【正文】 被測物反射回波的時間來測量距離其原理如圖所示，對于距離較短和要求不高的場合我們可認為空氣中的聲速為常數(shù)，我們通過測量回波時間 T 利用公式： 2TCS ?? 其中， S 為被測距離、 V 為空氣中聲速、 T 為回波時間， 21 TTT ?? 可以計算出路程，這種 方 法不受聲波強度的影響，直接耦合信號的影響也可以通過設置“時間門”來加以克服。距離的計算公式為 ： 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間。這樣，定時器就記錄下了超聲波自發(fā)射點至障礙物之間往返傳播經(jīng)歷的時間 t 。 在使 用時，如果溫度變化不大，則可以認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，通過輸出引腳輸入 至驅動器，經(jīng)驅動器驅動后推動探頭產(chǎn)生超聲波。本設計采用第二種方法產(chǎn)生超聲波發(fā)射信號。本系統(tǒng)將 40 KHz方波信號分成兩路，分別由 74LS04 經(jīng)兩次和一次反向放大，從而構成推拉式反向放大。輸出端采用兩個反向器并聯(lián)，用以提高驅動能力，上拉電阻 R R9 一方面可以提高反向器 74LS04 輸出高電平的驅動能力，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間。超聲波發(fā)射換能器與接收換能器在結構上稍有不同，使用時應分清器件上的標志。 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過強而產(chǎn)生失真，集成塊內(nèi)部有自動電平限制電路，對前置放大器的增益進行自動限制。 檢測器：將返回的超聲波的包絡解調(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接收器 IC 相同或相似 ， 故可用來代換多種型號的遙控信號接收集成電路。增大電阻 R 或減小C，將使負反饋量增大，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 接入一個電阻，用以設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，可采用多個超聲 11 波換能器分別作為多 路超聲波發(fā)射 /接收的設計方法。 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主瓣和幾個副瓣構成，其物理意義是 0度時電壓最大，角度逐漸增大時，聲壓減小。 STC89C51的簡介 STC89C51是兼容 8051內(nèi)核的單片機，是高速低功耗的新一代 8051單片機， 12時鐘機器周期和 6時鐘周期可反復設置 。 4． 用戶應用程序空間 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。超聲波對液體、固體的穿透本領很大，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 倒車雷達 的軟件設計 軟 件總體結構框圖 超聲波倒車雷達系統(tǒng)的軟件設計主要由主程序、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)射超聲脈沖啟動定時器工作，同時啟動接收電路工作，當接收電路有信號輸入時，對輸入信號進行處理。 主程序除了完成定時器 T0、中斷源 TNT0 初始化外，主要實現(xiàn)超聲波的巡回發(fā)射（調(diào)用超聲波發(fā)射程序）和距離的動態(tài)掃描顯示； INT0 中斷服務程序計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，另一方面與設定值（比如 1m）進行比較，如小于 1m，接蜂鳴器報警，否則關閉報警；如果車尾距離障礙物的距離較遠，超聲波往返時間就會超過了定時器 T 一次性最長的定時時間，則 T0 發(fā)生溢出而中斷，這 時進行距離計算，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，然后是一個重復的控制發(fā)射信號的過程， 即調(diào)用發(fā)射子程序幾遍，而且每次發(fā)射周期結束都很判斷在發(fā)射信號后延時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。進入中斷程序后就立即關閉計時器 T0停止計時，并將測距成功標志字賦值 1即 Testok=1。 顯示及報警子程序框圖 ： 屏蔽外部中斷 屏蔽定時器中斷 關定時器 屏蔽外部中斷 關定時器 Testok=2 返回 屏蔽定時器中斷 關定時器 T0 關 外部中斷 Testok=1 返回 屏蔽 T0 中斷 19 圖 顯示子程序框圖 圖 報警子程序框圖 本章小結 本章介紹了系統(tǒng)的軟件部分，包括各部分的詳細介紹和程序設計框圖，對于程序的編寫做了準備。開關門的可靠性是標志超聲波傳感器可靠性的關鍵，即同門控制。2 目標距離和目標反射情況。影響測量誤差的因素很多，還有現(xiàn)場環(huán)境干擾、實際脈沖頻率等。 實驗步驟 第一，驗證硬件各部分接觸是否完好 ； 第二，接通電源，按復位鍵，進行系統(tǒng)初始化； 第三，設定報警距離，在超聲波發(fā)射方向設立障礙物，觀察在被測距離范圍內(nèi)報警器是否報警； 第四，改變報警距離，進行多次 顯示記錄，觀察是否能夠準確報警。 本章小結 本章對于系統(tǒng)的實現(xiàn)做了多次實驗，進行了測量和誤差的分析。 但是現(xiàn)在市場上大多數(shù)倒車雷達多數(shù)存在這幾點不足： （ 1） 最大有效探測距離問題 ； （ 2） 反應速度問題 ； （ 3） 探測盲區(qū)問題 。本文工作開始到撰寫的每一個階段都是在我的導師悉心指導下完成的， 在這次設計中我不僅鞏固了專業(yè)知識，而且提高了動手的能力，更重要的是這次畢業(yè)設計培養(yǎng)了我塌實的作風，端正了我學習的態(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)設計的每個階段，從查閱資料，設計草案的確定和修改，到中期檢查，后期詳細設計，試驗測試等整個繁瑣的過程中老師都給予了我悉心的指導。 還 要感謝黑龍江工程學院四年來對我的大力栽培。 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)液晶的顯示對比度。 define LCM_Data P0 define Busy 0x80 //用于檢測 LCM 狀態(tài)字中的 Busy 標識 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 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)。 //關閉顯示 WriteCommandLCM(0x01,1)。= 0x1。 //當要顯示第二行時地址碼 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))。 //關閉外部中斷 EA=1。 //啟動定時器 0 IT0=0。 test =0。 ePutstr(0,1,examp2)。 // 啟動時必須的延時，等待 lcm進入工作狀態(tài) mdelay(300)。 uchar CONT_1。 void delay_20us()。//數(shù)碼管 09 uint distance[4]。 //為 STC 單片機定義 ,系統(tǒng)時鐘分頻 //為 STC 單片機的 IO 口設置地址定義 //*********************************************** 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。 // 顯示光標移動設置 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 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業(yè)上鼓勵和幫助的朋友，在此