【正文】 波測(cè)距 超聲波測(cè)距原理 超聲波測(cè)距的原理一般采用回波探測(cè)法，超聲波發(fā)射器向某一方向發(fā)射超聲波，在發(fā)射時(shí)刻的同時(shí)開始計(jì)時(shí)，超聲波在介質(zhì)中傳播，途中碰到障礙物就立即返回來(lái)，超聲波接收器收到反射波就立即停止計(jì) 時(shí)。單片機(jī)是整個(gè)系統(tǒng)的核心部件，協(xié)調(diào)各部分電路的工作。 發(fā)射部件的點(diǎn)脈沖電壓很高，但是由于障礙物回波引起的壓電晶片產(chǎn)生的射頻電壓 不過幾十毫伏，要對(duì)這樣小的信號(hào)進(jìn)行處理就必須放大到一定的幅度。將一定頻率、隔度的交流電壓加到發(fā)射傳感器的固有頻率 40KHz，使其工作在諧振頻率，達(dá)到最優(yōu)的特性。單片機(jī)（ STC89C51）發(fā)出短暫的 40KHz 信號(hào)，反射后的超聲波經(jīng)超聲波接收器作為系統(tǒng)的輸入，鎖相環(huán)對(duì)此型號(hào)進(jìn)行技術(shù)判斷后，把相應(yīng)的計(jì)算結(jié)果送到 LED 顯示電路顯示 ，進(jìn)行蜂鳴報(bào)警 。第六代產(chǎn)品在第五代的基礎(chǔ)上新增了很多功能：外觀上看，比第五代產(chǎn)品更為精致典雅；從 功能上看，它除了具備第五代產(chǎn)品的所有功能之外，還整合了高檔轎車具備的影音系統(tǒng)，可以在顯示器上觀看 DVD 影像。魔幻鏡倒車?yán)走_(dá)可以把后視鏡、倒車?yán)走_(dá)、免提電話、溫度顯示和車內(nèi)空氣污染顯示等多項(xiàng)功能整合在一起，并設(shè)計(jì)了語(yǔ)音功能，是目前市面上最先進(jìn)的倒車?yán)走_(dá)系統(tǒng)。不用掛倒檔，只要發(fā)動(dòng)汽車，顯示器上就會(huì)出現(xiàn)汽車圖案以及車輛周圍障礙物的距離，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。這一代有一個(gè)質(zhì)的飛躍，特別是熒 屏顯示開始出現(xiàn)動(dòng)態(tài)顯示系統(tǒng)。如果是物體，在 開始顯示；如果是人，在 左右的距離開始顯示。蜂鳴聲越急，表示車輛離障礙物越近。只要司機(jī)掛上倒檔，它就會(huì)響起，提醒周圍的人注意，從某種意義上來(lái)說，它對(duì)駕駛員并沒有直接的幫助，不能算真正的倒車?yán)走_(dá)，基本屬于淘汰產(chǎn)品 。 目前國(guó)內(nèi)倒車?yán)走_(dá)的研究現(xiàn)狀 經(jīng)過多年的發(fā)展，倒車?yán)走_(dá)設(shè)計(jì)以及使用發(fā)生了質(zhì)的變化。 設(shè)計(jì)的目的和意義 隨著汽車的迅速增加，停車難已經(jīng)是不爭(zhēng)的事實(shí)，狹小的停車場(chǎng)地常常令有車一族無(wú)所適從，稍不慎，則闖禍，煩事又煩人。國(guó)內(nèi)倒車?yán)走_(dá)主流市場(chǎng)已經(jīng)開始有進(jìn)口高檔汽車向中低檔汽車發(fā)展。Measure； Distance Reversing； Reverse radar 目 錄 摘 要 ............................................................... I ABSTRACT ........................................................... II 第 1章 緒論 ............................................... 1 設(shè)計(jì)的研究現(xiàn)狀 ..................................................... 1 設(shè)計(jì)的目的和意義 ................................................... 1 目前國(guó)內(nèi)倒車?yán)走_(dá)的研究現(xiàn)狀 ......................................... 1 主要研究問題 ...................................................... 3 第 2章 倒車?yán)走_(dá)總體設(shè)計(jì)方案 ......................................... 4 超聲波測(cè)距 ......................................................... 5 超聲波測(cè)距原理 ................................................. 5 理論計(jì)算 ....................................................... 5 本章小結(jié) ........................................................... 6 第 3章 倒車?yán)走_(dá) 的硬件設(shè)計(jì) ........................................... 7 超聲波發(fā)射模塊 ..................................................... 7 超聲波接收模塊 ..................................................... 8 單片機(jī)實(shí)現(xiàn)測(cè)距原理 ................................................ 10 鍵盤控制電路 ...................................................... 11 超聲波傳感器的特性 ................................................ 11 超聲波傳感器的頻率特性 ........................................ 11 超聲波傳感器的指向特性 ........................................ 12 單片機(jī)的選擇 ...................................................... 13 Ⅱ STC89C51 的簡(jiǎn)介 .............................................. 13 STC89C51 的主要性能參數(shù)和特點(diǎn) ................................ 13 超聲波傳 感器的選擇 ................................................ 13 超聲波傳感器的簡(jiǎn)介 ............................................ 13 超聲波傳感器的技術(shù)參數(shù) ........................................ 14 本章小結(jié) .......................................................... 14 第 4章 倒車?yán)走_(dá) 的軟件設(shè)計(jì) .......................................... 15 軟件 總體結(jié)構(gòu)框圖 .................................................. 15 軟件各程序 的簡(jiǎn)介 .............................................. 15 軟件設(shè)計(jì)要求 ...................................................... 16 主程序 ............................................................ 16 發(fā)射和接收模塊中斷程序 ............................................ 18 顯示子程序和蜂鳴報(bào)警子程序 ........................................ 18 本章小結(jié) .......................................................... 19 第 5章 測(cè)試結(jié)果與分析 ............................................... 20 測(cè)試結(jié)果 .......................................................... 20 誤差分析 .......................................................... 21 測(cè)試過程 .......................................................... 21 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?...................................................... 21 實(shí)驗(yàn)原理 ...................................................... 21 實(shí)驗(yàn)過程 ...................................................... 22 實(shí)驗(yàn)結(jié)果 ...................................................... 22 實(shí)驗(yàn)結(jié)論 ...................................................... 22 本章小結(jié) .......................................................... 22 結(jié)論 ................................................................... 23 參考文獻(xiàn) .............................................................. 24 致謝 ................................................................... 25 附錄 1 ................................................................. 26 附錄 2 ................................................................. 41 Ⅱ Ⅰ 第 1 章 緒 論 課題的研究現(xiàn)狀 隨著我國(guó)汽車產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展，我國(guó)開始進(jìn)入了私家車時(shí)代，汽車駕駛員越來(lái)越擔(dān)心車的安全了，其中倒車就是一個(gè)隱患。超聲波接收電路使用 SONY 公司的 CX20xx6A 紅外檢測(cè)專用芯片，該芯片常用于 38kHz的檢波電路，文中通過對(duì)芯片內(nèi)部電路的仔細(xì)分析，設(shè)計(jì)出能夠成功對(duì) 40kHz 超聲波檢波的硬件電路， 倒車 雷達(dá) 使用數(shù)碼管顯示目標(biāo)物的距離。最后由信號(hào)處理裝置對(duì)接收的信號(hào)依據(jù)時(shí)間差進(jìn)行處理，自動(dòng)計(jì)算出車與障礙物之間的距離。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。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(lái)的研究熱點(diǎn)。目前，國(guó)內(nèi)外一般的超聲波測(cè)距儀，其理想的測(cè)量 距離為 1m～ 5 m，因此大都用于汽車倒車?yán)走_(dá)等近距離測(cè)距中。 全套設(shè)計(jì)，加 153893706 關(guān)鍵詞 ： STC89C51；倒車?yán)走_(dá)；超聲波傳感器；測(cè)距 Ⅱ ABSTRACT In recent years, China39。本文所設(shè)計(jì)的倒車?yán)走_(dá)主要是針對(duì)汽車倒車時(shí)無(wú)法目測(cè)到車尾與障礙物的距離而設(shè)計(jì)開發(fā)的。技術(shù)上向著單芯片功能成靈敏度更高、可視化發(fā)展，設(shè)備趨于小型化、人性化、智能化等方向發(fā)展。雖然每輛車都有后視鏡，但不可避免的都存在一個(gè)后視盲區(qū)。經(jīng)過這幾年的發(fā)展，倒車?yán)走_(dá)系統(tǒng)已經(jīng)經(jīng)過了六代技術(shù)改良，不管從結(jié)構(gòu)外觀上，還是從性能價(jià)格上，這六代產(chǎn)品各有特點(diǎn)，使用較多的是數(shù)碼顯示、熒光顯示和魔幻鏡倒車?yán)走_(dá)這三種 。 第二代：采用蜂鳴器不同聲音提示駕駛員。但沒有語(yǔ)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(duì)駕駛員幫助不大。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(lái)區(qū)別：綠色代表安全距離，表示障礙物距離有 以上；黃色代表警告距離，表示障礙物距離只有 ~；紅色代表危險(xiǎn)距離，表示障礙物距離只有不到 ，必須停止倒車。不用掛倒檔，只要發(fā)動(dòng)汽車，顯示器上就會(huì)出現(xiàn)汽車圖案以及車輛周圍障礙物的距離，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。不過 LCD 顯示外觀雖精巧，靈敏度較高，但抗干擾能力不強(qiáng)，所以誤報(bào)也較多。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)后視鏡的位置。 主要研究問題 （ 1） 超聲波測(cè)距范圍小于 350cm，距離顯示分辨率 1cm，測(cè)距誤差小于 5%； （ 2） 超聲波在傳播中距離的計(jì)算 ； （ 3）超聲波 的發(fā)射和接受能否順利完成，達(dá)到實(shí)時(shí)顯示倒車距離，倒車距離顯示的是測(cè)距值的最小值，在達(dá)到設(shè)計(jì)要求的最小距離時(shí)系統(tǒng)產(chǎn)生報(bào)警。 其發(fā)射電路通常分為調(diào)諧式和非調(diào)諧式。發(fā)射電壓從理論上說是越高越好，因?yàn)閷?duì)同一支發(fā)射傳感器而言，電壓越高，發(fā)射的超聲功率就越大，這樣能夠在接受傳感器上接受的回波功率就比較大，對(duì)于接受電路的設(shè)計(jì)就相對(duì)簡(jiǎn)單一些。接收部分就是有兩級(jí)放大電路，檢波電路及鎖相環(huán)構(gòu)成，其中包括雜波抑制電路。 單片機(jī)在超聲波信號(hào)發(fā)射的同時(shí)開始計(jì)時(shí)，超聲波信號(hào)在 空氣中傳播，遇到障礙物后發(fā)生反射，反射的聲波信號(hào)經(jīng)過處理后輸入到單片機(jī)的外部中斷口產(chǎn)生中斷，單片機(jī)停止計(jì)時(shí)。 圖 ： 圖 測(cè) 距的原理 理論計(jì)算 如圖 為反射時(shí)間，是利用檢測(cè)聲波發(fā)出到接收到