【正文】 河南科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） I 超聲波自動(dòng)測(cè)距系統(tǒng)設(shè)計(jì) 摘 要 近年來，隨著汽車產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展和人們生活水平的不斷提高，我國(guó)的汽車數(shù)量正逐年增加。同時(shí)汽車駕駛?cè)藛T中非職業(yè)汽車駕駛?cè)藛T的比例也逐年增加。在公路、街道、停車場(chǎng)、車庫(kù)等擁擠、狹窄的地方倒車時(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。據(jù)相關(guān)調(diào)查統(tǒng)計(jì)， 15％的汽車碰撞事故是因倒車時(shí)汽車的后視能力不良造成的。因此 ， 增加汽車的后視能力 ， 研制汽車后部探測(cè)障礙物的倒車?yán)走_(dá)便成為近些年來的研究熱點(diǎn)。安全避免障礙物的前提是快速、準(zhǔn)確地測(cè)量障礙物與汽車之間的距離。為此，設(shè)計(jì)了以 AT89C51 單片機(jī)為核心利用超聲波 自動(dòng)測(cè)距系統(tǒng) 提醒駕駛員在倒車時(shí)有效的避開可能對(duì)倒車造成危害的障礙物和行人，從而有效避免由于倒車造成的汽車碰撞或擦傷的經(jīng)濟(jì)損失和人身安全問題，具有較強(qiáng)的實(shí)用性。超聲波是頻率高于 20200 赫茲 的聲波，它方向性好，穿透能力強(qiáng)，易于獲得較集中的 聲能 。超聲波的波長(zhǎng)比一般聲波要短， 能透過不透明物質(zhì)。 本文在分析超聲波測(cè)距系統(tǒng)原理的基礎(chǔ)上 ， 指出了設(shè)計(jì)測(cè)距儀的思路和所需考慮的問題 ， 給出了實(shí)現(xiàn)超聲波測(cè)距方案的軟、硬件設(shè)計(jì)系統(tǒng)框圖。 關(guān)鍵詞 ：超聲波，測(cè)距，倒車?yán)走_(dá)， AT98C51 單片機(jī) 河南科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） II DESING OF AN AUTOMATIC RANGING SYSTEM BASED ON ULTRASONIC ABSTRACT In recent years, with the development of automobile industry and the improvement of people39。s living standard, the number of cars is increasing year by year. At the same time, drivers without driving license are increasing. When reversing in the road, streets, parking, garage where is crowded and narrow, driver should be circumspect to avoid rearend collision. According to related statistics, 15% of motor vehicle collisions are cause by the poor of motor vehicles rear view capability. Therefore, car reversing radar system bee a hot research topic in recent years. Accurate measur ement between the obstacle and the car can avoid obstacles. Therefore, the design that AT89C51 microcontroller is the core of the ultrasonic ranging system can remind the driver to avoid obstacles and pedestrians. This method can reduce the economic losses and improve the personal safety. Ultrasound is the sound waves which frequencies above 20,000 Hz. It has good direction, strong perating ability and the ability to obtain more focused acoustic energy. Ultrasonic wavelength is shorter than the average acoustic. And it can perate opaque material. Based on the analysis of the principle of ultrasonic ranging system, we points out the range finder design ideas and issues to be considered. we gives the realization of software and hardware design block diagram of ultrasonic ranging scheme. KEY WORDS： Ultrasonic， Ranging， Reversing radar， AT98C51 MCU 河南科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） III 目 錄 前 言 ....................................................................................................... 1 第 1 章 課題研究背景與意義 ............................................................... 3 167。 課題研究 的 背景 ........................................................................ 3 167。 國(guó)內(nèi)外超聲波測(cè)距系統(tǒng)的概況 ............................................... 4 167。 汽車倒車?yán)走_(dá)的發(fā)展趨勢(shì) ........................................................ 4 167。 課題研 究 的意義 ........................................................................ 5 第 2 章 超聲波測(cè)距原理與方法 ........................................................... 6 167。 超聲波的簡(jiǎn)介 ............................................................................ 6 167。 超聲波的物理性質(zhì) ............................................................. 6 167。 超聲波 對(duì)聲場(chǎng)產(chǎn)生的作用 ................................................ 6 167。 超聲波傳感器的簡(jiǎn)介 ................................................................ 7 167。 超聲波傳感器的結(jié)構(gòu) ......................................................... 8 167。 超聲波傳感器的選擇 ........................................................10 167。 HCSR04 超聲波測(cè)距模塊的簡(jiǎn)介 ................................... 11 167。 超聲波測(cè)距原理 ................................................................13 167。 發(fā)射脈沖寬度 ....................................................................14 167。 測(cè)量盲區(qū) ............................................................................14 167。 本章小結(jié) ....................................................................................16 第 3 章 超聲波測(cè)距 系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì) ..................................................17 167。 超聲波測(cè)距 系統(tǒng)的整體設(shè)計(jì)方案 ..........................................17 167。 單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)概述 ...............................................................17 167。 單片機(jī)最小系統(tǒng) .......................................................................18 167。 超聲波的發(fā)射電路設(shè)計(jì) ...........................................................19 167。 發(fā)射電路輸出波形分析 ...................................................19 167。 超聲波發(fā)射器的注意事項(xiàng) ...............................................20 167。 超聲波的接收電路設(shè)計(jì) ...........................................................21 167。 顯示電路設(shè)計(jì) ...........................................................................23 河南科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） IV 167。 數(shù)碼管的簡(jiǎn)介 ....................................................................23 167。 LED 數(shù)碼管的顯示 ............................................................25 167。 報(bào)警電路設(shè)計(jì) ...........................................................................27 167。 蜂鳴器的驅(qū)動(dòng) ....................................................................27 167。 發(fā)光二極管的驅(qū)動(dòng) ............................................................27 167。 本章小結(jié) ....................................................................................28 第 4 章 軟件設(shè)計(jì) ...................................................................................29 167。 系統(tǒng)程序結(jié)構(gòu) ...........................................................................29 167。 初始化程序 ........................................................................29 167。 超聲波發(fā)射接收程 序 ........................................................30 167。 外部中斷子程序 ................................................................32 167。 顯示程序 ............................................................................32 167。 顯示數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換程序 ............................................................33 167。 顯示數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換程序 ............................................................33 167。 本章小結(jié) ....................................................................................34 第 5 章 安裝與調(diào)試 ...............................................................................35 167。 汽車?yán)走_(dá)實(shí)物 ...................................................