(xiǎn)時(shí)自動(dòng)發(fā)出警告和自動(dòng)剎車(chē),在前方無(wú)障礙時(shí)自動(dòng)加速。除了解決汽車(chē)安全行駛的問(wèn)題,還能在同樣路寬的情況下,允許較多的車(chē)輛運(yùn)行,增加交通密度。隨著性能的不斷完善和功能的擴(kuò)展,汽車(chē)測(cè)距防撞系統(tǒng)在未來(lái)智能化汽車(chē)上的應(yīng)用會(huì)更加廣泛[12]。

2超聲波測(cè)距技術(shù)2.1概述在車(chē)輛測(cè)距防撞系統(tǒng)中,需要及時(shí)采集環(huán)境信息,以實(shí)現(xiàn)避障、定位、導(dǎo)航等任務(wù),這些任務(wù)必須依靠能實(shí)時(shí)感知環(huán)境信息的傳感器來(lái)完成。視覺(jué)、紅外、激光、超聲波等傳感器都在車(chē)輛測(cè)距防撞系統(tǒng)中得到實(shí)際應(yīng)用。由于探測(cè)傳感器為集多種學(xué)科一身的產(chǎn)品,有些方面還在探索之中,隨著探測(cè)傳感器的進(jìn)一步完善,車(chē)輛測(cè)距防撞系統(tǒng)的功能將越來(lái)越強(qiáng),將在更多的領(lǐng)域?yàn)槿藗冏龀龈筘暙I(xiàn)。在車(chē)輛測(cè)距防撞系統(tǒng)的研究中,環(huán)境信息的采集是研究的關(guān)鍵問(wèn)題之一。距離測(cè)量為車(chē)輛測(cè)距防撞系統(tǒng)提供了周?chē)h(huán)境的二維和三維信息,是車(chē)輛測(cè)距防撞系統(tǒng)中不可缺少的組成部分。車(chē)輛測(cè)距防撞系統(tǒng)能夠根據(jù)這些距離信息進(jìn)行實(shí)時(shí)避障、導(dǎo)航和執(zhí)行特定任務(wù)。一般,對(duì)獲取這類(lèi)環(huán)境的傳感器有兩方面的要求:一方面,需要有足夠大的視場(chǎng)來(lái)覆蓋整個(gè)工作區(qū);另一方面,需要有較高的采集速率以保證在運(yùn)動(dòng)的環(huán)境中提供實(shí)時(shí)的信息[2]。2.2測(cè)距傳感器的分類(lèi)2.2.1紅外和光電傳感器這類(lèi)測(cè)距傳感器是依靠紅外線(xiàn)或其它不可見(jiàn)光的直線(xiàn)傳播特性。經(jīng)過(guò)光敏元件來(lái)發(fā)射和接收信號(hào),從而判斷障礙物的存在與否。由于光線(xiàn)的傳播速度極快,一般難以經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單的裝置估算其傳播距離,因此在簡(jiǎn)單、低成本的應(yīng)用中,這類(lèi)傳感器也主要用于狀態(tài)的判斷(障礙物的有無(wú)、物料是否到位、液面是否過(guò)高等)而無(wú)法實(shí)現(xiàn)對(duì)距離的實(shí)時(shí)測(cè)量。2.2.2超聲波測(cè)距傳感器超聲波作為一種特殊的聲波,同樣具有聲波傳輸?shù)幕疚锢硖匦浴瓷?、折射、干涉、衍射、散射。超聲波測(cè)距即是利用其反射特性。關(guān)于超聲波測(cè)距,成本低廉,性能可靠,使得本技術(shù)更易于推廣應(yīng)用。超聲波傳感器是將兩個(gè)壓電元件(或一個(gè)壓電元件和一片金屬片)粘合在一起,稱(chēng)為雙壓電晶片(由一個(gè)壓電元件構(gòu)成的稱(chēng)單壓電晶片)。超聲波射在壓電晶片上,使壓電晶片振動(dòng)會(huì)產(chǎn)生電壓信號(hào)。反之,在壓電晶片加上電壓會(huì)產(chǎn)生超聲波。由壓電元件構(gòu)成的超聲波傳感器的等效電路如圖2.1所示。圖(a)為超聲波傳感器可等效為一個(gè)電感、電容和電阻串聯(lián)的(共振)電路。圖(b)為其電抗特性,其左側(cè)和右側(cè)呈現(xiàn)電容性,中間部分呈現(xiàn)電感性。利用這一特性構(gòu)成了超聲波傳感器特有的電路。超聲波傳感器有兩個(gè)共振頻率,低頻的共振頻率fT叫串聯(lián)共振頻率,在電阻(R),電感(L)和電容(C1)的串聯(lián)電路中振蕩。這時(shí)的傳感器阻抗最低;而在高頻處的共振頻率fa為逆共振頻率,在L、C1和C0的并聯(lián)電路中產(chǎn)生共振。(a)等效電路(b)電抗特性圖2.1超聲波傳感器等效電路和電抗特性發(fā)射超聲波在串聯(lián)共振頻率上具有最高靈敏度。超聲波傳感器有兩個(gè)共振頻率,發(fā)射超聲波傳感器的靈敏度在串聯(lián)共振頻率fT上最高。接收超聲波傳感器在逆共振頻率fa上具有最高靈敏度。接收檢測(cè)超聲波傳感器AT89C2051的標(biāo)稱(chēng)為40kHz,與前者相反,在逆共振頻率上接收靈敏度最高。超聲波傳感器能夠分為如下幾種類(lèi)型:(1)通用型:超聲波傳感器頻帶寬一般可達(dá)數(shù)千赫,并有對(duì)頻率的選擇性。通用型超聲波傳感器頻帶窄,但靈敏度高,抗干擾性強(qiáng)。在多通道,且通道間頻率較近的應(yīng)用中最好采用窄頻帶型的超聲波傳感器。通用型超聲波傳感器一般分別備有接收傳感器和發(fā)送傳感器。因最大接收靈敏度和最大發(fā)送靈敏度的頻率分別為fT和fa,若用一個(gè)傳感器必然犧牲其一。(2)寬頻帶型:寬頻帶超聲波傳感器能在工作頻率內(nèi)有兩個(gè)共振點(diǎn),因而加寬了頻帶。該傳感器兼作發(fā)送和接收傳感器。(3)封閉型:適用于室外環(huán)境的封閉型超聲波傳感器有較好的耐風(fēng)雨性能,可用于汽車(chē)后面的檢測(cè)等裝置上。(4)高頻型這種超聲波傳感器的中心頻率高達(dá)200kHz,既可作接收也可作發(fā)送用,而且方向性相當(dāng)強(qiáng),可進(jìn)行高分辨率的測(cè)量[5]。由于超聲波傳感器是一種采用壓電效應(yīng)的傳感器,常見(jiàn)的材料是壓電陶瓷。由于超聲波在空氣中傳播時(shí)有相當(dāng)?shù)乃p,衰減程度與頻率的高低成正比;而頻率高則分辨率也高,故在短距離(小于1m)測(cè)量時(shí)應(yīng)選擇頻率高(100KHz以上)的傳感器,而長(zhǎng)距離測(cè)量時(shí)要選擇低頻率的傳感器。本課題研究采用西安立宇電子科技有限公司的超聲波測(cè)距傳感器普通型,T發(fā)射型,R為接收型。它的標(biāo)稱(chēng)頻率為40kHz,分辨率為1cm,即在串聯(lián)共振頻率fT(40kHz)上發(fā)射靈敏度最高。超聲波傳感器具有如下特性:(1)在自身特性諧振點(diǎn)40kHz附近可獲得較高的靈敏度;(2)諧振帶寬、波束角能夠經(jīng)過(guò)制作工藝控制得很窄,有利于抗聲波干擾設(shè)計(jì);(3)不受無(wú)線(xiàn)電頻譜資源限制,易于抗電磁干擾設(shè)計(jì);(4)超聲系統(tǒng)成本低、性能穩(wěn)定可靠,應(yīng)用前景好。因此,本次設(shè)計(jì)的汽車(chē)測(cè)距防撞系統(tǒng)中采用了超聲波測(cè)距技術(shù),利用超聲波來(lái)實(shí)時(shí)測(cè)量車(chē)輛與障礙物之間的距離,當(dāng)該距離達(dá)到設(shè)定的報(bào)警距離時(shí),報(bào)警器發(fā)出報(bào)警,提醒駕駛員正確操縱測(cè)量,以實(shí)現(xiàn)車(chē)輛的安全避障。它的測(cè)量原理是基于測(cè)量渡越時(shí)間(發(fā)射脈沖和接收脈沖的時(shí)間間隔)。由渡越時(shí)間和介質(zhì)中的聲速即可求得目標(biāo)與傳感器的距離[11]。2.3超聲波測(cè)距工作原理一般,人們的耳朵能夠聽(tīng)到的聲波頻率范圍是由2KHz到20KHz。一般把20KHz以上的聲波叫做超聲波(UltrasonicWaves)。超聲波具有波長(zhǎng)較短,繞射小,能夠成為射線(xiàn)而定向傳播。超聲波的頻率越高,就越與光波的某些特性(如反射、折射)相似。超聲波的這些特性使其在檢測(cè)技術(shù)中獲得廣泛的應(yīng)用[3]。由于聲源在介質(zhì)中施力方向與聲波傳播方向的不同,聲波的波的形式也不同,一般有以下的種類(lèi):縱波(Longitudinalwave,L波),質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向與波的傳播方向一致的波,它能在固體、液體和氣體中傳播;橫波(Shearwave,S波)質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向垂直于振動(dòng)方向的波,它只能在固體中傳播。表面波(Surfacewave,Raleigh波)質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)介于縱波與橫波之間,沿表面?zhèn)鞑?振幅隨深度增加而迅速衰減的波。由以上分類(lèi)能夠看出,只有縱波能夠在氣體中傳播。因此,當(dāng)前在空氣中的超聲波測(cè)量系統(tǒng)大多數(shù)依靠縱波實(shí)現(xiàn)。從低頻到高頻依次為次聲波、聲波、超聲波和特超聲波,而實(shí)際測(cè)量用的超聲波主要集中在頻率為2×104～2×106Hz的范圍內(nèi)。其中,靠近低頻段主要用于空氣和液體介質(zhì)中的測(cè)量系統(tǒng),中頻和高頻主要集中于固體介質(zhì)的測(cè)量。這主要是由于介質(zhì)對(duì)聲波能量的吸收隨聲波頻率的升高而增加,頻率越高,聲波在介質(zhì)中衰減就越快。而在固體介質(zhì)中,測(cè)量的量程比較短(例如超聲波探傷,測(cè)工件厚度)。在液體和氣體中,測(cè)量的量程比較長(zhǎng)(例如空氣中的超聲波測(cè)距,海洋中測(cè)深度),因此,氣體和液體中測(cè)量所選擇的聲波頻率就要比固體介質(zhì)中低[10]。超聲波測(cè)距是經(jīng)過(guò)不斷的檢測(cè)超聲波發(fā)射后遇到障礙物所反射的回波,從而測(cè)出發(fā)射和接收回波的時(shí)間差T,則超聲波發(fā)生器與障礙物之間的距離S為:S=C×T/2(2.3.1)式中,C為超聲波波速,由于超聲波也是聲波,故C即為音速。音速為(2.3.2)式中,γ———?dú)怏w的絕熱體積系數(shù)(空氣為1.4);p———?dú)怏w的氣壓(海平面為1.013×Pa);ρ0———?dú)怏w密度(空氣為1.29kg/)。對(duì)于1mol空氣,質(zhì)量為m,體積為V,則密度ρ0=m/V,故C=γp/ρ0=γpV/m(2.3.3)對(duì)于理想的氣體,有pV=RT式中,R為摩爾氣體常熟;T為絕對(duì)溫度。因此,C=γRT/m由于γ、R、m均為已知常數(shù),故聲速C僅與溫度T有關(guān),若溫度不變,則聲音在空氣中速率與壓強(qiáng)無(wú)關(guān)。表2.1中列出幾種不同溫度下的聲速。在使用時(shí),如果溫度變化不大,則可認(rèn)為聲速是基本不變的。如果測(cè)距精度要求很高,則應(yīng)經(jīng)過(guò)溫度補(bǔ)償?shù)姆椒右孕ＵＢ曀俅_定后,只要測(cè)得超聲波往返時(shí)間,即可求得距離。表2.1超聲波波速與溫度的關(guān)系表溫度(℃)-30-20-100102030100聲速(m／s)313319325323338344349386一般的超聲波測(cè)距是由超聲波發(fā)射傳感器發(fā)出的超聲波,超聲波在介質(zhì)中傳播到被測(cè)物體,產(chǎn)生反射,由接收傳感器接收反射波,傳感器到被測(cè)物體的距離有超聲波的傳播時(shí)間和速度確定。假定聲速c在同一介質(zhì)中為常數(shù)。如果介質(zhì)的物理參數(shù)發(fā)生變化,聲速會(huì)發(fā)生變化,在精確測(cè)距中是不可忽略的,為此要對(duì)聲速進(jìn)行補(bǔ)償,補(bǔ)償公式如下:(2.3.4)式中:C為超聲波在空氣中的傳播速度,γ為氣體定壓熱容與定容熱容的比值,對(duì)空氣為1.40,R為氣體普氏常量,T為絕對(duì)溫度,T=273K+TC(實(shí)際溫度)。代入以上各個(gè)參數(shù)取值,得到近似公式為:C=+0.607×(2.3.5)式中,CO為零度時(shí)的聲速323m/s。只要測(cè)得超聲波發(fā)射和接收回波的時(shí)間差T以及現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境溫度TC,就能夠精確計(jì)算出從發(fā)射點(diǎn)到障礙物之間的距離。

3系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)汽車(chē)防撞預(yù)警系統(tǒng)是指在汽車(chē)行駛過(guò)程中防止汽車(chē)發(fā)生碰撞障礙物的一種智能報(bào)警裝置。它能自動(dòng)發(fā)現(xiàn)可能與汽車(chē)發(fā)生碰撞的障礙物體,而且同時(shí)檢測(cè)汽車(chē)與障礙物之間的距離,到達(dá)極限距離時(shí)發(fā)出報(bào)警信號(hào)以避免碰撞的發(fā)生。根據(jù)題目要求,汽車(chē)防撞報(bào)警器的功能主要有兩個(gè):判斷汽車(chē)與障礙物之間的距離和當(dāng)汽車(chē)與障礙物之間的距離到達(dá)臨界距離時(shí)發(fā)出報(bào)警信號(hào)。3.1設(shè)計(jì)總體思路概況汽車(chē)防撞預(yù)警系統(tǒng)的原理是利用超聲波的發(fā)射和接收,用計(jì)時(shí)器計(jì)出超聲波從發(fā)射到接收到遇到障礙物后反射聲波的時(shí)間經(jīng)過(guò)公式計(jì)算出汽車(chē)與障礙物之間的距離。3.1.1方案對(duì)比當(dāng)前,超聲波信號(hào)采集系統(tǒng)主要有以下幾種方案:(1)由一對(duì)超聲波傳感器和一些電子元器件組成的,這種系統(tǒng)功能單一,只用來(lái)探測(cè)物體存在與否,不能滿(mǎn)足障礙物判別系統(tǒng)的要求。(2)由單片機(jī)控制超聲波傳感器的測(cè)距系統(tǒng)。該系統(tǒng)簡(jiǎn)單、方便,實(shí)現(xiàn)起來(lái)容易。(3)用計(jì)算機(jī)或可編程控制器(PLC)經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)采集卡控制多個(gè)傳感器的方式,這種方式多用于工業(yè)生產(chǎn)中。因此,本設(shè)計(jì)采取單片機(jī)控制超聲波傳感器的測(cè)距系統(tǒng)。3.1.2系統(tǒng)的特點(diǎn)本系統(tǒng)有如下特點(diǎn):(1)采用AT89C51來(lái)控制超聲波傳感器可靠性高,抗干擾能力強(qiáng);控制程序可變,具有很好的柔性;編程簡(jiǎn)單,使用方便。(2)系統(tǒng)小型化本系統(tǒng)是一個(gè)小型的分布式數(shù)據(jù)采集與控制系統(tǒng)。在其電路設(shè)計(jì)中,盡量考慮使用新型及功能較強(qiáng)的集成電路,盡量簡(jiǎn)化電路。(3)低功耗,高可靠性。3.2系統(tǒng)工作過(guò)程系統(tǒng)檢測(cè)距離的原理是經(jīng)過(guò)單片機(jī)發(fā)出40kHz的方波串后,檢測(cè)接收端是否接收遇障礙物反射的回波,同時(shí)利用單片機(jī)計(jì)算出收到回波所用的時(shí)間t和確定超聲波所處溫度下空氣傳播的速度,障礙物到汽車(chē)尾部距離為v×t/2,根據(jù)測(cè)出來(lái)的相應(yīng)距離,經(jīng)過(guò)CPU計(jì)算后判斷作出報(bào)警響應(yīng)等相應(yīng)的控制。為了能夠?qū)崿F(xiàn)準(zhǔn)確地測(cè)出障礙物到汽車(chē)的距離,盡量減少誤差,采取算法為:兩對(duì)超聲波收發(fā)傳感器分別安裝在車(chē)頭,兩者相隔1.6m,如圖3.1所示,A,B分別代表兩對(duì)超聲波收發(fā)器,AB=1.6m,假設(shè)F代表障礙物,聲波的傳播速度為v,B到F所用時(shí)間為t1,A到F所用時(shí)間為t2,由于聲波傳播是來(lái)回反射的,則BF=v×t1/2,AF=v×t2/2,也就是只要把時(shí)間t1與t2確定下來(lái)就能夠計(jì)算出BF與AF,然后利用海倫公式,設(shè)L=(AF+BF+AB)／2(3.3.1)有(3.3.2)這就能夠求出ABC的面積為S,EF=2S／AB,其中EF就是汽車(chē)頭到障礙物的距離[9]。EAFEAFB圖3.1測(cè)距算法3.3系統(tǒng)方框圖汽車(chē)防撞控制系統(tǒng)方框圖如圖3.2所示。該系統(tǒng)全部由單片機(jī)AT89C51控制,超聲波發(fā)射電路能在單片機(jī)的控制下發(fā)出超聲波。接收電路接收到信號(hào)之后送人單片機(jī)進(jìn)行處理。算出車(chē)與障礙物之間的距離,將處理結(jié)果送入顯示電路進(jìn)行顯示,再按照技術(shù)指標(biāo)的要求由聲光報(bào)警電路進(jìn)行報(bào)警。超聲波接收超聲波發(fā)射溫度傳感器單片機(jī)控制顯示距離超聲波接收超聲波發(fā)射溫度傳感器單片機(jī)控制顯示距離報(bào)警器圖3.2超聲波測(cè)距報(bào)警系統(tǒng)圖

4硬件電路設(shè)計(jì)此系統(tǒng)是在單片機(jī)的控制下,利用超聲波測(cè)距原理,測(cè)量汽車(chē)在倒車(chē)過(guò)程中與障礙物之間的距離。當(dāng)汽車(chē)與障礙物的距離小于安全距離時(shí),發(fā)出蜂鳴聲并顯示車(chē)輛與障礙物之間的距離,提醒駕駛員及時(shí)采取減速或剎車(chē)等措施,以防發(fā)生事故。整個(gè)系統(tǒng)的硬件由發(fā)送部分、接收處理部分、溫度檢測(cè)部分、顯示及聲光報(bào)警部分組成。4.1超聲波傳感器的發(fā)射電路超聲波發(fā)射器包括兩個(gè)部分:超聲波產(chǎn)生電路部分和超聲波發(fā)射控制電路部分。超聲波探頭采用TCT40。單片機(jī)P1.0端口輸出40KHz的超聲波信號(hào),此時(shí)定時(shí)器開(kāi)始計(jì)時(shí)。經(jīng)過(guò)輸出引腳輸入,經(jīng)驅(qū)動(dòng)后推動(dòng)發(fā)射探頭產(chǎn)生超聲波,此方法充分利用了軟件控制,靈活性好。超聲波發(fā)射電路設(shè)計(jì)圖如圖4.1所示。圖4.1超聲波發(fā)射裝置設(shè)計(jì)圖超聲波的發(fā)射電路主要由反相器74LS04和發(fā)射換能器構(gòu)成。AT89C51單片機(jī)P1.0口輸出的40kHz的方波信號(hào)分成2路,一路經(jīng)反向器后加到TCT40-16的一個(gè)電極,另一路經(jīng)過(guò)兩級(jí)反向器后加到TCT40的另一個(gè)電極,采用這種方式將P1.0發(fā)出的方波信號(hào)加到TCT40的兩端上,這樣能夠增強(qiáng)超聲波的發(fā)射強(qiáng)度。在加載反波信號(hào)時(shí)使用兩個(gè)74LS04并聯(lián),能夠提高驅(qū)動(dòng)能力。而電阻R11、R12能夠增加超聲波換能器的阻尼效果,縮短了震蕩時(shí)間,還能夠提高換能器輸出高電平的驅(qū)動(dòng)能力。4.2超聲波傳感器的接收電路超聲波接收器包括接收∕發(fā)射探頭、信號(hào)放大電路和波形變換電路三個(gè)部分。超聲波探頭采用RCT40。按照超聲波原理,微處理器需要的只是第一個(gè)回波的時(shí)刻。接收裝置的設(shè)計(jì)可用CX6A來(lái)完成。在空氣中傳播超聲波的其能量的衰減與距離是成正比的,距離越小、衰減越少,距離越大、衰減越多,一般都在1V之內(nèi)。圖4.2超聲波接收電路圖超聲波的接收裝置如圖4.2所示。超聲波的接收采用CX6A集成電路模塊實(shí)現(xiàn)。CX6由前置放大器、限幅放大器、帶通濾波器、檢波器、積分器及整形電路構(gòu)成。其中,電平自動(dòng)控制電路ABLC能夠保證在輸入弱信號(hào)時(shí),前置放大器有較高增益,而在輸入強(qiáng)信號(hào)時(shí),前置放大器不會(huì)過(guò)載,使得CX6在一定遙控距離(約10m)內(nèi)工作可靠。本設(shè)計(jì)中,CX6芯片的5腳連接了一個(gè)外接電阻R21,該電阻能夠調(diào)節(jié)濾波器的中心頻率。R21的阻值越大,濾波器的中心頻率就越低,變化范圍在30～60kHz之間。CX6對(duì)接收到的信號(hào)具有放大、濾波的作用。當(dāng)接收到的超聲波信號(hào)經(jīng)由放大器,調(diào)整信號(hào)的頻率,然后濾波消除干擾信號(hào),最后再經(jīng)過(guò)整形,由CX6的7腳輸出。當(dāng)接收到的聲波信號(hào)與CX6的中心頻率相符時(shí),它的7腳就會(huì)低電平輸出,而7腳接到INT0引腳上,這樣就會(huì)中斷。若頻率和CX6的中心頻率不同時(shí),即可調(diào)節(jié)R21,使濾波器的中心頻率與超聲波測(cè)距的頻率相符。CX6有8個(gè)引腳管腳1是超聲波信號(hào)輸入端;管腳2的電阻和電容決定接收換能器的總增益,經(jīng)過(guò)增大或者減小電阻電容,確定放大倍數(shù)。管腳3與GND之間連接的電容起到檢波作用;管腳5上的連接一個(gè)電阻,這個(gè)電阻用來(lái)設(shè)置濾波器的中心頻率;管腳6與GND之間接入一個(gè)電容,該電容確定探測(cè)距離;管腳7是集電極開(kāi)路輸出端:管腳8接電源正極。4.3溫度補(bǔ)償電路為了方便對(duì)溫度信號(hào)進(jìn)行采集和處理,我用了DALASS公司的DS18B20集成溫度傳感器對(duì)超聲波的傳播速度進(jìn)行溫度補(bǔ)償。DS18B20采用了1-WIRE總線(xiàn)技術(shù),能夠只占單片機(jī)一個(gè)I/O接口的情況下進(jìn)行工作,方便了使用者對(duì)其的調(diào)試使用,而且它在零下十?dāng)z氏度到八十五攝氏度的工作環(huán)境下能夠保持±0.005的精度,足以為超聲波測(cè)距裝置提供精度范圍。圖4.3所示為溫度補(bǔ)償設(shè)計(jì)圖。兩個(gè)按鍵開(kāi)關(guān)用于控制測(cè)量的開(kāi)始與結(jié)束之間的切換。DS18B20硬件性能穩(wěn)定,接口簡(jiǎn)單,只需一根接口線(xiàn)就能連接起來(lái)。DS18B20溫度傳感器里面有兩個(gè)晶振,低溫度系數(shù)晶振和高溫度系數(shù)晶振。低溫度系數(shù)晶振的振蕩頻率隨外界溫度的變化基本上沒(méi)有影響,因此低溫度系數(shù)的晶振產(chǎn)生的信號(hào)是固定頻率的,這樣便把它產(chǎn)生信號(hào)發(fā)送給計(jì)數(shù)器1。高溫度系數(shù)晶振和低溫度系數(shù)晶振正好相反,它在溫度變化很大的時(shí)候,它的振蕩頻率隨著溫度發(fā)生很大的變化,因此計(jì)數(shù)器2的脈沖輸入信號(hào)我們使用高溫度系數(shù)的信號(hào)輸入。由于計(jì)數(shù)器1對(duì)低溫度系數(shù)晶振的脈沖信號(hào)進(jìn)行減法計(jì)數(shù),當(dāng)計(jì)數(shù)器1的值減少到0時(shí),溫度寄存器的數(shù)值就加1,計(jì)數(shù)器1的數(shù)值就回重新裝入,計(jì)數(shù)器1在重新開(kāi)始對(duì)低溫度系數(shù)晶振產(chǎn)生的脈沖信號(hào)進(jìn)行計(jì)數(shù),這樣一直循環(huán),一直到計(jì)數(shù)器2計(jì)數(shù)到0時(shí),停止對(duì)溫度寄存器數(shù)值的累加,這時(shí)溫度寄存器中的數(shù)值即為所測(cè)溫度。圖4.3溫度補(bǔ)償電路設(shè)計(jì)圖4.4顯示電路顯示電路中顯示測(cè)量距離我使用的是4位共陽(yáng)的LED數(shù)碼管,它簡(jiǎn)單實(shí)用而且價(jià)格便宜。段碼使用74LS245芯片驅(qū)動(dòng),位選使用四個(gè)PNP三極管來(lái)驅(qū)動(dòng),顯示電路設(shè)計(jì)圖如圖4.4顯示電路設(shè)計(jì)圖所示。圖4.4顯示電路設(shè)計(jì)圖4.5報(bào)警電路報(bào)警電路采用蜂鳴器實(shí)現(xiàn)。蜂鳴器是一種一體化結(jié)構(gòu)的電子發(fā)聲器,廣泛應(yīng)用于當(dāng)今生活中,特別在計(jì)算機(jī)、報(bào)警器、復(fù)印機(jī)、打印機(jī)、電子玩具、汽車(chē)電子設(shè)備、電話(huà)機(jī)等電子設(shè)備制造中作為發(fā)聲的器件而廣泛應(yīng)用。它分為兩種類(lèi)型,一種是壓電式蜂鳴器,另一種是電磁式蜂鳴器。壓電式蜂鳴器主要由壓電蜂鳴片、多諧振蕩器、共鳴箱阻及抗匹配器還有外殼等部分組成。壓電蜂鳴片是由鈮鎂酸鉛或鋯鈦酸鉛壓電陶瓷材料制造而成。把在陶瓷片的表面鍍上金屬電極,經(jīng)過(guò)極化處理和老化處理之后,再與不銹鋼鋼片粘貼在一起就制成了壓電蜂鳴片。而多諧振蕩器由集成電路或者晶體管構(gòu)造而成。當(dāng)電極兩端接通電源以后,多諧振蕩器開(kāi)始振動(dòng),輸出音頻信號(hào),然后阻抗匹配器便能推動(dòng)壓電蜂鳴片發(fā)出聲音。電磁式蜂鳴器主要由振蕩器、磁鐵、振動(dòng)膜片、電磁線(xiàn)圈和外殼等部分組成。在兩極接通電源之后,振蕩器能夠產(chǎn)生的音頻信號(hào),信號(hào)經(jīng)過(guò)電磁線(xiàn)圈,便會(huì)使電磁線(xiàn)圈生成磁場(chǎng)。這樣振動(dòng)膜片便會(huì)在磁鐵和電磁線(xiàn)圈的作用下,周期性重復(fù)的振動(dòng)從而發(fā)出聲音。本設(shè)計(jì)采用壓電式蜂鳴器,電路設(shè)計(jì)如圖4.5所示。當(dāng)車(chē)輛與障礙物之間的距離小于報(bào)警閾值時(shí),P2.0口輸出低電平,三極管Q5導(dǎo)通,蜂鳴器發(fā)出報(bào)警聲,實(shí)現(xiàn)近距離報(bào)警功能。圖4.5報(bào)警裝置設(shè)計(jì)圖

5系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)超聲波傳感器安裝在汽車(chē)的尾部,其接收和發(fā)射傳感器距離較近,之間容易有較強(qiáng)的干擾信號(hào)。為防止誤測(cè)現(xiàn)象,在軟件上采用延遲接收技術(shù),提高系統(tǒng)的抗干擾能力。系統(tǒng)初始化,首先完成對(duì)溫度的采集,確定該溫度下的超聲波速度,若控制鍵被按下,發(fā)出聲光報(bào)警,告知周?chē)藛T該車(chē)正在進(jìn)行倒車(chē),同時(shí)發(fā)出發(fā)射超聲波的指令,同時(shí)T0計(jì)數(shù)器進(jìn)行計(jì)數(shù),收到反射波后T0停止計(jì)數(shù),以此計(jì)算出發(fā)射和接收超聲波的時(shí)間間隔;最后經(jīng)過(guò)數(shù)值處理程序計(jì)算出被測(cè)的距離,送顯示器顯示。本系統(tǒng)軟件采用模塊化設(shè)計(jì),由主程序、測(cè)距子程序、測(cè)溫子程序、顯示子程序等主要模塊組成。主程序框圖如圖5.1所示。圖5.1主程序流程圖

總結(jié)本文從引起超聲測(cè)距誤差的原因入手,分析了溫度對(duì)超聲波聲速的影響,回波檢測(cè)對(duì)時(shí)間測(cè)量的影響和超聲波傳感器所加電壓對(duì)測(cè)量精度和范圍的影響。在此基礎(chǔ)上,開(kāi)發(fā)出以AT89C51單片機(jī)為核心,采用40KHz壓電超聲波傳感器,應(yīng)用于汽車(chē)防撞測(cè)距的報(bào)警裝置。超聲波測(cè)距電路能夠由傳統(tǒng)的模擬或者數(shù)字電路構(gòu)建,可是基于這些傳統(tǒng)電路構(gòu)建的系統(tǒng)往往可靠性差,調(diào)試?yán)щy,可擴(kuò)展性差,因此基于單片機(jī)的超聲波測(cè)距系統(tǒng)被廣泛的應(yīng)用。經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單的外圍電路發(fā)生和接收超聲波,單片機(jī)經(jīng)過(guò)采樣獲取到超聲波的傳播時(shí)間,用軟件來(lái)計(jì)算出距離,而且能夠采集環(huán)境溫度進(jìn)行測(cè)距補(bǔ)償,其測(cè)量電路小巧,精度高,反映速度快,可靠性好?；趩纹瑱C(jī)的超聲波的測(cè)距系統(tǒng)的設(shè)計(jì)包含了:電路分析、數(shù)字、模擬電路和單片機(jī)、EDA、傳感器、C語(yǔ)言等方面的知識(shí),另外還有選材購(gòu)買(mǎi)、動(dòng)手制作等方面。因此具有很高的參考價(jià)值,同時(shí),該設(shè)計(jì)的方案也是來(lái)源于生活中廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域,有很強(qiáng)的應(yīng)用價(jià)值。單片機(jī)的應(yīng)用改變了傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)思路,以前構(gòu)建一個(gè)系統(tǒng)需用用很多的數(shù)字模擬器件或者電路單元來(lái)構(gòu)建,系統(tǒng)可靠性差、缺乏靈活性、維護(hù)不便、成本高、無(wú)法實(shí)現(xiàn)智能化等諸多缺點(diǎn)。單片機(jī)的應(yīng)用解決了很多問(wèn)題,現(xiàn)在只要寫(xiě)一個(gè)軟件,經(jīng)過(guò)單片機(jī)和一些簡(jiǎn)單的外接電路就能夠?qū)崿F(xiàn)具有很多功能的、而且具有智能化的系統(tǒng),同時(shí)可方便升級(jí)維護(hù)。因此單片機(jī)的應(yīng)用廣泛,在日常生活和生產(chǎn)中占用重要位置。因此我們?cè)O(shè)計(jì)選擇了單片機(jī)的系統(tǒng)其說(shuō)明我們深深的意識(shí)到它的重要作用。雖然在本次畢業(yè)設(shè)計(jì)中已經(jīng)經(jīng)過(guò)認(rèn)真的思考,可是還有很多不足的地方。在本設(shè)計(jì)中沒(méi)有把汽車(chē)速度的測(cè)量設(shè)計(jì)到汽車(chē)防撞預(yù)警系統(tǒng)中去,對(duì)于這一方面還沒(méi)有充分的研究。對(duì)于測(cè)速的初步想法就是利用多普勒效應(yīng)測(cè)出汽車(chē)的行駛速度,然后根據(jù)測(cè)出的速度確定汽車(chē)與障礙物之間的極限安全距離在由單片機(jī)智能控制發(fā)出報(bào)警信號(hào)。

致謝四年的大學(xué)時(shí)光轉(zhuǎn)眼即逝,經(jīng)過(guò)四年的刻苦學(xué)習(xí),半年多的精心準(zhǔn)備,畢業(yè)設(shè)計(jì)最終圓滿(mǎn)完成。在設(shè)計(jì)過(guò)程中,由于知識(shí)學(xué)的不透徹,致使壓力很大,每一次在圖書(shū)館中學(xué)習(xí),每一次在網(wǎng)上收集最新研究動(dòng)態(tài),都極大擴(kuò)展了自己的知識(shí)面。感謝我的指導(dǎo)老師董老師在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)中對(duì)我的悉心指導(dǎo)。這次畢業(yè)論設(shè)計(jì)沒(méi)有你對(duì)我專(zhuān)業(yè)知識(shí)上的指導(dǎo),我不會(huì)這么順利的完成畢業(yè)設(shè)計(jì)。借此機(jī)會(huì),向你表示由衷的感謝。感謝幫助我的同學(xué)們,在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)中你們給我提出很多寶貴的意見(jiàn),在此真誠(chéng)謝謝你們的幫助。感謝我的室友們,為我創(chuàng)造一個(gè)和諧融洽,相互促進(jìn)的學(xué)習(xí)環(huán)境中,祝她們?cè)谝院蟮墓ぷ骱蜕钪幸磺许樌?。最后我要深深地感謝我的家人,無(wú)論我身處順境還是逆境,你們都給予我無(wú)限的理解和支持,你們是我的堅(jiān)強(qiáng)后盾,正是你們的支持,才使我有足夠的勇氣戰(zhàn)勝成長(zhǎng)路上的一切困難,順利的完成大學(xué)學(xué)習(xí)。

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附錄1:汽車(chē)防撞系統(tǒng)原理圖汽車(chē)防撞系統(tǒng)原理圖

附錄2:程序清單程序清單:;********************************************;*中斷入口程序*;********************************************;ORG0000HLJMPSTARTORG0003HLJMPPINT0ORG000BHretiORG0013H RETI ORG001BH LJMPINTT1 ORG0023H RETI ORG002BH RETI;;********************************************;*主程序*;********************************************;START:MOVSP,#4FHMOVR0,#40H;40H-43H為顯示數(shù)據(jù)存放單元(40H為最高位)MOVR7,#0BHCLEARDISP:MOV@R0,#00HINCR0DJNZR7,CLEARDISPMOV20H,#00HMOVTMOD,#11H;T1為T(mén)0為16位定時(shí)器MOVTH0,#00H;65毫秒初值MOVTL0,#00HMOVTH1,#00HMOVTL1,#00HMOVP0,#0FFHMOVP1,#0FFHMOVP2,#0FFHMOVP3,#0FFHMOVR4,#04H;超聲波脈沖個(gè)數(shù)控制(為賦值的一半)SETBPX0SETBET1SETBEASETBTR1;開(kāi)啟測(cè)距定時(shí)器start1:LCALLDISPLAYJNB00H,START1;收到反射信號(hào)時(shí)標(biāo)志位為1CLREALCALLWORK;計(jì)算距離子程序 lcallbaojingclrEAMOVR2,#32h;#64H;測(cè)量間隔控制(約4*100=400MS)LOOP:LCALLDISPLAYDJNZR2,LOOPCLR00Hsetbet0movth0,00hmovtl0,00hSETBTR1;重新開(kāi)啟測(cè)距定時(shí)器SETBEASJMPStart1;;****************************************************;*中斷程序**;****************************************************;T1中斷,發(fā)超聲波用;T1中斷,65毫秒中斷一次INTT1:CLREACLRTR0clrex0MOVTH0,#00HMOVTL0,#00HMOVTH1,#00HMOVTL1,#00HSETBET0SETBEASETBTR0;啟動(dòng)計(jì)數(shù)器T0,用以計(jì)intt11:CPLVOUT;40KHZnopnop;nop;nop;nop;nop;nop;nop;nopDJNZR4,intt11;超聲波發(fā)送完畢,MOVR4,#04Hlcalldelay_250;延時(shí),避開(kāi)發(fā)射的直達(dá)聲波信號(hào)SETBEX0;開(kāi)啟接收回波中斷RETIOUT:RETI;外中斷0,收到回波時(shí)進(jìn)入PINT0:nopjbp3.2,pint0_exitCLRTR0;關(guān)計(jì)數(shù)器CLREA;CLREX0;MOV44H,TL0;將計(jì)數(shù)值移入處理單元MOV45H,TH0;movth0,#00hmovtl0,#00hjnbp3.2,$SETB00H;接收成功標(biāo)志pint0_exit:RETI;;****************************************************;*顯示程序*;****************************************************DISPLAY: MOVR1,#40H;GMOVR5,#7fH;GPLAY:MOVA,R5MOVP0,#0FFHMOVP2,AMOVA,@R1MOVDPTR,#TABMOVCA,@A+DPTRMOVP0,ALCALLDL1MSINCR1MOVA,R5JNBACC.4,ENDOUT;GRRAMOVR5,AAJMPPLAYENDOUT:MOVP2,#0FFHMOVP0,#0FFHRET;TAB:DB18h,7Bh,2Ch,29h,4Bh,89h,88h,3Bh,08h,09h,0ffh;共陽(yáng)段碼表"0""1""2""3""4""5""6""7""8""9""不亮""A""-";;****************************************************;*延時(shí)程序*;****************************************************;DL1MS:push06hpush07hMOVR6,#14HDL1:MOVR7,#19HDL2:DJNZR7,DL2DJNZR6,DL1pop07hpop06hRET;;****************************************************;*距離計(jì)算程序(=計(jì)數(shù)值*17/1000cm)*;****************************************************;work: PUSHACCPUSHPSWPUSHBMOVPSW,#18hMOVR3,45HMOVR2,44HMOVR1,#00DMOVR0,#17DLCALLMUL2BY2MOVR3,#03HMOVR2,#0E9HLCALLDIV4BY2LCALLDIV4BY2MOV40H,R4MOVA,40HJNZJJ0MOV40H,#0AH;最高位為零,不點(diǎn)亮JJ0:MOVA,R0MOVR4,AMOVA,R1MOVR5,AMOVR3,#00DMOVR2,#100DLCALLDIV4BY2MOV41H,R4MOVA,41HJNZJJ1MOVA,40H;次高位為0,先看最高位是否為不亮SUBBA,#0AHJNZJJ1MOV41H,#0AH;最高位不亮,次高位也不亮JJ1:MOVA,R0MOVR4,AMOVA,R1MOVR5,AMOVR3,#00DMOVR2,#10DLCALLDIV4BY2MOV42H,R4MOVA,42HJNZJJ2MOVA,41H;次次高位為0,先看次高位是否為不亮SUBBA,#0AHJNZJJ2MOV42H,#0AH;次高位不亮,次次高位也不亮JJ2:MOV43H,R0 POPBPOPPSWPOPACCRET;;****************************************************;*兩字節(jié)無(wú)