畢業(yè)論文-基于stc89c52單片機(jī)的汽車(chē)倒車(chē)測(cè)距儀設(shè)計(jì)-文庫(kù)吧
2025-01-01 22:32 本頁(yè)面
【正文】 主控芯片的選擇 單片機(jī)比較 方案一：采用 Atmel 公司的 51系列單片機(jī) Atmel 公司的 51單片機(jī)為 8位機(jī)，價(jià)格便宜，控制簡(jiǎn)單，但是在線調(diào)試功能不叫差，程序調(diào)試需要專(zhuān)用的仿真器，仿真器價(jià)格高昂，并且受時(shí)鐘限制，計(jì)時(shí)精度不高，外圍電路也增加了系統(tǒng)的不可靠性。 方案二：采用 STC公司的 51系列單片機(jī) STC公司的 51 單片機(jī)為 8位機(jī)，價(jià)格便宜，控制簡(jiǎn)單，在線調(diào)試簡(jiǎn)單，只需要 TX,RX兩根線可以做到燒錄程序與在線調(diào)試。外圍電路簡(jiǎn)單，抗干擾能力強(qiáng)。 通過(guò)比較，選擇方案二，采用 STC系列單片機(jī) STC89c52作為控制器。 距離測(cè)量模塊 的選擇 方案一： 超聲波測(cè)距 超聲波在氣體、液體及固體中以不同速度傳播，定向性好、能量集中、傳輸過(guò)程中衰減較小、反射能力較強(qiáng)。超聲波能以一定速度定向傳播、遇障礙物后形成反射，利用這一特性，通過(guò)測(cè)定超聲波往返所用時(shí)間就可計(jì)算出實(shí)際距離，從而實(shí)現(xiàn)無(wú)接觸測(cè)量物體距離。超聲波測(cè)距迅速、方便，且不受光線等因素影響。 方案二：紅外線測(cè)距 用調(diào)制的紅外光進(jìn)行精密測(cè)距的儀器，測(cè)程一般為 15公里。利用的是紅外線傳播時(shí)的不擴(kuò)散原理 ：因?yàn)榧t外線在穿越其它物質(zhì)時(shí)折射率很小，所以長(zhǎng)距離的測(cè)距儀都會(huì)考慮紅外線，而紅外線的傳播是需要時(shí)間的，當(dāng)紅外線從測(cè)距儀發(fā)出碰到反射物被反射回來(lái)被測(cè)距儀接受到再根據(jù)紅外線從發(fā)出到被接受到的時(shí)間及紅外線的傳播速度就可以算出距離紅外測(cè)距的優(yōu)點(diǎn)是便宜，易制，安全，缺點(diǎn)是精度低，距離近，方向性差。 汽車(chē)倒車(chē)距離比較短，所需要求不是特別高綜合考慮選擇超聲波測(cè)距。 顯示模塊的選擇 方案一：采用 1602字符液晶進(jìn)行顯示 能顯示字符，控制簡(jiǎn)單，良好的背光性能，功耗低 方案二：采用 12864液晶進(jìn)行顯示 價(jià)格較高，電路占用面積大，不利于小型化。 方案三：采用數(shù)碼管顯示 顯示字符，控制簡(jiǎn)單，價(jià)格便宜，功耗低。 綜合考慮，為了更便于操作以及后期開(kāi)發(fā)，選擇方案三 2 總體設(shè)計(jì)方案及論證 總體方案設(shè)計(jì) 本設(shè)計(jì)包括硬件和軟件設(shè)計(jì)兩個(gè)部分。模塊劃分為 數(shù)據(jù)采集、按鍵控制、四姓名：涂燊 論文 題目：基于單片機(jī)的汽車(chē)倒車(chē)測(cè)距儀 2 位數(shù)碼管 顯示、 報(bào)警等子模塊。電路結(jié)構(gòu)可劃分為：超聲波傳感器 、蜂鳴器、單片機(jī)控制電路。 就此設(shè)計(jì)的核心模塊來(lái)說(shuō)，單片機(jī)就是設(shè)計(jì)的中心單元，所以此系統(tǒng)也是單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的一種應(yīng)用。單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)也是有硬件和軟件組成。硬件包括單片機(jī)、輸入 /輸出設(shè)備、以及外圍應(yīng)用電路等組成的系統(tǒng)，軟件是各種工作程序的總稱(chēng)。單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的研制過(guò)程包括總體設(shè)計(jì)、硬件設(shè)計(jì)、軟件設(shè)計(jì)等幾個(gè)階段。 系統(tǒng)采用 STC89C52單片機(jī)作為核心控制單元 ,當(dāng)測(cè)得的距離小于設(shè)定距離時(shí)，主控芯片將測(cè)得的數(shù)值與設(shè)定值進(jìn)行比較處理。然后控制蜂鳴器報(bào)警。系統(tǒng)總體的設(shè)計(jì)方框圖如圖 1所示。 圖 1 系統(tǒng)方框圖 3 硬件實(shí)現(xiàn)及單元電路設(shè)計(jì) 主控制模塊 主控制最小系統(tǒng)電路如圖 2所示 。 圖 2 最小系統(tǒng) 硬件電路總設(shè)計(jì)見(jiàn)圖 3， 從以上的分析可知在本設(shè)計(jì)中要用到如下器件： 12345678RST9(RXD)10(TXD)11(INT0)12(INT1)13(T0)14(T1)15(WR)16(RD)17XTAL218XTAL119GND202122232425262728PSEN29ALE/PROG30EA/VPP313233343536373839VCC40U1U1Y112MC2 C3 VCCGNDR1410KC1 10uFVCC1234J1VCCS1P10P11P12P13P14P15P16P17P20P21P22P34P35P36P37 P23TrigEcho電源 超聲波傳感器模塊 4 位數(shù)碼管顯示模塊 STC89C52主控制器模塊 蜂鳴器報(bào)警模塊 按鍵控制 2022 屆電氣工程與自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)學(xué)士學(xué)位畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 3 STC89C5 超聲波 傳感器、按鍵、四位數(shù)碼管、蜂鳴器等一些單片機(jī)外圍應(yīng)用電路。其中 D1為電源工作指示燈。 電路中用到 3個(gè)按鍵，一個(gè)是設(shè)定鍵 , 一個(gè)加鍵，一個(gè)減鍵。 圖 3 總設(shè)計(jì)電路圖 電源設(shè)計(jì) 電源部分的設(shè)計(jì)采用 3節(jié) 5號(hào)干電池 供電。 超聲波測(cè)試模塊 超聲波模塊采用現(xiàn)成的ＨＣ－ＳＲ０４超聲波模塊，該模塊可提 2cm400cm 的非接觸式距離感測(cè)功能，測(cè)距精度可達(dá)高到 3mm。模塊包括超聲波發(fā)射器、接收器與控制電路?；竟ぷ髟恚翰捎?IO口 TRIG觸發(fā)測(cè)距，給至少 10us的高電平信號(hào) 。模塊自動(dòng)發(fā)送 8個(gè) 40khz的方波，自動(dòng)檢測(cè)是否有信號(hào)返回；有信號(hào)返回，通過(guò) IO口 ECHO 輸出一個(gè)高電平，高電平持續(xù)的時(shí)間就是超聲波從發(fā)射到返回的時(shí)間。測(cè)試距離 =(高電平時(shí)間 *聲速 (340M/S))/2。實(shí)物如下圖 4。其中VCC 供 5V 電源， GND 為地線， TRIG 觸發(fā)控制信號(hào)輸入， ECHO 回響信號(hào)輸出等四支線。 E1D2DP3C4G54H62H9F10A111H12B73H8DS1ABCDE FGDP 1H2H3H4HR1 100R2 100R3 100R8 100R9 100R10 100R11 100R12 100ABCDEFGDPP10P11P12P13P14P15P16P17Q18550Q38550Q48550Q28550VCC1H3H2H4HR4 1KR5 1KR7 1KR6 1KP34P35 P36P37546231SW1sw 灰色12P2GNDR15 1K12D1DVCC12345678RST9(RXD)10(TXD)11(INT0)12(INT1)13(T0)14(T1)15(WR)16(RD)17XTAL218XTAL119GND202122232425262728PSEN29ALE/PROG30EA/VPP313233343536373839VCC40U1U1Y112MC2 C3 VCCGNDR1410KC1 10uFVCC1234J1VCCS1P10P11P12P13P14P15P16P17P20P21P22P34P35P36P37S4GNDS3GNDS2GNDP20 P21 P22P23B1蜂鳴器Q58550VCCGND+R132KP231234P1VCCGNDTrigEchoTrigEcho姓名：涂燊 論文 題目：基于單片機(jī)的汽車(chē)倒車(chē)測(cè)距儀 4 超聲波探測(cè)模塊 HCSR04的使用方法如下： IO口觸發(fā)，給 Trig 口至少 10us的高電平，啟動(dòng)測(cè)量；模塊自動(dòng)發(fā)送 8個(gè) 40Khz 的方波，自動(dòng)檢測(cè)是否有信號(hào)返回；有信號(hào)返回，通過(guò) IO口 Echo輸出一個(gè)高電平，高電平持續(xù)的時(shí)間就是超聲波從發(fā)射到返回的時(shí)間，測(cè)試距離 =（高電平時(shí)間 *340） / 2，單位為 m。程序中測(cè)試功能主要由兩個(gè)函數(shù)完成。 實(shí)現(xiàn)中采用定時(shí)器 0進(jìn)行定時(shí)測(cè)量， 8分頻， TCNTT0 預(yù)設(shè)值 0XCE，當(dāng) timer0溢出中斷發(fā)生 2500 次時(shí)為 125ms，計(jì)算公式為（單位： ms）： T = （定時(shí)器 0溢出次數(shù) * （ 0XFF 0XCE）） / 1000 其中定時(shí)器 0初值計(jì)算依據(jù)分頻不同而有差異。 時(shí)鐘電路的設(shè)計(jì) XTAL1和 XTAL2分別為反向放大器的輸入和輸出。該反向放大器可以配置為片內(nèi)振蕩器。石晶振蕩和陶瓷振蕩均可采用。如采用外部時(shí)鐘源驅(qū)動(dòng)器件， XTAL2應(yīng)不接。 因?yàn)橐粋€(gè) 機(jī)器周期含有 6個(gè)狀態(tài)周期，而每個(gè)狀態(tài)周期為 2個(gè)振蕩周期，所以一個(gè)機(jī)器周期共有 12個(gè)振蕩周期，如果外接石英晶體振蕩器的振蕩頻率為 12MHZ，一個(gè)振蕩周期為 1/12us，故而一個(gè)機(jī)器周期為 1us
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