【正文】 非調(diào)諧式。 (3) 從傳感器設(shè)計(jì)角度看，工作頻率越低，傳感器尺 寸就越大，制造和安裝就越困難。超聲波傳感器具有反應(yīng)靈敏、探測速度快 (一個測量周期僅需幾十毫秒 )的優(yōu)點(diǎn)，而且結(jié)構(gòu)簡單，體積小，成本低。 圖 基于 STC12C5A60S2單片機(jī)的 系統(tǒng)框圖 測距探測器方案 除了上述方案分析比較中講述的超聲波測距所獨(dú)有的優(yōu)點(diǎn)外 ,超聲波測距在某些特定場合還有著顯著的優(yōu)點(diǎn)，超聲波測距系統(tǒng)是利用計(jì)算超聲波在被測物體和超聲波探頭之間的傳輸 來測量距離的，因此它是一種非接觸式的測量，所以它能夠在某些特定場合或環(huán)境比較惡劣的環(huán)境下使用。如果 INT0接收的信號由高電平變?yōu)榈碗娖?，此時表明信號已經(jīng)返回，微處理器進(jìn)入中斷，關(guān)閉定時器。 方案確定 從 經(jīng)濟(jì)等 方 面考慮， 本次設(shè)計(jì)方案采用基于單片機(jī)的倒車?yán)走_(dá)設(shè)計(jì)， DS1820芯片測溫， STC12C5A60S2單片機(jī)做處理器 ，處理數(shù)據(jù)并計(jì)算聲速及距離，用 液晶屏 顯示距離，用 蜂鳴器、 指示燈報(bào)警。 CPLD采用 altera公司的MAX7000系列的 EPM7128SL，該器件有 2500個可用邏輯門、 128個宏單元、 8個邏輯陣列塊、 100個 I/O引腳，工作頻率為 。系統(tǒng)框圖如圖 。 STC12C5A60S2是宏晶科技生產(chǎn)的單時鐘 /機(jī)器周期（ 1T）的單片機(jī)，是高速 /低功耗 /超強(qiáng)抗干擾的新一代 8051單片機(jī)，指令代碼完全兼容傳統(tǒng) 8051，但速度快 812倍。 2 設(shè)計(jì)方案分析 基于單片機(jī)和基于 DSP 的方案比較 基于單片機(jī)的倒車?yán)走_(dá)設(shè)計(jì) 測距方式對系統(tǒng)測量精度及穩(wěn)定性都有較大影響?？梢灶A(yù)見，隨著新材料、新工藝在探測器制作中的應(yīng)用，使低價(jià)格、高性能的車用探測器的實(shí)現(xiàn)和普及成為可能。由于道路狀況十分復(fù)雜，以及道路兩旁的靜態(tài)護(hù)欄、標(biāo)志牌，還有各種惡劣天氣的影響等，使得探測器對目標(biāo)的識別十分困難，誤報(bào)率很高。倒車探測器具有精確判斷距離的優(yōu)點(diǎn)，后視攝像對車后方的水溝、山崖、凸出的鋼筋、竹竿等倒車安全上的死角極為有效；后者圖像直觀真實(shí)，前者可獲得精確的距離，兩者精確結(jié)合非常實(shí)用。因?yàn)槠渫庑尉褪且粔K倒車鏡，所以可以不占用車內(nèi)空間，直接安裝在車內(nèi)倒視鏡的位置。動態(tài)顯示，色彩清晰漂亮，外表美觀，可以直接粘貼在儀表盤上，安裝很方便。 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 3種顏色來區(qū)別距離：綠色代表安全距離，表示障礙物與車體的距離有 ；黃色代表警告距離，表示與障礙物的距離只有 ；紅色代表危險(xiǎn)距離，表示與障礙物之間只有不到 ，必須停止倒車。轟鳴聲越急，表示車輛離障礙物越近。從第一代經(jīng)過短短幾年時間便發(fā)展到第五代，從純電路模式到使用高速處理器；從單純轟鳴器報(bào)警到顯示器顯示，語音報(bào)警。 (5) 最后對超聲波汽車倒車探測器研制過程中所做工作進(jìn)行了總結(jié)。 (2) 簡要 論述了超聲波汽車倒車探測器的工作原理、基本組成，以及系統(tǒng)的方案，工作流程和系統(tǒng)的性能要求。 基于以上原因 ,出現(xiàn)了 超聲波汽車倒車探測 器。 Abstract The ultrasonic wave automobile backdraft detector is one kind auxiliary unit that can display the condition of the obstacle behind the vehicle in real time． It applies extremely widely in the real life． In this paper， according to the transmission reflection theory of wave in the air，using supersonic transducer as interface unit and applying monolithic machine techniques to design a series of bus ultrasonic measuring system． This paper introduces the design of ultrasonic range system in Back Car based on microprocessor． The microprocessor control the time and transmitting and reflecting back of ultrasonic， the distance can measure through calculating the speed of ultrasonic in car, and use the temperature pensation amendment in the data of the speed processing． The system can alert according to the changing distance, the distance could be displayed on real time as well． This paper summarizes the development and fundamental principle of ultrasonic detection. And then the transmission, receiver, detection, displays chime of this distance meter system is brought out. Starting from the performance demand and requirement of utility， the opinion is to choose the system ponent， testing theory and methods， design both the hard and soft ware． It describes the hardware design of the system in detail， and provides the procedural flow chart of software design． It explains the applied function of the system through the error analysis． Key Words: ultrasonic distance measurement。 論文概述了超聲波探測器的發(fā)展?fàn)顩r 及基本原理。在現(xiàn)實(shí)生活中應(yīng)用十分廣泛。本文根據(jù)聲波在空氣中可定向發(fā)射和反射的原理，以超聲波換能器為接口部件，應(yīng)用單片機(jī)技術(shù)設(shè)計(jì)了一套超聲波測距系統(tǒng)。對測距系統(tǒng)發(fā)射、接收、檢測、顯示等部分的設(shè)計(jì)方案進(jìn)行了分析。 microputer 前 言 隨著社會的發(fā)展，汽車數(shù)量不斷增加，人們便對汽車操作的便捷性愈加挑剔。超聲波汽車倒車探測器是一種汽車泊車安全輔助裝置，能以聲音或者更為直觀的顯示告知駕駛員周圍障礙物的情況，幫助駕駛員掃除視野死角，提高駕駛的安全性。 (3) 重點(diǎn)對超聲波汽車倒車探測器硬件部分進(jìn)行了分析與設(shè)計(jì)。 1 概述 選題的意義 汽車倒車探測器一般被稱為 “ 倒車防撞雷達(dá) ” ，也叫 “ 泊車輔助裝置 ” ，能以聲音或者更為直觀的顯示告知駕駛員周圍障礙物的 情況，解除了駕駛員泊車和起動車輛時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。另外安裝使用更加方便，精度及穩(wěn)定性也有極大提高。第一代探測器沒有語音提示，也沒有距離顯示，雖然司機(jī)知道有障礙物，但不能確定障礙物離車有多遠(yuǎn)，對司機(jī)幫助不大。第二代產(chǎn)品把數(shù)碼和波段組合在一起，比較實(shí)用，能夠作到一目了然，但沒有聲響，警示效果不好。不過液晶顯示器外觀雖精巧，但靈敏度較高，抗干擾能力不強(qiáng)，所以誤報(bào)也較多。而且顏色款式多樣，可以按照個人需求和車內(nèi)裝飾選配，不過造價(jià)較高。此系統(tǒng)技術(shù)非常復(fù)雜，也不是很成熟，不宜普及。要 想完全解決好誤報(bào)問題，還需要采取多傳感器的信息融合技術(shù)。 超聲波的汽車倒車探測器的發(fā)展趨勢是 :使用的處理器速度越來越快，系統(tǒng)反應(yīng)時間越來越短；使用的傳感器技術(shù)越來越先進(jìn)，系統(tǒng)穩(wěn)定性越來越高；使用的顯示 報(bào)警技術(shù)更加先進(jìn)，探測器顯示、報(bào)警方式會更加直觀，更加人性化。因此選擇一種合適的測距方式對系統(tǒng)性能提高有很大幫助。內(nèi)部集成 MAX810專用復(fù)位電路， 2路 PWM， 8路高速 10位 A/D轉(zhuǎn)換（ 250K/S），針對電機(jī)控制，強(qiáng)干擾場合。 圖 基于 DSP倒車?yán)走_(dá)設(shè)計(jì)框圖 各個部分作用及特點(diǎn)： 采用 TMS320DM643，其內(nèi)核 TMS320c64XTM是 TMS320C6000平臺的一款最高性能的定點(diǎn)數(shù)字信號處理器系列。顯示模塊采用 LCD顯示，模式控制有三個按鍵，分別用于選擇前視、后視、倒車模式。 倒車時倒檔啟動探測器系統(tǒng)，單片機(jī) STC12C5A60S2作為主控器，控制 DS1820芯片并處理所測得的溫度數(shù)據(jù)。再把定時器中的數(shù)據(jù)經(jīng)過換算結(jié)合由所測溫度值 換算出的聲速值就可以得出車體與障礙物之間的距離。 考慮到所設(shè)計(jì)產(chǎn)品是主要服務(wù)于普通用戶，而且要求結(jié)構(gòu)簡單、制作方便、成本低廉實(shí)用性強(qiáng)。 傳感器 的工作頻率是測距系統(tǒng)的主要技術(shù)參數(shù)，它直接 影響超聲波的擴(kuò)散和吸收損失，障礙物反射損失、背景噪聲，并直接決定傳感器的尺寸。 綜上所述，由于本測距儀最大測量量程不大 因而選擇測距儀工作頻率在40KHz，發(fā)射角與接收角均為 60 度的錐角。在調(diào)諧式電路中有調(diào)諧線圈 (有時裝在探頭內(nèi) )，調(diào)諧頻率由調(diào)諧電路的電感、電容決定。本文采用非調(diào)諧式。但是，每一個實(shí)際的發(fā)射傳感器有其工作電壓的極限值，即當(dāng)工作電壓超過了這個極限值以后，會對傳感器的內(nèi)部造成不可回復(fù) 的損害。本文采用由 555定時器構(gòu)成的多諧震蕩器驅(qū)動超聲波傳感器，驅(qū)動頻率為 40KHz。 溫度測量及補(bǔ)償 模塊 溫度對超聲波波速影響非常大，極大的影響測距精度，需要進(jìn)行溫度補(bǔ)償。 顯示及報(bào)警 模 塊 倒車探測器在其偵測區(qū)內(nèi)檢測到障礙物時， LED指示燈及 蜂鳴器 會根據(jù)車與障礙物的距離發(fā)出警告聲。 3 硬件電路設(shè)計(jì) 硬件框圖 單片機(jī) STC12C5A60S2作為主控器，復(fù)位端接上電 +按鈕復(fù)位電路。超聲波信號碰到障礙物時信號立刻返回，經(jīng)傳感器 ，濾波電容，放大器，電壓比較器傳給單片機(jī)的 INT0口一個低電平。無論是在單片機(jī)剛開始接上電源時，還是斷電后或者發(fā)生故障后都要復(fù)位。s以上時間的高電平，在 RST引腳出現(xiàn)高電平后的第二個機(jī)器周期執(zhí)行復(fù)位。 時鐘電路主要任務(wù)是提供一個工作頻率。電路接法如圖 所示，在 XTAL1 和 XTAL2 兩端跨接晶體諧振器（振蕩頻率為 12MHZ），與內(nèi)部反相器構(gòu)成自激震蕩器。 40KHz 的超聲波是利用 555 時基電路振蕩驅(qū)動超聲波探頭產(chǎn)生的。當(dāng) CU 下降到 ≤1/3 CCV 后，振蕩器輸出 OV 又翻轉(zhuǎn)成 1，此時放電管又截止，使放電端 (DIS)不接地，電源 CCV 通過 1R和 2R