【基于單片機(jī)的汽車(chē)倒車(chē)?yán)走_(dá)系統(tǒng)設(shè)計(jì)7800字（論文）】

基于單片機(jī)的汽車(chē)倒車(chē)?yán)走_(dá)系統(tǒng)設(shè)計(jì)摘要當(dāng)代，越來(lái)越多的人有汽車(chē)，在停車(chē)場(chǎng)、車(chē)庫(kù)、馬路邊停車(chē)時(shí)，駕駛?cè)藛T在倒車(chē)過(guò)程中會(huì)遇到各種各樣的問(wèn)題，最大的問(wèn)題就是不知道車(chē)后有沒(méi)有東西，距離障礙物的距離不知道。這些種種問(wèn)題可能會(huì)導(dǎo)致倒車(chē)事故的發(fā)生。雖然現(xiàn)在汽車(chē)有后視鏡可以看到車(chē)后的大概情況，但是不能夠直觀具體的告訴駕駛?cè)藛T具體的情況。因此研究車(chē)后探測(cè)障礙物并顯示其具體的距離和報(bào)警的雷達(dá)是熱門(mén)的研究課題。本文提出了一種基于單片機(jī)的超聲波測(cè)距雷達(dá)技術(shù)，以減少汽車(chē)倒車(chē)碰撞的可能性，并描述了一種避免反向碰撞的系統(tǒng)設(shè)計(jì)。從駕駛的角度來(lái)看，本文基于超聲波測(cè)距原理。AT89C51單片機(jī)是采集各種傳感器信號(hào)、分析和實(shí)現(xiàn)各種超聲波帶寬功能的控制核心。該系統(tǒng)允許駕駛員在通過(guò)車(chē)載系統(tǒng)倒車(chē)時(shí)設(shè)置最大安全距離。倒車(chē)時(shí)，系統(tǒng)可以使用傳感器監(jiān)控車(chē)輛，倒車(chē)時(shí)，它可以檢查里程并提醒駕駛員安全參數(shù)和距離設(shè)置的差異。關(guān)鍵詞：AT89C51；超聲波測(cè)距；倒車(chē)?yán)走_(dá)目錄TOC\o"1-2"\h\u31985第一章緒論 II第一章緒論第一節(jié)設(shè)計(jì)背景自從數(shù)字計(jì)算機(jī)在上世紀(jì)中葉誕生以來(lái)，電子信息技術(shù)的發(fā)展歷經(jīng)了很多次的重大變革，人類(lèi)社會(huì)隨著工業(yè)化及電子信息化技術(shù)的高速發(fā)展而邁入了新知識(shí)經(jīng)濟(jì)時(shí)代，數(shù)字計(jì)算機(jī)技術(shù)和英特網(wǎng)技術(shù)的廣泛應(yīng)用，進(jìn)一步推動(dòng)了辦公自動(dòng)化技術(shù)的繁榮發(fā)展。進(jìn)入21實(shí)際以后，自動(dòng)化技術(shù)逐漸的邁向人工智能的技術(shù)方向，人工智能技術(shù)已經(jīng)已經(jīng)在日常生活的方方面面中被廣泛應(yīng)用，特別是在汽車(chē)領(lǐng)域，人們對(duì)汽車(chē)智能化的需求會(huì)不斷，汽車(chē)工業(yè)為了實(shí)現(xiàn)智能化而使用了嵌入式的系統(tǒng)嵌入式的特點(diǎn)就是它能與整個(gè)系統(tǒng)相互呼應(yīng)在一起，而不是單獨(dú)存在的，這就是它與計(jì)算機(jī)的不同之處，它被應(yīng)用的地方非常廣泛，比如系統(tǒng)和設(shè)備里面，它與它們共同構(gòu)成一個(gè)有機(jī)的組成部分。最近這些年以來(lái)，我們國(guó)家各個(gè)城市之間的交通通行壓力日益嚴(yán)重。而導(dǎo)致的交通事故逐漸遞增，這樣成為了人們?nèi)粘３霈F(xiàn)所要面對(duì)的重要問(wèn)題，在車(chē)輛的日常使用當(dāng)中，不可避免會(huì)出現(xiàn)各類(lèi)事故情況，其中事故概率發(fā)生最高的是在車(chē)輛進(jìn)行倒車(chē)操作的時(shí)候。在倒車(chē)時(shí)，由于倒車(chē)鏡存在視線死角，因?yàn)楦鞣N不同的因素引起的實(shí)現(xiàn)模糊等，都是引起在駕駛員倒車(chē)過(guò)程中出現(xiàn)事故的主要原因。為了解決這種問(wèn)題，避免在倒車(chē)中發(fā)出碰撞的交通事故，設(shè)計(jì)了一款基于微型處理器的倒車(chē)報(bào)警系統(tǒng)。微處理器倒車(chē)報(bào)警系統(tǒng)，即為日常所說(shuō)的倒車(chē)?yán)走_(dá)，其作用是通過(guò)聲音或者顯示屏等方式輔助駕駛員進(jìn)行倒車(chē)操作，幫助駕駛員避開(kāi)車(chē)輛后方及停車(chē)地點(diǎn)附近的障礙物。倒車(chē)?yán)走_(dá)算是汽車(chē)一直輔助的安全設(shè)備，它可以解決我們?cè)隈{駛汽車(chē)中的一大痛點(diǎn)，就是倒車(chē)的問(wèn)題，以往駕駛員都是通過(guò)探頭的方式觀察后方的情況，特別是在惡劣天氣的情況下是及其的不方便，并且容易發(fā)生危險(xiǎn)，有了倒車(chē)?yán)走_(dá)，這些問(wèn)題都可以解決，及時(shí)汽車(chē)行業(yè)的進(jìn)步也為司機(jī)提高了方便安全的駕駛體驗(yàn)。第二節(jié)設(shè)計(jì)意義本次設(shè)計(jì)是結(jié)合市場(chǎng)前景與市場(chǎng)需求和相關(guān)的技術(shù)，進(jìn)行設(shè)計(jì)價(jià)格不貴，使用方便的倒車(chē)?yán)走_(dá)。它在整個(gè)倒車(chē)過(guò)程中充分發(fā)揮著它的價(jià)值，它可以非常準(zhǔn)確的檢測(cè)和非常完美的呈現(xiàn)出來(lái)具體的數(shù)值，同時(shí)，在倒車(chē)時(shí)低于設(shè)定的安全距離會(huì)發(fā)出語(yǔ)音報(bào)警，提醒駕駛?cè)藛T及時(shí)剎車(chē)。本設(shè)計(jì)投入實(shí)際應(yīng)用后對(duì)于各類(lèi)公共汽車(chē)、載貨運(yùn)輸汽車(chē)等視野存在嚴(yán)重盲區(qū)的大型汽車(chē)具有非常好的輔助駕駛功能，減少其因?yàn)椴涣嫉鸟{駛視野所可能發(fā)生的駕駛事故。第三節(jié)倒車(chē)?yán)走_(dá)發(fā)展現(xiàn)狀在我國(guó)，汽車(chē)在超聲波倒車(chē)?yán)走_(dá)上的研究起步是比較晚，這也使的我國(guó)擁有超聲波倒車(chē)?yán)走_(dá)的汽車(chē)幾乎都是一些外資車(chē)，像寶馬，奔馳這些車(chē)。但是隨著我國(guó)的研究發(fā)展，現(xiàn)在幾乎每輛車(chē)上都擁有了超聲波倒車(chē)?yán)走_(dá)。通過(guò)這么多年的發(fā)展，目前已有六代倒車(chē)?yán)走_(dá)系統(tǒng)，他們各有其的優(yōu)點(diǎn)。以下乃各代倒車(chē)?yán)走_(dá)系統(tǒng)的介紹：一代：第一代是通過(guò)喇叭來(lái)進(jìn)行傳遞信息，駕駛?cè)藛T在倒車(chē)時(shí)，會(huì)有喇叭會(huì)發(fā)出聲音，例如“倒車(chē)請(qǐng)注意！”這樣的提示來(lái)提示周?chē)娜诉@里正在倒車(chē)，請(qǐng)他們小心。但實(shí)際效果并不好，對(duì)駕駛?cè)藛T的幫助不大。雖然他現(xiàn)在很便宜，主要幾十塊錢(qián)，但他基本是淘汰產(chǎn)品，汽車(chē)是看不見(jiàn)他了，只有一些三輪車(chē)上還有。二代：第二代是以蜂鳴器來(lái)提醒，大概的原理是在倒車(chē)的時(shí)候，車(chē)位距離物體有一定的距離時(shí)，蜂鳴器就會(huì)工作響起來(lái)，會(huì)發(fā)出“滴滴”的聲音，發(fā)出聲音的頻率也會(huì)隨著車(chē)后到障礙物的距離的接近而變得急促。第二代雖然比第一代好，有一個(gè)大概的距離感，但還是不夠具體，并不能夠知曉車(chē)位距離障礙物真正的距離。三代：第三代是數(shù)碼波段顯示，他能夠顯示距離了。比前兩代好的不止一點(diǎn)。他有兩種顯示方法，一種是他用顏色來(lái)顯示測(cè)量與物體之間的距離。綠色顯示的安全距離，物體距離車(chē)輛比較遠(yuǎn)。黃色顯示的是警戒距離，物體距離車(chē)輛比較近，要求駕駛?cè)藛T倒車(chē)的時(shí)候要注意。紅色顯示的是危險(xiǎn)距離，提示駕駛?cè)藛T不能再倒車(chē)了，物體已經(jīng)很接近車(chē)尾了，必須停車(chē)。另一種是在LED上顯示與目標(biāo)物體的距離有多近，但是不那么精準(zhǔn)，而且不美觀，難看。四代：第四代倒車(chē)?yán)走_(dá)能夠在液晶熒屏上顯示，這一代相當(dāng)于前幾代來(lái)說(shuō)是質(zhì)的飛躍。因?yàn)樵谝壕善辽夏軇?dòng)態(tài)顯示出車(chē)輛與物體間具體的距離。在發(fā)動(dòng)汽車(chē)后，就能顯示汽車(chē)周?chē)木唧w情況，而且圖形清晰，安裝也很方便，外觀也好看。但他有一個(gè)缺點(diǎn)，不怎么能夠抗干擾，經(jīng)常性誤報(bào)。五代：第五代是魔幻境倒車(chē)?yán)走_(dá)，他有著前幾代的所有優(yōu)點(diǎn)，也有自己的優(yōu)點(diǎn)。他可以精準(zhǔn)的探測(cè)出2米之內(nèi)的物體，并且用清晰的圖形以及不同的聲音提醒告訴駕駛?cè)藛T。雖然他很好用但他的價(jià)格就比較昂貴了。六代：第六代是無(wú)線倒車(chē)?yán)走_(dá)，傳統(tǒng)的倒車(chē)?yán)走_(dá)安裝比較麻煩，第六代通過(guò)無(wú)線連接，很好的解決了，倒車(chē)?yán)走_(dá)安裝繁瑣的問(wèn)題。第四節(jié)主要設(shè)計(jì)內(nèi)容本課題主要進(jìn)行的是基于單片機(jī)的倒車(chē)?yán)走_(dá)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，在對(duì)倒車(chē)?yán)走_(dá)系統(tǒng)進(jìn)行了全面的了解在掌握它實(shí)現(xiàn)原理的基礎(chǔ)上完成硬件和軟件的設(shè)計(jì)，以AT89C51單片機(jī)作為最主要的控制器，運(yùn)用超聲波傳感器功能模塊對(duì)障礙物進(jìn)行檢驗(yàn)和采集數(shù)據(jù)，AT89C51單片機(jī)處理后的數(shù)據(jù)通過(guò)液晶顯示屏實(shí)時(shí)顯示距離，當(dāng)小于安全距離語(yǔ)音報(bào)警。具體內(nèi)容如下：（1）通過(guò)查閱倒車(chē)?yán)走_(dá)系統(tǒng)的相關(guān)資料，確定系統(tǒng)方案；（2）進(jìn)行具體的AT89C51單片機(jī)控制電路的設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)所要求的功能；（3）進(jìn)行超聲波模塊電路的設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)距離的測(cè)量；（4）進(jìn)行軟件程序的設(shè)計(jì)。第二章系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)第一節(jié)系統(tǒng)硬件選擇（一）單片機(jī)的選擇單片機(jī)的選擇方面上我選用的是AT89C51。理由如下：AT89C5151單片機(jī)具有的功能很多，他的抗干擾能力也很強(qiáng)，成本也低，所需要的能耗也低。而且能夠滿足單片機(jī)開(kāi)發(fā)的要求，使用者能夠根據(jù)自身的需求選擇多種常用的性能，來(lái)完成實(shí)驗(yàn)的目的或者教學(xué)的目的。這是他的種種優(yōu)點(diǎn)，再根據(jù)自己所學(xué)習(xí)的知識(shí)，因而我選用的是AT89C51。（二）語(yǔ)音報(bào)警器的選擇語(yǔ)音報(bào)警器我選用的是蜂鳴器。因?yàn)樵谠O(shè)計(jì)中只需要有簡(jiǎn)單的報(bào)警聲音就可以，所以直接用簡(jiǎn)單的蜂鳴器就可以實(shí)現(xiàn)。（三）顯示模塊的選擇顯示模塊我選擇的是LCD數(shù)碼管。理由如下：LCD數(shù)碼管可以直接和51單片機(jī)相連，電路連接簡(jiǎn)單，而且該模塊的顯示效果也很好。第二節(jié)總體方案設(shè)計(jì)本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)主要由AT89C51單片機(jī)、LCD數(shù)碼管、聲音報(bào)警模塊、按鍵模塊組成。AT89C51單片機(jī)是這個(gè)系統(tǒng)的控制中心，起到的作用是負(fù)責(zé)整個(gè)系統(tǒng)的信號(hào)處理，還有超聲波模塊的驅(qū)動(dòng)，還有LED數(shù)碼管的驅(qū)動(dòng)和報(bào)警模塊的驅(qū)動(dòng)；超聲波模塊負(fù)責(zé)的是在車(chē)后發(fā)出超聲波信號(hào)來(lái)探測(cè)障礙物，然后把反彈回來(lái)的超聲波信號(hào)進(jìn)行接受，之后把信號(hào)傳遞個(gè)控制中心。這個(gè)模塊是實(shí)現(xiàn)倒車(chē)?yán)走_(dá)的核心部件；LCD數(shù)碼管為顯示模塊，他主要用來(lái)顯示車(chē)輛與障礙物之間的間隔，實(shí)時(shí)告訴駕駛?cè)藛T車(chē)尾和物體之間的距離；聲音報(bào)警模塊是用來(lái)提示駕駛?cè)藛T的，當(dāng)車(chē)尾與障礙物距離小于自己所設(shè)置的安全距離時(shí)，會(huì)發(fā)出“滴滴滴”的報(bào)警信號(hào)，以此來(lái)提示駕駛?cè)藛T要注意安全，車(chē)尾距離障礙物已經(jīng)很近了；按鍵模塊是用來(lái)設(shè)置安全距離的，他是由四個(gè)按鍵組成，分別是S1鍵,S2鍵,S3鍵和S4鍵。S1是復(fù)位鍵,S2按鍵距離設(shè)定鍵，S3鍵是設(shè)置距離增加1cm的按鍵，S4鍵是設(shè)置距離減1CM的按鍵。下圖2.1是倒車(chē)?yán)走_(dá)的總體硬件電路基本設(shè)計(jì)框圖。基本的運(yùn)行流程為：給整個(gè)系統(tǒng)接上電源后，AT89C51單片機(jī)驅(qū)動(dòng)超聲波測(cè)速模塊，它就會(huì)發(fā)射超聲波信號(hào)，過(guò)段時(shí)間接收到物體反彈的超聲波信號(hào)，經(jīng)過(guò)信息處理再傳回單片機(jī)，之后單片機(jī)只需要經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單的計(jì)算就可以得到超聲波發(fā)射位置距離障礙物的具體距離，然后驅(qū)動(dòng)LCD數(shù)碼管顯示距離。當(dāng)所得到的距離，小于所設(shè)定的間隔時(shí)，蜂鳴器就會(huì)工作，提醒駕駛?cè)藛T不能再倒車(chē)了。安全距離是提前通過(guò)按鍵模塊來(lái)設(shè)置的。AT89C51AT89C51超聲波測(cè)速模塊LED數(shù)碼管顯示蜂鳴器按鍵驅(qū)動(dòng)電源圖2.1電路基本框圖第三章系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)基于單片機(jī)的測(cè)距報(bào)警器是一種單片機(jī)系統(tǒng)，它的數(shù)字顯示屏可讓在運(yùn)行過(guò)程中通過(guò)車(chē)速表電路了解汽車(chē)當(dāng)前的退出距離。當(dāng)達(dá)到自調(diào)節(jié)倒車(chē)極限時(shí)，駕駛員將通過(guò)離開(kāi)報(bào)警電路知道車(chē)輛當(dāng)前處于倒車(chē)危險(xiǎn)中。司機(jī)看到警報(bào)后，會(huì)及時(shí)做出反應(yīng)，做出調(diào)整，確保人身安全。單片機(jī)將微機(jī)的默認(rèn)值與實(shí)際值進(jìn)行比較。如果超過(guò)系統(tǒng)輸入設(shè)定的最大值，則可以估計(jì)汽車(chē)的安全倒車(chē)距離并發(fā)出報(bào)警信號(hào)。第一節(jié)單片機(jī)系統(tǒng)電路（一）單片機(jī)最小系統(tǒng)電路對(duì)于低壓處理器，AT89C51單片機(jī)始終是一些大型控制電路的首選。單片機(jī)存儲(chǔ)256字節(jié)的RAM。該設(shè)備使用高密度和不穩(wěn)定的內(nèi)存技術(shù)。它還具有一個(gè)4K字節(jié)CMOS單片機(jī)和一個(gè)高性能16位計(jì)數(shù)器，可以從程序中讀取數(shù)據(jù)。如果單片機(jī)將進(jìn)入復(fù)位循環(huán)模式，則復(fù)位電路必須設(shè)置為高電平。復(fù)位單片機(jī)時(shí)，程序?qū)牡谝粭l指令重新開(kāi)始。圖3.1單片機(jī)最小系統(tǒng)（二）時(shí)鐘模塊硬件電路DS1302上的數(shù)據(jù)從最低有效位0開(kāi)始。執(zhí)行8位控制命令后，在脈沖的下一個(gè)邊沿讀取數(shù)據(jù)值。S1302是一款低功耗、高性能的實(shí)時(shí)芯片。只需要三根線就可以連接到單片機(jī)。它采用三線SPI接口同時(shí)連接CPU，傳輸多個(gè)字節(jié)的RAM數(shù)據(jù)或時(shí)序信號(hào)。本系統(tǒng)的定時(shí)電路常用于芯片最小的微機(jī)系統(tǒng)中，因此所設(shè)計(jì)的電路是非?？尚泻头€(wěn)定的。圖3.2模塊電路時(shí)鐘硬件圖（三）復(fù)位電路復(fù)位信號(hào)高電平有效。單片機(jī)可以通過(guò)在9腳上加2us以上的電平來(lái)實(shí)現(xiàn)復(fù)位功能。當(dāng)在RST引腳產(chǎn)生準(zhǔn)確的脈沖時(shí)，可以有效地執(zhí)行手動(dòng)復(fù)位和自動(dòng)調(diào)諧。來(lái)自T89C51的返回信號(hào)應(yīng)通過(guò)RST引腳用于單片機(jī)IC上的施密特觸發(fā)器。電容器兩端的電壓逐漸升高，RST引腳兩端的電壓下降。當(dāng)電平下降時(shí)，單片機(jī)恢復(fù)正常。這稱(chēng)為上電復(fù)位。在12MHz時(shí)，C7通常接受22F，R2可以處理1kΩ，執(zhí)行復(fù)位功能需要2μs以上。圖3.3晶振電路與復(fù)位電路（四）振蕩電路XTAL2端子是放大器輸出。如果外接晶振接在兩個(gè)電容上，XTAL1和XTAL2必須經(jīng)過(guò)它。周期機(jī)械信號(hào)由系統(tǒng)時(shí)鐘信號(hào)中的變頻電路脈沖產(chǎn)生，ALE信號(hào)由前兩個(gè)頻率中的三個(gè)頻率產(chǎn)生。下面的圖3.4顯示了振蕩電路。圖3.4振蕩電路第二節(jié)外接采集節(jié)點(diǎn)模塊電路根據(jù)電路圖，系統(tǒng)可分為鍵盤(pán)、屏幕和聲音四部分。所有組件協(xié)同工作，實(shí)現(xiàn)倒車(chē)報(bào)警控制功能。（一）顯示電路設(shè)計(jì)LCD1602采用液晶顯示，控制系統(tǒng)無(wú)需電腦即可正常運(yùn)行。顯示電路主要是手動(dòng)調(diào)整小車(chē)的運(yùn)行和當(dāng)前參數(shù)。圖3.5LCD顯示原理圖與具有相同圖形網(wǎng)絡(luò)的晶體單元相比，液晶單元的結(jié)構(gòu)遠(yuǎn)小于硬件或顯示電路的結(jié)構(gòu)，單位成本略低于圖形單元，與液晶單元相同網(wǎng)絡(luò)，該系統(tǒng)允許通過(guò)鍵盤(pán)設(shè)置和良好的人機(jī)交互來(lái)交換信息。（二）蜂鳴報(bào)警器傳聲器的聲音檢測(cè)模塊作為探測(cè)器的內(nèi)部阻力大幅下降電話筒的方向流過(guò)水平轉(zhuǎn)換電路改變晶體管實(shí)現(xiàn)聲音的目的來(lái)確定是否健康。三極管采用8050NPN型晶體管它的基礎(chǔ)連接到端口P2.6。如圖3.6所示，當(dāng)它是高的三極管是開(kāi)的，當(dāng)它是低的三極管是關(guān)的，如果速度讀數(shù)太高，提示蜂鳴器報(bào)警。圖3.6蜂鳴器與單片機(jī)的接口電路圖報(bào)警電路如圖3.6所示。P2MCU、端口P2.3到P2.6和四個(gè)LED端口控制P2和信令。（三）WSB接口電路用于從系統(tǒng)拍照的相機(jī)有USB接口，所以相機(jī)必須有USB接口。3C2440A有兩個(gè)USB主機(jī)控制器和一個(gè)USB設(shè)備控制器。需要一個(gè)USB接口來(lái)連接外部USB攝像頭。因此，必須使用USB主機(jī)控制器。USB接口有四個(gè)DATA+和DATA信號(hào)通道，VCC和GND電源線，兩條電源線和兩個(gè)信號(hào)通道。數(shù)據(jù)傳輸方式為串行傳輸。最新的高速USB和USB2.0轉(zhuǎn)480Mbps接口可以滿足不同行業(yè)和人群的需求。USB輸出電壓和電流：+5V，500mA。事實(shí)上是有區(qū)別的。最大值不應(yīng)超過(guò)+/-0.2V或4.8至5.2V。請(qǐng)勿使用USB接口，而是上下移動(dòng)。USB設(shè)備或主機(jī)芯片在使用時(shí)會(huì)燒壞。USB接口需要保護(hù)電路，以防止USB接口因過(guò)流、過(guò)壓ESD對(duì)USB接口瞬變而損壞。第三節(jié)超聲波測(cè)速模塊（一）超聲波發(fā)射模塊該軟件生成系統(tǒng)中使用的測(cè)量單位的超聲波信號(hào)。因此，超聲波換能器在將超聲波電信號(hào)轉(zhuǎn)換為機(jī)械波之前，通過(guò)將超聲波電信號(hào)轉(zhuǎn)換成合適的驅(qū)動(dòng)電路來(lái)產(chǎn)生超聲波換能器。圖3.7顯示了此過(guò)程的超聲波換能器配置。圖3.7超聲波發(fā)射電路（二）高頻變壓器的設(shè)計(jì)變壓器是改變線電壓的裝置，當(dāng)交流電施加到主繞組時(shí)，磁芯產(chǎn)生交流電，次級(jí)繞組可以產(chǎn)生感應(yīng)電壓。磁通量的密度由磁芯的材料決定。對(duì)于此模型中使用的變壓器，磁通密度理論上可以為正值或負(fù)值。圖3.8升壓發(fā)射電路圖（三）超聲波接收電路處理模塊1.精密放大電路接收電路接收到超聲波信號(hào)后，對(duì)其進(jìn)行處理，產(chǎn)生包含流量信息的模擬信號(hào)，饋入數(shù)字信號(hào)處理電路進(jìn)行進(jìn)一步處理。為此，接收器必須通過(guò)二極管上的二路限流連接器安裝在一個(gè)盒子中，然后才能準(zhǔn)確地放大信號(hào)放大器的輸入電壓，以保護(hù)下一個(gè)放大電路。如圖3.9所示：圖3.9前置放大電路2.帶通濾波電路如圖3.10所示，在帶寬濾波器中使用內(nèi)置的實(shí)用放大器來(lái)構(gòu)建受控次級(jí)電壓傳輸濾波器電路。圖3.10帶通濾波電路第四節(jié)系統(tǒng)總電路圖圖3.11系統(tǒng)總電路圖第四章系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)第一節(jié)單片機(jī)編程語(yǔ)言的選擇51系列單片機(jī)支持BASIC、PL/M、匯編和C語(yǔ)言。C語(yǔ)言是一種典型的UNIX操作系統(tǒng)語(yǔ)言，C語(yǔ)言被稱(chēng)為結(jié)構(gòu)語(yǔ)言。與語(yǔ)法語(yǔ)言相比，C語(yǔ)言具有以下優(yōu)點(diǎn)：首先，C語(yǔ)言不需要理解MCU的指令集，這是對(duì)MCU的基本理解。該存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)為C語(yǔ)言編程提供了豐富的數(shù)據(jù)和操作庫(kù)，不僅可以加快計(jì)算速度，而且可以提供更高的轉(zhuǎn)換效率和直接控制。其次，C語(yǔ)言被稱(chēng)為結(jié)構(gòu)化編程語(yǔ)言。自頂向下的C語(yǔ)言編程技術(shù)是一種模塊化結(jié)構(gòu)。用戶可以使用模塊化編程技術(shù)開(kāi)發(fā)C語(yǔ)言軟件。系統(tǒng)開(kāi)發(fā)通常非常有用。它可以顯著地優(yōu)化程序，縮短、優(yōu)化和延長(zhǎng)嵌入式系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)周期，深入理解MCU的接口結(jié)構(gòu)。本部分將選擇用C語(yǔ)言制作51系列微機(jī)，使程序員能夠設(shè)計(jì)更復(fù)雜的應(yīng)用軟件，而不必在分配內(nèi)存、浪費(fèi)時(shí)間等這些低級(jí)任務(wù)上花費(fèi)大量精力。那么非常大在某些方面軟件開(kāi)發(fā)的速度更快。因此，本文本系統(tǒng)采用C51語(yǔ)言開(kāi)發(fā)系統(tǒng)軟件。具有匯編語(yǔ)言功能，靈活易讀，更適合移植芯片微機(jī)軟件。第二節(jié)主流程圖設(shè)計(jì)下圖4.1中的軟件包括兩個(gè)主程序和一個(gè)終端維護(hù)程序。主程序檢查超聲接收/發(fā)射序列，完成開(kāi)機(jī)，中斷編輯程序，讀取時(shí)間值。當(dāng)執(zhí)行操作并在三個(gè)方向上發(fā)射超聲波信號(hào)以計(jì)算距離時(shí)，在程序結(jié)束的點(diǎn)上，發(fā)射被計(jì)時(shí)器中斷。圖4.1超聲波防撞系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)實(shí)際測(cè)量距離的結(jié)果以十進(jìn)制代碼的形式傳輸?shù)絃ED顯示屏，持續(xù)約0.5秒，之后用超聲波脈沖重復(fù)前面的測(cè)量步驟。主程序采用C語(yǔ)言編寫(xiě)，簡(jiǎn)化了距離計(jì)算和程序結(jié)構(gòu)。第三節(jié)倒車(chē)?yán)走_(dá)報(bào)警器子程序設(shè)計(jì)（一）數(shù)據(jù)采集處理子程序圖4.2A/D轉(zhuǎn)換子程序流程輸出多路復(fù)用器通過(guò)單片機(jī)接收多路復(fù)用器的位移日志地址。上述擴(kuò)展過(guò)程可以將數(shù)據(jù)從模擬轉(zhuǎn)換為數(shù)字。數(shù)據(jù)處理主要包括數(shù)值過(guò)濾、十進(jìn)制轉(zhuǎn)換和表格搜索。對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行過(guò)濾、十進(jìn)制轉(zhuǎn)換等處理后，找到表格數(shù)據(jù)顯示字體大小。程序方案如圖4.2所示。（二）中繼子程序圖4.3安全距離的中繼子流程圖系統(tǒng)顯示例程必須顯示測(cè)量數(shù)據(jù)以確定速度測(cè)量數(shù)據(jù)是否正確。此型號(hào)專(zhuān)為50厘米以下的安全測(cè)量而設(shè)計(jì)，并在屏幕上顯示兩位小數(shù)。也就是說(shuō)，它使用3位數(shù)字顯示。使用軟件消除和控制振動(dòng)，這稱(chēng)為延遲子程序。這允許芯片更好地處理振動(dòng)問(wèn)題。這是因?yàn)樵谀?shù)轉(zhuǎn)換單元的幫助下，芯片的微數(shù)據(jù)可以以十六進(jìn)制格式存儲(chǔ)，LED顯示要求可以轉(zhuǎn)換為BCD碼，如圖4.4所示。圖4.4LED顯示子程序流程圖（三）報(bào)警子程序程序設(shè)計(jì)蜂鳴器的兩個(gè)保險(xiǎn)絲內(nèi)有一個(gè)3～15V的恒定電壓，產(chǎn)生大約3kHz的噪音和聲音振動(dòng)，之后就可以使用晶體管驅(qū)動(dòng)器了。報(bào)警處理時(shí)序如圖4.5所示。圖4.5報(bào)警程序流程圖第四節(jié)超聲波測(cè)距軟件設(shè)計(jì)超聲波測(cè)距儀測(cè)量車(chē)輛后方到車(chē)輛后方障礙物的距離，并根據(jù)預(yù)定義的串行通信協(xié)議將數(shù)據(jù)通過(guò)串行接口發(fā)送到中央ARM系統(tǒng)。超聲機(jī)的主控微控制器是搭載AT89C51芯片的微控制器，程序模塊模型為MCU程序。超聲掃描儀使用TZAT89C51的內(nèi)部時(shí)鐘通過(guò)P1.0引腳向超聲發(fā)射器電路發(fā)送40KHz方波。引腳P3.3(INT1)AT89C51用作接收器輸入引腳，當(dāng)接收到回波時(shí)停止接收器。超聲波測(cè)量程序如圖4.6所示。圖4.6超聲波測(cè)距軟件設(shè)計(jì)流程圖在超聲波的傳播過(guò)程中，由于超聲波的全身、環(huán)境和性質(zhì)，不可能只發(fā)射一種超聲波。要獲得準(zhǔn)確的超聲波，通常需要發(fā)送多個(gè)超聲波，超聲波組由8-10個(gè)超聲波組成。回波系統(tǒng)具有死區(qū)測(cè)量功能。在此期間，系統(tǒng)無(wú)法檢測(cè)到回聲。250μs的延遲用于發(fā)射10個(gè)超聲波形成超聲矩陣，1ms的延遲用于防止盲點(diǎn)檢測(cè)?；夭y(cè)試用于確定超聲波是否已停止，是否未檢測(cè)到障礙物，或者時(shí)間是否在距障礙物一定距離處停止。有信號(hào)1時(shí)，干擾為回波干擾，有信號(hào)2時(shí)，干擾為40毫秒。該系統(tǒng)通過(guò)串行接口將距離數(shù)據(jù)傳輸?shù)街饕幕ヂ?lián)網(wǎng)系統(tǒng)，測(cè)量旅行時(shí)間并計(jì)算距離。系統(tǒng)初始化和初始化各個(gè)協(xié)議的值，設(shè)置定時(shí)器功能，輸入定時(shí)器初始值，激活串行接口速度設(shè)置。該系統(tǒng)使用T2微控制器生成包含超聲波信號(hào)和T1定時(shí)器的40kHz方波。串口定時(shí)器T0用于記錄超聲波的傳輸時(shí)間，返回超聲后，行程時(shí)間由以下公式計(jì)算。介數(shù)是將11.0592MHz芯片的12個(gè)主脈沖分成多個(gè)芯片的時(shí)鐘測(cè)量值。以下公式用于計(jì)算以厘米為單位的精確距離，其中V是超聲波速度。第五章結(jié)論由于超聲波的方向性強(qiáng)，消耗能量少，平均傳輸距離更長(zhǎng)。超聲波被廣泛用于定位物體。它也被廣泛使用，因?yàn)樗诔暡ǘㄎ贿^(guò)程中相對(duì)容易計(jì)算。