【正文】 聲波發(fā)射 超聲波接收 計算距離 LED 顯示模塊 語音報警模塊 按鍵處理 22 第 22 頁 時，定時器立即停止定時并保存定時器計時值。如圖 62 為主程序流 程圖。 (3)本次設(shè)計采用 C 語言來 編寫軟件程序，編譯器則使用 Keil 來進行程序的編譯，其具有使用方便、使用范圍廣的優(yōu)點。 5．調(diào)音 VOL: 按住此鍵可以調(diào)節(jié)音量大小，系統(tǒng)默認音量為最大音量。 3．快進 FWD: 快進鍵的功能就是實現(xiàn)播放下一段語音的目的，當(dāng)放音結(jié)束后如果不點擊快進鍵則仍會播放上一段語音，只有按住快進鍵才會將語音指針移到下一段話的開始位置，播放下一段語音。本次設(shè)計我們只需在 DC005 電源接口提供 5V 電源供電，實現(xiàn)語言報警功能需要外界小喇叭，可以將 SP+ 和 SP外接喇叭的 + 和 相連接 按鍵說明 1．錄音 REC: 按住錄音鍵，當(dāng)系統(tǒng)的 LED 燈亮起時，我們對著 麥克風(fēng)說話就能夠?qū)⒄Z音內(nèi)容錄進系統(tǒng)芯片里了。這種設(shè)計更加方面能夠提高改變電容的大小，來提升其靈敏度和抗外界干擾的能力更加簡單使用，能夠滿足不同要求的接收電路。 超聲波是聲波的一種，同樣也具有聲波應(yīng)有的特性，其速度的快慢也會受溫度的影響。 超聲波測距的精準(zhǔn)度不僅會受到自身器件的影響，也會受到外界環(huán)境因素的影響。其中單片機電路，我們采用 24MHz 的 STC89C51 系列高精度進的單片機，使得時鐘電路頻率更加精準(zhǔn)，以降低系統(tǒng)誤差帶來的影響。只需 要焊接少量的外部元器件就能夠?qū)崿F(xiàn)信號的接收與處理功能。要做到超聲波既能發(fā)射出去又要被被系統(tǒng)所接收，我們必須采用型號相同的接收與發(fā)射探頭，否則可能使得系統(tǒng)發(fā)射之后無法接收到信號。 超聲波發(fā)生器的主要功能是用來產(chǎn)生并發(fā)射超聲波，其超聲波的產(chǎn)生方式主要有兩種：第一種方法可以通過軟件系統(tǒng)來產(chǎn)生超聲波信號，而后通過輸出端口傳輸?shù)津?qū)動器上，從而推動探頭產(chǎn)生超聲波。 3）超聲波接收電路的反相端只能流過交流電，不存在對地的直流 通道。 圖 42 由非門組成的發(fā)射電路 超聲波接收電路 一、由運算放大器組成的接收電路 圖 43 超聲波接收電路是由一個運放組成的聲波放大電路，這樣電路組成在日常生產(chǎn)生活當(dāng)中非常常見，具有以下等特點： 1）常見的采用運放構(gòu)成的接收電路，一般都要求必須正負電源供電對稱。從內(nèi)部結(jié)構(gòu)上來講，它是由兩個壓電晶體和共振板共同組成的。由晶片構(gòu)成的蜂鳴器，只要對其進行簡單的供電（即將 5V 的直流電流加在其兩端上）就能夠?qū)崿F(xiàn)鳴響功能，用于對目標(biāo)人群的提醒。當(dāng)松開按鍵時也就是為低電平時，則系統(tǒng)停止測量。可以說如果沒有時鐘電路來驅(qū)動和調(diào)節(jié)單片機，那么單片機就不能實現(xiàn)正常的工作。這樣系統(tǒng)究完整的實現(xiàn)了手動復(fù)位功能，實現(xiàn)手動復(fù)位，一般要求 R1= 200? 。系統(tǒng)想要實現(xiàn)上電復(fù)位，只需在 RST 端口加一個正脈沖信號，只要這個正脈沖信號足夠?qū)捑湍軡M足復(fù)位的條件實現(xiàn)系統(tǒng)自動復(fù)位。 圖 31 STC89C51 各個引腳的功能： P0 口是用來將顯示信號數(shù)據(jù)送入給 LCD 顯示器， P20~P22口是將控制命令送給 LCD 以達到控制顯示方式的目的。 2. 采用的 STC89C51 系列單片機有可編程閃爍存儲器，在 系統(tǒng)開發(fā)時可以反復(fù)擦寫。 測量與控制方法 超聲波測距的算法設(shè)計 : 已知超聲波在空氣中具有固定的速度 t，其中 t 為340m/s。其方波的脈沖寬度是根據(jù)與被測物的距離來決定的，不同的距離其寬度也不相同，脈沖寬度與發(fā)射端距被測物的距離成正比例關(guān)系。也就是說，用壓電晶體制成的是一種可逆的傳感器。其最主要的超聲波探頭則是用壓電晶片制作而成，能夠控制超聲波的發(fā)射與接收。 (3) 熱學(xué)作用 超聲波在介質(zhì)內(nèi)部傳輸會導(dǎo)致介質(zhì)產(chǎn)生熱量，在介質(zhì)吸收超聲波的同時也會將熱量吸收，這事實上也就是介質(zhì)的能量吸收過程。有時足以達到破 壞介質(zhì)的程度。三種波由于性質(zhì)不同所能傳 播的介質(zhì)也不同，橫波在固體介質(zhì)中才能傳播，縱波在固液氣三態(tài)中都可以有效的傳播，表面波傳播會因為傳播深度的增加，而導(dǎo)致速度慢慢減小。超聲技術(shù)從產(chǎn)生聲波再通過發(fā)射電路發(fā)送最后被接收器接收來完成這個物理過程。 第五章主要介紹系統(tǒng)軟件組成，著重講解語音模塊在系統(tǒng)中的應(yīng)用。 本課題的主要研究內(nèi)容 本論文章節(jié)內(nèi)容安排如下： 第一章緒論部分主要分析國內(nèi)和國際的研究現(xiàn)狀及超 聲防撞系統(tǒng)發(fā)展階段，充分理解對其進行研究的價值和意義。若駕駛員駕駛失誤超出安全距離時，車載防撞系統(tǒng)會發(fā)出燈光和語音報警信號以提醒駕駛員合理駕駛。 到了 80年代中期 ，隨著超聲波理論及微處理器性能的不斷提升，汽車防撞系統(tǒng)研究性能不斷提升而價格逐漸降低。 汽車防撞系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀 在二十世紀(jì)六十年代初期，歐洲和美國為首的發(fā)達國家掀起了一股對汽車防撞系統(tǒng)研究的熱潮。所以超聲測距被廣泛應(yīng)用于車載倒車?yán)走_方面，在空氣測距中應(yīng)用廣泛。在陰暗、能見度低、地形復(fù)雜和強烈電磁干擾的情況下，依然可以正常工作，實現(xiàn)測距功能并能保持穩(wěn)定性和可靠性。 超聲波在傳播介質(zhì)的分辨力高，能量小，傳輸距離長等，利用聲波測距可以實現(xiàn)實時控制，也使得計算更加便捷。面臨當(dāng)今交通安全現(xiàn)狀，設(shè)計了一個響應(yīng)速度快，穩(wěn)定性好，經(jīng)濟實用的車輛碰撞預(yù)警系統(tǒng)迫在眉睫。而在現(xiàn)今汽車擁擠的情況下，城市道路擁堵所引起的交通事故屢見不鮮，對人民生命財產(chǎn)的威脅與日俱增，影響人民的正常生活。 關(guān)鍵詞 ： STC89C5超聲波、數(shù)碼管、語音報警 II 第 II 頁 The automotive anticollision system based on ultrasonic distance measurement Abstract In recent years, highway rearend collision accident occurred frequently in our country, the automobile rearend collision warning system has good development prospect in road safety. Around in order to reduce obstacles to the driver39。因此本次設(shè)計采用超聲波測距系統(tǒng)，作為汽車的安全行駛輔助裝置，該系統(tǒng)能夠通過語言報警和更為直觀的LED 顯示功能提醒駕駛員注意安全，提高了停車的安全。為了減少周圍障礙物對駕駛員的干擾，幫助駕駛員感知障礙物的位置能夠提前有效的避開。該設(shè)計的電路設(shè)計部分合理簡單、操作穩(wěn)定、性能優(yōu)越、測距速度快、計算方法簡單迅速、容易達到實時監(jiān)控的目的，并且達到了工業(yè)實用上的測量誤差要求。s safety driving assist device, the system can alarm through language and more intuitive LED display to remind the driver pay attention to safety, to improve the safety of parking. Hardware part of this design is mainly posed of main control circuit and ultrasonic transmitting circuit, receiving circuit circuit position, as well as the auxiliary display circuit, voice alarm circuit and power circuit, software part by ultrasonic transceiver subprogram, timer subroutine and display subroutine and voice alarm subroutine and other parts. Due to the propagation velocity of ultrasonic wave in air is fixed, therefore this design by STC89C51 single chip microputer to calculate the roundtrip time of ultrasound from launch to be accepted, and transmission distance is calculated to achieve the purpose of realtime measuring distance. Circuit design part of the design is simple and reasonable, superior performance, stable operation range fast puting method is simple, and easy to achieve the purpose of realtime monitoring, and reached the industrial measurement error on the practical requirements. Keywords: STC89C51, ultrasonic, digital tube, voice alarm III 第 III 頁 目錄 第一章 緒論 ........................................................................................................................................................... 1 課題研究的現(xiàn)狀和發(fā)展歷史及意義 ...................................................................................................... 1 汽車防撞系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀 ........................................................................................................................ 2 本課題的主要研究內(nèi)容 ............................................................................................................................. 2 第二章 超聲波測距的原理 ................................................................................................................................... 4 超聲波的基本理論 ........................................................................