【正文】 信號(hào)越強(qiáng) ,距離越遠(yuǎn)、信號(hào)越弱 ,通常在 1mv～ 1V之間。該四放大器可以工作在低到 伏或者高到 32 伏的電源下 ,靜態(tài)電流為 MC1741 的靜態(tài)電流的五分之一。而且同時(shí)可以通過選擇 CD4051 的 A、 B、 C 口來選擇不同的超聲波發(fā)射器工作。此外 ,CD4051 還設(shè)有另外一個(gè)電源端 VEE,以作為電平位移時(shí) 使用 ,從而使得通常在單組電源供電條件下工作的 CMOS 電路所提供的數(shù)字信號(hào)能直接控制這種多路開關(guān) ,并使這種多路開關(guān)可傳輸峰－峰值達(dá) 15V 的交流信號(hào)。使用 ULN2801（達(dá)林頓反向驅(qū)動(dòng)器）組成的驅(qū)動(dòng)電路能夠增大電流從而增大發(fā)射的功率 ,這樣就能夠使傳輸?shù)木嚯x達(dá)到實(shí)際的需要（即遠(yuǎn)大于設(shè)定的 10M） [8][9]。 (b) 超聲波發(fā)射器的工作原理 超聲波發(fā)射及驅(qū)動(dòng)電路 ,多諧振蕩器產(chǎn)生 40kHz 的振蕩源 ,為了控制振蕩的產(chǎn)生或者停止 ,將 555 的 4 號(hào)端口作為一個(gè)輸入端作為控制端 C,當(dāng) C=“0”時(shí) ,振蕩停止 ,反之 C=“1”時(shí) ,產(chǎn)生振蕩。目前的壓電式 具有 以 下三個(gè)優(yōu)點(diǎn)： （ 1）靈敏度和分辨率高 ,線性范圍比較大 ,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、牢固 ,可靠性好 ,壽命長(zhǎng)； （ 2）體積小 ,重量輕 ,剛度、強(qiáng)度、承載能力和測(cè)量范圍比較大 ,動(dòng)態(tài)響應(yīng)頻帶寬 ,動(dòng)態(tài)誤差??； （ 3）易于大量生產(chǎn) ,便于選用 ,使用和校準(zhǔn)方便 ,并且便于近測(cè)和遙測(cè) ； 常用的壓電材料有石英晶體、壓電陶瓷等。 超聲波發(fā)射電路 單片機(jī) AT89C51 單片機(jī)通過 、 、 引腳來控制 CD4051 的輸出端 3口 ,通過 ULN2801(達(dá)林頓反向驅(qū)動(dòng)器 )來增大電流進(jìn)而驅(qū)動(dòng)超聲波發(fā)射器（ CSB40T）然后單片機(jī)不停的檢測(cè) INT0 引腳 ,當(dāng) INTO 引腳電平由高電平變?yōu)榈碗娖綍r(shí)就認(rèn)為超聲已返回 ,通過單片機(jī) T0 計(jì)數(shù)器所計(jì)的數(shù)據(jù)就是超聲波所經(jīng)歷的時(shí)間 ,通過編程換算可得 出超聲波和障礙物間的距離 ,由單片機(jī)處理后通過 口送出待顯示的信號(hào)并且通過 2 位數(shù)碼管顯示所測(cè)的距離。 P2 可以驅(qū)動(dòng)（吸收或輸出電流） 4 個(gè) LSTTL 負(fù)載。門口能驅(qū)動(dòng)（吸收或輸出電流） 4 個(gè) LSTTL 負(fù)載 ,對(duì) 8058032, 引腳的第二功能為 T2 定時(shí) /計(jì)數(shù)器的外部輸入 , 引腳的第二功能為 T2EX 捕捉、重裝觸發(fā) ,即 T2 的外部控制端。輸入 /輸出 I/O 引腳 P0、 P P P3共 32 根。在從外部程序存儲(chǔ)器取令（或常數(shù)）期間 ,每個(gè)機(jī)器周期兩次 PESN 有效。然而要注意的是 ,每當(dāng)訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí) ,將跳過一個(gè) ALE 脈沖。當(dāng) VCC 主電源下掉到低于規(guī)定的電平 ,而 VPD 在其規(guī)定的電壓范圍內(nèi) ,VPD 就向內(nèi)部 RAM 提供備用電源。采用外部振蕩器時(shí) ,對(duì) CHMOS單片機(jī) ,該引腳懸浮 、 控制或與其他電源復(fù)用引腳 RST/VPD、 ALE/PROG、PSEN 和 EA/VPP。在單片機(jī)內(nèi)部 ,它是一個(gè)反相放大器的輸入端 ,這個(gè)放大器構(gòu)成了片內(nèi)振蕩器。其中： VCC（ 40腳）接 +5V 電壓。 構(gòu)成一個(gè)完整的微型計(jì)算機(jī)。因此選擇方案二的性價(jià)比最高 ,能用價(jià)格比較低廉的硬件來實(shí)現(xiàn)良好的功能 ,因此我們選用第二方案來實(shí)現(xiàn)本系統(tǒng)功能。溫度檢測(cè)電路采用 DALLS 公司的 DS18B20 數(shù)字溫度傳感器。超聲波發(fā)生電路產(chǎn)生 40KHz 的調(diào)制脈沖 ,轉(zhuǎn)換為超聲波信號(hào)向前方空間發(fā)射。系統(tǒng)中 ,超聲波換能器的型號(hào)為 CSB40T。運(yùn)用 、 、 分別控制CD4051 的 A、 B、 C 來控制不同超聲波發(fā)射器和接收器的工作 ,INT0 超聲波信號(hào)檢測(cè)。通常超聲波傳感器有兩類：一類是發(fā)射電路和接收電路互相獨(dú)立的分體式超聲波傳感器 ,此類傳感器測(cè)距有效范圍比較大。 使揚(yáng)聲器停止發(fā)出報(bào)警聲 ,直到下一次測(cè)距結(jié)束產(chǎn)生新的報(bào)警聲。 (4) 測(cè)速電路 測(cè)速電路由傳感器脈沖放大器整形器 CC7555 時(shí)基信號(hào)電路選通門組成霍爾集成傳感器將車輪轉(zhuǎn)速信號(hào)變成脈沖信號(hào)輸出經(jīng)放大整形電路后送入選通門 。利用超聲波測(cè)距具有以下特點(diǎn)：測(cè)量靈敏度高 ,穿透力強(qiáng) ,測(cè)量速度快 ,測(cè)量角度大可對(duì)較大范圍內(nèi)的物體進(jìn)行檢測(cè)。從前必須由硬件實(shí)現(xiàn)的控制功能，現(xiàn)在可以通過單片機(jī)用軟件方法實(shí)現(xiàn)，這種以軟件取代硬件并提高系統(tǒng)性能的控制計(jì)術(shù)，稱為微控制技術(shù)。 （ 1）家用電器 目前 ,各種家用電器已普遍采用單片機(jī)控制取代傳統(tǒng)的控制電路 ,如全自動(dòng)洗衣機(jī)、電冰箱、空調(diào)機(jī)、微波爐、電飯煲、電視機(jī)、錄像機(jī)、手機(jī)、 MP MP攝像機(jī)及其他視頻音像設(shè)備的控制器； （ 2）辦公自動(dòng)化 現(xiàn)在辦公室中所使用的 大量通信、信息產(chǎn)品多數(shù)都采用了單片機(jī)，如計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的鍵盤譯碼、硬盤驅(qū)動(dòng)、打印機(jī)、繪圖儀、復(fù)印機(jī)、電話、傳真機(jī)、考勤機(jī)、計(jì)算機(jī)等； （ 3）商業(yè)領(lǐng)域 商業(yè)營(yíng)銷系統(tǒng)廣泛使用的電子秤、收款機(jī)、條形碼閱讀器、倉(cāng)儲(chǔ)安全檢測(cè)系統(tǒng)、商場(chǎng)的導(dǎo)購(gòu)電子顯示系統(tǒng)、保安系統(tǒng)、空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)、冷凍保鮮系統(tǒng)等，目前已紛紛采用單片機(jī)構(gòu)成專用系統(tǒng)； （ 4）工業(yè)領(lǐng)域 智能儀器儀表：目前變送器、電器測(cè)量?jī)x表普遍采用單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng) 替代傳統(tǒng)的測(cè)量系統(tǒng)，使測(cè)量系統(tǒng)具有各種智能化功能，如存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)處理、查找、判斷、聯(lián)網(wǎng)和語音功能等。 （ 1） 在單片機(jī)中采用精簡(jiǎn)指令集（ RISC）； （ 2） 提升了指令提升速度； （ 3） 在芯片上集成大容量的 Flash 存儲(chǔ)器 ,可以實(shí)現(xiàn) ISP 和 IAP 編程； （ 4） 使用數(shù)字 模擬相混合的集成技術(shù)； （ 5） 增加增強(qiáng)通信接口； （ 6） 低電壓、低功耗、低價(jià)位。 自 20 世紀(jì) 70 年代初期單片機(jī)問世以來 ,它已經(jīng)經(jīng)歷了 5 個(gè)發(fā)展階段。單片機(jī)盡可能地把應(yīng)用所需的各種資源集成在一塊芯片內(nèi) ,性能高 ,但是價(jià)格卻相對(duì)低廉。另外 ,由于它可以很容易地嵌入到各種儀器和現(xiàn)場(chǎng)控制設(shè)備中 ,因此也叫嵌入式微控制器（ Embedded MCU）。能夠大大降低軟件的復(fù) 雜程度。 研究?jī)?nèi)容 在倒車時(shí)不斷測(cè)量汽車尾部與其后面障 礙物的距離 ,并實(shí)時(shí)顯示其與障礙物之間的距離 ,在不同的距離范圍內(nèi)發(fā)出不同的報(bào)警信號(hào) ,并且提高報(bào)警系統(tǒng)的穩(wěn)定性 ,以提高汽車倒車時(shí)的安全性。當(dāng)加到它兩端的交流電壓的頻率和晶片的共振頻率相等時(shí) ,輸出的能量最大 ,靈敏度也最高。超聲波測(cè)距的工作原理是超聲波發(fā)射探頭不斷地發(fā)射出 40KHz 超聲波 ,遇到障礙物后反射回反射波 ,超聲波接收探頭接收到反射波信號(hào) , 并將其轉(zhuǎn)變?yōu)殡娪嵦?hào)。 當(dāng)然更多的超聲波傳感器是固定地安裝在不同的裝置上 ,“ 悄無聲息 ” 地探測(cè)人 們所需要的信號(hào)。 (2)諧振帶寬、波束角可以通過制作控制得很窄 ,有利于抗聲波干擾設(shè)計(jì)。超聲傳感器探頭的核心是其塑料外套或者金屬外 套中的一塊壓電晶片。當(dāng)車速與車距距離進(jìn)入比較危險(xiǎn)的狀態(tài)時(shí) ,單片機(jī)自動(dòng)控制發(fā)出緊急制動(dòng)信號(hào)剎車 ,以此來達(dá)到防撞的目的。 科學(xué)依據(jù) 單片機(jī)的應(yīng)用日益普及 ,汽車的數(shù)量急劇增加 ,保障汽車駕駛?cè)藛T的安全也變得越來越重要了。warning system。 本文介紹的是基于 AT89C51 單片機(jī)的超聲波倒泊防撞報(bào)警器 ,介紹了硬件選擇 ,軟件方案 ,系統(tǒng)基本功能 ,和待改進(jìn)的方向 。實(shí)時(shí)數(shù)字顯示測(cè)得的距離 ,在不同距離范圍內(nèi)能發(fā)出不同的聲光報(bào)警信號(hào)。 四、接受任務(wù)學(xué)生： 班 姓名 五、開始及完成日期： II 自 年 月 日 至 年 月 日 六、設(shè)計(jì)（論文）指導(dǎo)（或顧問）： 指導(dǎo)教師 簽名 簽名 簽名 教研室主任 〔 學(xué)科組組長(zhǎng)研究所所長(zhǎng) 〕 簽名 系主任 簽名 xxxx 年 xx月 xx 日 III 摘 要 隨著中國(guó)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展和居民生活水平的不斷提高 ,居民擁有汽車的數(shù)量越來越多。 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 題目： 汽車倒泊防撞報(bào)警器的設(shè)計(jì) I 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 誠(chéng) 信 承 諾 書 本人鄭重聲明：所呈交的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 《 汽車倒泊防撞報(bào)警器的設(shè)計(jì) 》 是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨(dú)立進(jìn)行研究所取得的成果 ,其內(nèi)容除了在畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）中特別加以標(biāo)注引用 ,表示致謝的內(nèi)容外 ,本畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）不包含任何其他個(gè)人、集體已發(fā)表或撰寫的成果作品。介紹一下選擇該方案的原因； AT89C51 單片機(jī)的超聲波防撞報(bào)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì)進(jìn)行硬件設(shè)計(jì)，包括芯片的選擇、用 Protel 畫出相應(yīng)的硬件圖； ，包括程序流程圖、中斷流程圖的研究及系統(tǒng)程序的編程； 。駕駛員希望能有一種汽車報(bào)警系統(tǒng) ,在行駛的時(shí)候能夠不斷測(cè)量 車輛車尾與后面障礙物的距離 （或車與車的距離） , 而且能夠在儀表板上顯示出來 ,并在不同的警示距離范圍發(fā)出不同的報(bào)警信號(hào) ,以提高駕駛的安全性。能夠有效的提高汽車的安全性能 ,保障汽車駕駛?cè)藛T的安全 。distance measurement system。隨著人們 安全意識(shí)的提高 ,在汽車上安裝防撞倒泊警報(bào)器將必不可少。并發(fā)出不同頻率的報(bào)警信號(hào)。 超聲波傳感器 用超聲波作為檢測(cè)手段 ,必須有超聲波發(fā)射器和超聲波接收器分別來發(fā)射和接收超聲波 ,完成這兩種功能的器件就是 超聲波傳感器 （本設(shè)計(jì)中采用 CSB40T1 和 CSB40R1）。超聲波傳感器具有以下幾個(gè)特性 ： (1)在自身特性諧振點(diǎn) 40KHz 附近可獲得較高的靈敏度 ,通常選用 40KHZ 為其工作頻率。 超聲波應(yīng)用 超聲波的頻率高至 20200Hz 以上（每秒振動(dòng) 20200 次以上） ,由于它的頻率高 ,因此具有以下特點(diǎn)： （ a） 方向性好 ,幾乎沿直線傳播； （ b） 穿透能力強(qiáng) ,能穿透許多電磁波不能穿透的物質(zhì)； xx 大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 2 （ c）在媒質(zhì)中傳播時(shí)能產(chǎn)生巨大的作用力 ,可以用來為硬質(zhì)材料做切割、鑿孔等 ,也可以用來清洗和消毒等對(duì)于超聲波的應(yīng)用 ； 我們比較熟悉的就是醫(yī)院中常用的 B 超 ,它是把超聲波射入人體 ,根據(jù)人體組織對(duì)超聲波的傳導(dǎo)和反射能力的變化來判斷有無異常 ,如對(duì)人體臟器做病變檢查、結(jié)石檢查等 ,它具有對(duì)人體無損傷、簡(jiǎn)便迅速的優(yōu)點(diǎn) 。由于它有指向性強(qiáng)、方向性好、傳播能量大、 傳播速度為 340m/s。 超聲波傳感器的主要性能指標(biāo) （ 1） 工作頻率 ： 工作頻率就是壓電晶片的共振頻率。機(jī)電耦合系數(shù)大 ,靈敏度高；反之 ,靈敏度低。利用 555 來控制蜂鳴器的發(fā)聲頻率 ,直接運(yùn)用單片機(jī)的 I/O 口控制報(bào)警器的工作。單片機(jī)是針對(duì)控制與檢測(cè)應(yīng)用而設(shè)計(jì)的 ,又稱為微控制器 (Microcontroller Unit,MCU)。 （ 2） 具有較高的性能價(jià)格比。程序固化在 ROM 類型的存儲(chǔ)器中不易被破壞；許多資源集成在一個(gè)芯片上 ,可靠性高。目前 ,8 位單片機(jī)表現(xiàn)出多功能、多選擇、高速度、低功耗、低價(jià)格、存儲(chǔ)容量大和 I/O 功能加強(qiáng)及結(jié)構(gòu)兼容的特點(diǎn)。所下大致介紹一些典型的應(yīng)用領(lǐng)域和應(yīng)用特點(diǎn)。 單片機(jī)應(yīng)用重要的意義在于：它從根本上改變了傳統(tǒng)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思想和設(shè)計(jì)方案。 該報(bào)警器由控制系統(tǒng) ,超聲波發(fā)射電路、接收電路測(cè)速電路報(bào)警電路、 LED 顯示電路組成電路原理框圖超聲波發(fā)射電路由 CC7555 時(shí)基電路和超聲波發(fā)射探頭組成 ,單片機(jī)AT89C2051 的 引腳控制 CC7555 時(shí)基電路產(chǎn)生 40KHZ 的頻率信號(hào)給超聲波發(fā)生器 ,由超聲波探頭發(fā)射的超聲波射向障礙物。 (3) LED 顯示電路 LED 顯示電路由數(shù)碼管和驅(qū)動(dòng)電路組成 ,用兩個(gè)數(shù)碼管顯示距離 ,數(shù)碼管采用靜態(tài)顯示 ,由芯片 MCS14495 驅(qū)動(dòng)顯示 、 分別作為驅(qū)動(dòng)芯片 MCS14495 的鎖存信號(hào)用于控汽車倒泊防撞 警報(bào) 器的設(shè)計(jì) 7 制產(chǎn)生的 BCD 二進(jìn)制編碼表示的十進(jìn)制數(shù)碼是顯示高位還是低位。 (5) 報(bào)警電路 報(bào)警電路由 CC7555 電路和揚(yáng)聲器組成 AT89C2051 的 控制 CC7555 電路根據(jù)