【正文】 被測物反射回波的時(shí)間來測量距離其原理如圖所示，對(duì)于距離較短和要求不高的場合我們可認(rèn)為空氣中的聲速為常數(shù)，我們通過測量回波時(shí)間 T 利用公式： 2TCS ?? 其中， S 為被測距離、 V 為空氣中聲速、 T 為回波時(shí)間， 21 TTT ?? 可以計(jì)算出路程，這種 方 法不受聲波強(qiáng)度的影響，直接耦合信號(hào)的影響也可以通過設(shè)置“時(shí)間門”來加以克服。距離的計(jì)算公式為 ： 22 tcsd ??? 其中， d 為被測物與測距儀的距離， s 為聲波的來回的路程， c 為聲速， t 為聲波來回所用的時(shí)間。這樣，定時(shí)器就記錄下了超聲波自發(fā)射點(diǎn)至障礙物之間往返傳播經(jīng)歷的時(shí)間 t 。 在使 用時(shí)，如果溫度變化不大，則可以認(rèn)為聲速是基本不變的。前者利用軟件產(chǎn)生 40KHz 的超聲波信號(hào)，通過輸出引腳輸入 至驅(qū)動(dòng)器，經(jīng)驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)后推動(dòng)探頭產(chǎn)生超聲波。本設(shè)計(jì)采用第二種方法產(chǎn)生超聲波發(fā)射信號(hào)。本系統(tǒng)將 40 KHz方波信號(hào)分成兩路，分別由 74LS04 經(jīng)兩次和一次反向放大，從而構(gòu)成推拉式反向放大。輸出端采用兩個(gè)反向器并聯(lián)，用以提高驅(qū)動(dòng)能力，上拉電阻 R R9 一方面可以提高反向器 74LS04 輸出高電平的驅(qū)動(dòng)能力，另一方面可以增加超聲波換能器的阻尼效果，縮短其自由振蕩的時(shí)間。超聲波發(fā)射換能器與接收換能器在結(jié)構(gòu)上稍有不同，使用時(shí)應(yīng)分清器件上的標(biāo)志。 超聲波接收部分采用集成芯片 CX20xx6A，這是一款紅外線檢波接收的專用芯片。為了不使放大器的輸出信號(hào)過強(qiáng)而產(chǎn)生失真，集成塊內(nèi)部有自動(dòng)電平限制電路，對(duì)前置放大器的增益進(jìn)行自動(dòng)限制。 檢測器：將返回的超聲波的包絡(luò)解調(diào)回來。常用的載波頻率 38khz 與測距的 40khz 較為相近，可以利用它來做接收電路。這種 IC 性能優(yōu)越 ， 封裝形式及體積與許多遙控信號(hào)接收器 IC 相同或相似 ， 故可用來代換多種型號(hào)的遙控信號(hào)接收集成電路。增大電阻 R 或減小C，將使負(fù)反饋量增大，放大倍數(shù)下降，反之則放大倍數(shù)增大。 （ 5） 5 腳：該腳與電源端 VCC 接入一個(gè)電阻，用以設(shè)置帶通濾波器的中心頻率f0，阻值越大，中心頻率越低。 （ 8） 8 腳： 電源正極， ～ 5V。為了增加所測量的覆蓋范圍、減小測量誤差，可采用多個(gè)超聲 11 波換能器分別作為多 路超聲波發(fā)射 /接收的設(shè)計(jì)方法。 超聲波傳感器的特性 超聲波傳感器的基本特性有頻率特性和指向特性，這里以課題中選用的傳感器特性為例子 。其頻率特性如圖 。因此，超聲波接收傳感器具有很好的頻率選擇特性。因此，超聲接收傳感器應(yīng)與輸入阻抗的前置放大器配合使用，才能有較高的接收靈敏度。 超聲傳感器的指向圖由一個(gè)主瓣和幾個(gè)副瓣構(gòu)成，其物理意義是 0度時(shí)電壓最大，角度逐漸增大時(shí)，聲壓減小。 STC89C51的簡介 STC89C51是兼容 8051內(nèi)核的單片機(jī)，是高速低功耗的新一代 8051單片機(jī)， 12時(shí)鐘機(jī)器周期和 6時(shí)鐘周期可反復(fù)設(shè)置 。 4． 用戶應(yīng)用程序空間 4K/8K/16K/20K/32K/64K 字節(jié) 。 8． EEPROM 功能 。 12．外部中斷 2路，下降沿中斷或電平觸發(fā)中斷， power down 模式可由外部中斷低電平觸發(fā)中斷方式喚醒 。 超聲波傳感器的選擇 超聲波傳感器的簡介 超聲波傳感器選擇的是 DYPME007 超聲波測距模塊，可提供 的非接觸式距離感測功能，包括超聲波發(fā)射器、接收器與控制電路。超聲波對(duì)液體、固體的穿透本領(lǐng)很大，尤其是在陽光不透明的固體中，它可穿透幾十米的深度。小功率超聲探頭多作探測作用。 15 第 4 章 倒車?yán)走_(dá) 的軟件設(shè)計(jì) 軟 件總體結(jié)構(gòu)框圖 超聲波倒車?yán)走_(dá)系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)主要由主程序、超聲波發(fā)射子程序、 INT0 超聲波接收中斷程序及顯示子程序四個(gè)主要模塊組成。 （ 4） 發(fā)射 接收控制模塊：發(fā)射控制模塊是軟件控制超聲波發(fā)射電路發(fā)射超聲脈沖啟動(dòng)定時(shí)器工作，同時(shí)啟動(dòng)接收電路工作，當(dāng)接收電路有信號(hào)輸入時(shí)，對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行處理。 主程序除了完成定時(shí)器 T0、中斷源 TNT0 初始化外，主要實(shí)現(xiàn)超聲波的巡回發(fā)射（調(diào)用超聲波發(fā)射程序）和距離的動(dòng)態(tài)掃描顯示； INT0 中斷服務(wù)程序計(jì)算車尾距離障礙物的距離數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)一方面交由主程序顯示，另一方面與設(shè)定值（比如 1m）進(jìn)行比較，如小于 1m，接蜂鳴器報(bào)警，否則關(guān)閉報(bào)警；如果車尾距離障礙物的距離較遠(yuǎn)，超聲波往返時(shí)間就會(huì)超過了定時(shí)器 T 一次性最長的定時(shí)時(shí)間，則 T0 發(fā)生溢出而中斷，這 時(shí)進(jìn)行距離計(jì)算，并顯示“ OFF”，以示車后無障礙物，可放心倒車。程序首先完成初始化過程，然后是一個(gè)重復(fù)的控制發(fā)射信號(hào)的過程， 即調(diào)用發(fā)射子程序幾遍，而且每次發(fā)射周期結(jié)束都很判斷在發(fā)射信號(hào)后延時(shí)等待的過程中是否發(fā)生了中斷，即是否有回波產(chǎn)生來判斷程序的流程。再把定時(shí)器中的數(shù)據(jù)經(jīng)過換算就 可以得出超聲波傳感器與障礙物之間的距離。進(jìn)入中斷程序后就立即關(guān)閉計(jì)時(shí)器 T0停止計(jì)時(shí)，并將測距成功標(biāo)志字賦值 1即 Testok=1。 顯示及報(bào)警子程序框圖 ： 屏蔽外部中斷 屏蔽定時(shí)器中斷 關(guān)定時(shí)器 屏蔽外部中斷 關(guān)定時(shí)器 Testok=2 返回 屏蔽定時(shí)器中斷 關(guān)定時(shí)器 T0 關(guān) 外部中斷 Testok=1 返回 屏蔽 T0 中斷 19 圖 顯示子程序框圖 圖 報(bào)警子程序框圖 本章小結(jié) 本章介紹了系統(tǒng)的軟件部分，包括各部分的詳細(xì)介紹和程序設(shè)計(jì)框圖，對(duì)于程序的編寫做了準(zhǔn)備。開關(guān)門的可靠性是標(biāo)志超聲波傳感器可靠性的關(guān)鍵，即同門控制。2 目標(biāo)距離和目標(biāo)反射情況。影響測量誤差的因素很多，還有現(xiàn)場環(huán)境干擾、實(shí)際脈沖頻率等。 實(shí)驗(yàn)步驟 第一，驗(yàn)證硬件各部分接觸是否完好 ； 第二，接通電源，按復(fù)位鍵，進(jìn)行系統(tǒng)初始化； 第三，設(shè)定報(bào)警距離，在超聲波發(fā)射方向設(shè)立障礙物，觀察在被測距離范圍內(nèi)報(bào)警器是否報(bào)警； 第四，改變報(bào)警距離，進(jìn)行多次 顯示記錄，觀察是否能夠準(zhǔn)確報(bào)警。 本章小結(jié) 本章對(duì)于系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)做了多次實(shí)驗(yàn)，進(jìn)行了測量和誤差的分析。 但是現(xiàn)在市場上大多數(shù)倒車?yán)走_(dá)多數(shù)存在這幾點(diǎn)不足： （ 1） 最大有效探測距離問題 ； （ 2） 反應(yīng)速度問題 ； （ 3） 探測盲區(qū)問題 。本文工作開始到撰寫的每一個(gè)階段都是在我的導(dǎo)師悉心指導(dǎo)下完成的， 在這次設(shè)計(jì)中我不僅鞏固了專業(yè)知識(shí)，而且提高了動(dòng)手的能力，更重要的是這次畢業(yè)設(shè)計(jì)培養(yǎng)了我塌實(shí)的作風(fēng)，端正了我學(xué)習(xí)的態(tài)度，也教給了我做人的道理。雖然老師平日里工作繁多，但在我做畢業(yè)設(shè)計(jì)的每個(gè)階段，從查閱資料，設(shè)計(jì)草案的確定和修改，到中期檢查，后期詳細(xì)設(shè)計(jì)，試驗(yàn)測試等整個(gè)繁瑣的過程中老師都給予了我悉心的指導(dǎo)。 還 要感謝黑龍江工程學(xué)院四年來對(duì)我的大力栽培。 sbit k2=P1^3。 sbit k6=P1^7。 //若程序下載后液晶無任何顯示或顯示偏暗，需調(diào)節(jié)電位器來調(diào)節(jié)液晶的顯示對(duì)比度。 define LCM_Data P0 define Busy 0x80 //用于檢測 LCM 狀態(tài)字中的 Busy 標(biāo)識(shí) define uchar unsigned char define uint unsigned int uint times=0。 void WriteCommandLCM(unsigned char WCLCM,BuysC)。 void DisplayOneChar(unsigned char X, unsigned char Y, unsigned char DData)。 void mdelay(unsigned int delay)。 for( 。i++)。 LCM_RW = 0。 //延時(shí) LCM_E = 1。 LCM_RW = 0。 } unsigned char ReadDataLCM(void) //讀數(shù)據(jù) { LCM_RS = 1。 LCM_E = 1。 LCM_RW = 1。 while (LCM_Data amp。 WriteCommandLCM(0x38,0)。 WriteCommandLCM(0x38,0)。 //關(guān)閉顯示 WriteCommandLCM(0x01,1)。= 0x1。 //當(dāng)要顯示第二行時(shí)地址碼 0x40。 } /*======================================================= 顯示字符串 =======================================================*/ void ePutstr(uchar x,uchar y,uchar code *ptr) { uchar i,l=0。il。 } } } /*======================================================== 移動(dòng)顯示 =========================================================*/ void disp(uchar code *dir) 32 { uchar i,j=0。 mdelay(1000)。 unsigned int TempCycB。 for(。i++) {。 //回波引腳 sbit test = P1^1。 //自定義寄存器 bit succeed_flag。 void main(void) // 主程序 { uint distance_data,a,b。 uint temp1,temp2,temp,t_max=30,t_max1=30,t_max2=30,t_p=0,i=0。 // 這也是必需的 ....初始化 speak=1。 //系統(tǒng)時(shí)鐘為 1/8 晶振（ pdf45 頁） i=0。 //首先拉低脈沖輸入引腳 35 TMOD=0x11。 //打開定時(shí)器 0 中斷 //ET1=1。 ePutstr(0,0,exampl)。 DisplayOneChar(0,1,(0x30+a/1000%10))。 de。 DisplayOneChar(2,1,(0x30+a/10%10))。 DisplayOneChar(6,1,(0x30+c/100%10))。 //關(guān)閉外部中斷 EA=1。 //啟動(dòng)定時(shí)器 0 IT0=0。 test =0。 ePutstr(0,1,examp2)。 // 啟動(dòng)時(shí)必須的延時(shí)，等待 lcm進(jìn)入工作狀態(tài) mdelay(300)。 uchar CONT_1。 void delay_20us()。//數(shù)碼管 09 uint distance[4]。 //為 STC 單片機(jī)定義 ,系統(tǒng)時(shí)鐘分頻 //為 STC 單片機(jī)的 IO 口設(shè)置地址定義 //*********************************************** sbit Trig = P3^7。delay) for(i=0。 while(TempCycB) { 。 while(TempCyc) { 。i15。 if ( x == 16 ) { x = 0。 }。 // 算出指令碼 WriteCommandLCM(X, 0)。= 0xF。 // 顯示光標(biāo)移動(dòng)設(shè)置 WriteCommandLCM(0x0C,1)。 WriteCommandLCM(0x38,1)。 WriteCommandLCM(0x38,0)。 } 30 return(LCM_Data)。 LCM_E = 0。 } //讀狀態(tài) unsigned char ReadStatusLCM(void) { LCM_Data = 0xFF。 LCM_E = 0。 LCM_E = 0。 //根據(jù)需要檢測忙 } LCM_Data = WCLCM。 //若晶振速度太高可以在這后加小的延時(shí) mdelay(1)。 //檢測忙 LCM_Data = WDLCM。t) for(i=0。 void disp(uchar code *dir)。 void Delay5Ms(void)。 unsigned char ReadStatusLCM(void)。 code char examp2[]= 。 //定義引腳 sbit LCM_RS=P2^4。 unsigned char TMPH,TMPL。 sbit k4=P1^5。 還有許許多多給予我學(xué)業(yè)上鼓勵(lì)和幫助的朋友，在此