【正文】 溫差 較大 時(shí)，前后 兩次測距 的誤差 肯定 前后相差 也 比較大 [11]。 超聲波測距 時(shí) 需要測的是從發(fā)射 開始 到接收 到 回波信號(hào)的 這段時(shí) 間里的 聲波往返 的 時(shí)間差，由于需要 對(duì)接收到的回波信號(hào)進(jìn)行檢測，而 檢測的有效信號(hào)為反射的回波信號(hào)， 所以應(yīng)該 要盡量避免檢測到余波信號(hào) 而 超聲波檢測中最小測量盲區(qū) 存在 的主 要原因 也是因?yàn)?余波干 擾的緣故 [10]。 C 程序如下： if(xs=100) beep=0。 } if((xs4000)|xs10) { P1=0。 delay(10)。 P2=DuanMa[xs/10]。 P2=DuanMa[xs%10]。 delay(10)。 P2=DuanMa[xs/100]。 P2=DuanMa[xs/10%10]。 P2=DuanMa[xs%10%10]。 delay(10)。 delay(10)。 delay(10)。 delay(10)。//減去 60 是為了消除誤差的 60mm if((xs=1000)amp。由于這個(gè)距離值 是不斷變化的 ， 所以 ，這個(gè) 數(shù)碼管的 顯示 的 過程是在外部中斷 0 發(fā)生后 才 進(jìn)行 的 。 //關(guān)閉外部中斷 } //定時(shí)器 1 中斷 ,用做超聲波測距計(jì)時(shí) timer1() interrupt 3 // 定時(shí)器 0 中斷是 1 號(hào) { TH1=0。 //取出定時(shí)器的值 outel=TL1。 if(xs=100) beep=0。 // TL1=0。 Trig=0。 while(1) { 計(jì)時(shí)停止 指定的報(bào)警聲開啟 中斷關(guān)閉 返回 距離計(jì)算處理 顯示距離并根據(jù)距離判斷是否報(bào)警 Y N delay(60)。首先是從定時(shí)器 0 得到超聲波傳播 中 往返所用 的時(shí)間，再運(yùn)用公式計(jì)算得出 障礙物 與 車尾 之間 的 距離， 然后 再 將 測得的 距離值傳到其他 功能 模塊進(jìn)行 其他功能的 處理。 根據(jù) 前面的 對(duì) 超聲接收電路 的 分析 ， 在 超聲波集成模塊 接收到 超聲波 回波信號(hào) 后 ， 超聲波 接收電路 就 會(huì)產(chǎn)生一個(gè) 低電平 送 至單片機(jī)的 引腳，使系統(tǒng) 中斷， 則 系統(tǒng)轉(zhuǎn)入中斷處理程序。 超聲波接收電路 在 接 收到 超聲波 回波后， 通過 CX20216A 電路進(jìn)行 檢波整形比較 ， 并 向單片機(jī)發(fā)出有效信號(hào)，單片機(jī)通過外部中斷的改變記錄 回波信號(hào)的到達(dá)時(shí)間，中斷發(fā)生 之后就是表示已經(jīng) 接收到 了 回波信號(hào)，這個(gè)時(shí)候停止計(jì)時(shí)，并且讀取計(jì)數(shù)器中的數(shù)值，這個(gè)數(shù)值就是 需要 進(jìn)行 測量的時(shí)間差的數(shù)據(jù)。 在測距中， 各種信號(hào) 包括 溫度對(duì)聲速的影響都將干擾到測距 的準(zhǔn)確性 ，其中 超聲波的 余波信號(hào) 對(duì)整個(gè) 設(shè)計(jì)中測距 的精確 度 的 干擾的影響比較大 [7]。 系統(tǒng) 程序 設(shè)計(jì)的主要 的 功能是發(fā)射超聲波、接受超聲波、 計(jì)算測量距離、數(shù)據(jù)計(jì)算、 蜂鳴器報(bào)警 和 數(shù)碼管顯示。 圖 系統(tǒng)整體電路圖 在圖 中 ， 4 位共陽極數(shù)碼管的八個(gè) 顯示比劃 分別 外接 到 單片機(jī) 的 到 端口，用于顯示 所 測量距離， 數(shù)碼管的 共陽極 端 分別接在單片機(jī)的 、 、 、 這四個(gè)端口， 利 用 單片機(jī)的 動(dòng)態(tài)掃描的方式將距離顯 示出來 。 顯示模塊 連接 電路 圖如圖 所示。相反，共陰極 就 是 數(shù)碼管里面的發(fā)光二極管的陰極接在一起作為公共引腳 即公共陰極 ，在使用時(shí)此引腳接 到 電源負(fù)極。 但是， 為防止發(fā)射信號(hào)對(duì)回收信號(hào)的影響 ，本超聲波集成模塊的測量周期 最好 定在 60 ms 以上 ， 所以 本設(shè)計(jì) 將 測量周期 定在 80 ms。 另外， 此模塊 可以 自動(dòng)發(fā)送 8 個(gè) 40 kHz 的方波 脈沖 ， 并能夠 自動(dòng)檢測是否有信號(hào)返回， 如果檢測到 有信號(hào)返回則通過 I/O 口輸出 高電平，高電平的持續(xù)時(shí)間就是超 聲波從發(fā)射到返回 所用 的時(shí)間， 則，所 測量的 距離 =（高電平時(shí)間 聲速） /2。 而且 ， 它的 感應(yīng) 的 角度不大于 15176。超聲波接收電路如圖 所示。 超聲波接收 電路主要 是 由 集成 電路 CX20216A 芯片 電路構(gòu)成的 ， CX20216A 芯片 電路 可以 對(duì)超聲波信號(hào)進(jìn)行 放大、限幅、 帶通 濾波、 峰值 檢波、 整形 、比較 等功能 ， 比 較完 之后 超聲波接收電路會(huì) 輸出一個(gè)低電平到單片機(jī) 去 請(qǐng)求中斷， 當(dāng)即 單片機(jī)停止計(jì)時(shí)， 并 開始 去進(jìn)行 數(shù)據(jù)的處理 。 超聲波發(fā)射電路設(shè)計(jì) 超聲波 發(fā)射 電路 是 由 超聲波探頭和超聲波 放大器 組成。 當(dāng)進(jìn)行距離的測量 時(shí) ， 由安裝在同 一水平 線 上的 超聲波發(fā)射器和接收器完成超聲波的發(fā)射與接收， 并且 同時(shí)啟動(dòng) 定時(shí)器 進(jìn)行 計(jì)數(shù) [7]。 單片機(jī)的最小系統(tǒng)如圖 所示。 （ c） /EA/Vpp（ 31 腳） ： /EA 為 片外程序存儲(chǔ)器訪選用端。對(duì) 片內(nèi)含有 EPROM 的機(jī)型在 編程時(shí)，這個(gè)引腳用于輸入編程 脈沖 /PROG 的輸入端 [5]。 P3 口置 1 時(shí)，內(nèi)部上拉電阻將端口 電位 拉到高電平，作輸入 口使 用； 在 對(duì)內(nèi)部 Flash 程序存儲(chǔ)器編程時(shí)， 此端 接控制信息 [5]。 P2 端口置 1 時(shí)，內(nèi)部上拉電阻將端口 的 電位 拉到高電平，作 為 輸入 口使 用； 在 對(duì)內(nèi)部 的 Flash 程序存儲(chǔ)器編程時(shí)， P2 口 接收高 8 位地址和控制信息， 而 在訪問外部程序和 16 位外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)， P2 口 就 送出高 8 位地址 [5]。 P1 口 是一個(gè)帶內(nèi) 部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口 ， 而 P1 口只有通用 I/O 接口一種功能，而且 P1 口能驅(qū)動(dòng) 4 個(gè) LSTTL 負(fù)載； 在使用時(shí) 通常 不需要外接上拉電阻 就 能夠直接驅(qū)動(dòng)發(fā)光二極管 ； 在 端口置 1 時(shí)， 其內(nèi)部上拉電阻將端口拉到高電平 ，作輸入 端口 用 [5]。復(fù)位后 的 P0 口至 P3 口均置 于 高電平 ， 這時(shí) 程序計(jì)數(shù)器和特殊 功能寄存器 將 全部清零 [5]。 （ 2） 時(shí)鐘電路 的 引腳 XTAL1 和 XTAL2 為了產(chǎn)生時(shí)鐘信號(hào)， 在 89S51 單片機(jī) 的 芯片 內(nèi)部 已經(jīng) 設(shè)置了一個(gè)反相放大器， 其中 XTAL1 端口就 是片內(nèi)反相放大器的輸入端， XTAL2 端則 是片內(nèi)振蕩 器反相放大器的輸出端 [5]。 89S52 單片機(jī) 具有 以下 幾個(gè) 性能特點(diǎn)： 8k 字節(jié) 的 閃存 片內(nèi)程序存儲(chǔ)器 ， 128 字節(jié) 的 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器， 32 個(gè)外部輸入 和 輸出口， 2 個(gè)全雙工串行通信口，看門狗電路， 8 個(gè)中斷源， 2 個(gè) 16 位可編 程定時(shí)計(jì)數(shù)器，片內(nèi)震蕩和時(shí)鐘電路 且全靜態(tài)工作并由低功耗的閑置和掉電模式 [5]。 （ 9） 單片機(jī) 的保密性 是否很好， 單片機(jī)的抗干擾 的 性能 如何等 。 （ 6） 單片機(jī) 的功耗。 （ 4） 單片機(jī) 的封裝形式。例如 ：執(zhí)行 一條 指令的速度、 程序存儲(chǔ)器 的容量， I/O 口的 引腳數(shù)量等。 單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 單片機(jī)的選擇 一般 在系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 當(dāng) 中，能否完成設(shè)計(jì)任務(wù) 最重要的就在于 系統(tǒng) 的 核心器件 是否選擇合適 ，而 單片機(jī) 更是是 系統(tǒng) 控制 的 核心 ，所以 對(duì) 單片機(jī) 的選擇更是異常重要 。 而且， 此模塊的 工作頻率范圍為 39 kHz～ 41 kHz 左右，完全能在 40 kHz 工作頻率工作。當(dāng)接收回射的超聲波時(shí)，接收電路的輸出端產(chǎn)生負(fù)跳變 輸出到單片機(jī)產(chǎn)生中斷申請(qǐng) ，執(zhí)行外部中斷子程序計(jì)算距離。 本設(shè)計(jì)中將收發(fā)超聲波的探頭 分離 這樣 不會(huì)使收發(fā)信號(hào)混疊， 從而能 避免干擾， 可以很好的 提高系統(tǒng)的可靠性。從安全性，成本、方向性等方面 綜合 考慮，超聲波傳感器更適合設(shè)計(jì)要求。 （ 3） 超聲波傳感器 超聲波是一種 超出人類聽覺極限的聲波即 其 振動(dòng)頻率 高于 20 kHz 的 機(jī)械波 。 設(shè)計(jì)方案論證 測距傳感器 （ 1） 激光測距傳感器 激光傳感器 利用激光的 方向性強(qiáng) 和 傳光性好 的特點(diǎn)，它 工作時(shí)先由激光 傳感器 對(duì)準(zhǔn) 障礙物 發(fā)射激光脈沖，經(jīng) 障礙物 反射后向各個(gè)方向散射，部分散射光返回到接受傳感器，能接受 其 微弱的光信號(hào)，從而記錄并處理光脈沖發(fā)射到返回所經(jīng)歷的時(shí)間即可測定距離 ，即用往返時(shí)間的一半乘以光速就能得到距離 。 最后一章 對(duì) 全文進(jìn)行 了 總結(jié)， 并指明了 系統(tǒng)設(shè)計(jì)的 不足之處， 最后 也 對(duì) 本系統(tǒng)的 倒車?yán)走_(dá) 報(bào) 警系統(tǒng)的發(fā)展前景進(jìn)行 了 展望。在軟件設(shè)計(jì)中采用 不同模塊不同編程進(jìn)行 設(shè)計(jì) 的 ， 本設(shè)計(jì) 分別對(duì)系統(tǒng)的主程序模塊、中斷 子程序 模塊 、超聲波 測距模塊、蜂鳴器報(bào)警 模塊和數(shù)碼管的顯示模塊的各個(gè)程序進(jìn)行了 設(shè)計(jì)。首先介紹 汽車防撞系統(tǒng) 的設(shè)計(jì)要求， 然后 分別對(duì) 測距 傳感器的 選擇 和 顯示報(bào)警系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì) 做了介紹 ， 最后 提出本系統(tǒng) 的 總 體的 設(shè)計(jì) 方案，為 硬件 系統(tǒng)的 設(shè)計(jì) 打下 了基 礎(chǔ)。 系統(tǒng)包括 超聲波測距 單元 （ 超聲波集成模塊） 、 89S51單片機(jī) 控制、 蜂鳴器報(bào)警 模塊和 數(shù)碼管 顯示 模塊 。 這些系統(tǒng)主要 采用 的是 以單片機(jī)為 控制 核 心的智能 超聲波 測距傳感 器和 蜂鳴器 報(bào)警 系統(tǒng)， 這種 汽車 安全 輔助系統(tǒng) 便宜耐用 ，而且達(dá)到了汽車電子系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化的發(fā)展需求。倒車?yán)走_(dá)當(dāng)然是每輛車必備的電子安全產(chǎn)品， 如今市面上 的 主流的 汽車倒車 雷達(dá)基本都是以單片機(jī) 芯片 為 控制 核心的智能測距 報(bào)警系統(tǒng)。不過 由于 液晶顯示 的 靈敏度 比 較高， 而且它的 抗干擾能力 也 不 是很 強(qiáng)，所以誤報(bào) 的情況 也較多。所以， 本課題 所 要求 設(shè)計(jì)的 基于單片機(jī) 的 汽車 防撞裝置 將 具 有 極大的 現(xiàn)實(shí)意義 和 市場 。 本設(shè)計(jì)基于單片機(jī) 實(shí)現(xiàn)汽車防撞 ， 將超聲波測距和傳感器聯(lián)系在一起，利用單片機(jī)的實(shí)時(shí)控制和數(shù)據(jù)處理功能測量并顯示汽車與障礙物之間的距離，并在不同距離利用蜂鳴器不同頻率發(fā)出不同聲音及時(shí)報(bào)警。因此， 許多安全系統(tǒng)也應(yīng)運(yùn)而生， 諸如為 了 避免交通事故發(fā)生的主動(dòng)安全系統(tǒng)和在發(fā)生事故時(shí)的防護(hù) 安全的被動(dòng)安全系統(tǒng)， 而主動(dòng)安全系統(tǒng)對(duì)汽車交通事故的發(fā)生能起到避免的作用，所以，主動(dòng)安全系統(tǒng)的研究更為重要。 在 面臨如此嚴(yán)峻的交通安全問題，許多涉及安全問題的汽車輔助系統(tǒng)也紛紛現(xiàn)世 。汽車使用數(shù)量的不斷增加， 從而 由此導(dǎo)致的 倒車 交通 安全問題也非常嚴(yán)重 ，道路交通 壓力增加，交通安全問題也是面臨嚴(yán)峻挑戰(zhàn) 。 一些由駕駛員反應(yīng)不夠迅速而導(dǎo)致的汽碰擦， 還有 很多時(shí)候是由于駕駛員對(duì)離障礙物的距離判斷不準(zhǔn)確而造成的，如果駕駛員能提前知道障礙物的存在并且知道障礙物的距離，那么駕駛員就能及時(shí)地采取措施， 從而能 避免事故的發(fā)生。 本設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)的 汽車防撞裝置 能 減少駕駛員的 駕駛壓力 和判斷錯(cuò)誤， 使駕駛員泊車倒車更 加安全方便 ， 本設(shè)計(jì)將 對(duì)提高交通安全起到重要作用。 汽車防撞裝置這種汽車安全 輔助 裝置能 大大 減少汽車駕駛員 在 倒車 的 時(shí)候 顧慮和 對(duì)距離 判斷 的 失誤， 從而能 夠 避免 倒車的 安全問題的發(fā)生 ， 故 此裝置 對(duì)于提高交通安全將起到重要的作用。 汽車 離障礙物 距離 越近， 蜂鳴 器報(bào)警 聲越急， 蜂鳴器報(bào)警 雖然 使 駕駛員 知道有障礙物 的存在 ，但 卻 不能確定 汽車 車尾離 障礙物 有多遠(yuǎn)， 所以， 蜂鳴器報(bào)警 對(duì)駕駛員幫助不 是很 大； 之后 一個(gè)質(zhì)的飛躍 就是液晶屏顯示的出現(xiàn) ，特別是 液晶 顯示開始出現(xiàn)動(dòng)態(tài)顯示系統(tǒng)， 駕駛員 就是 只要發(fā)動(dòng) 車輛 ， 而且不 用 掛倒擋， 液晶 顯示器上就會(huì) 出現(xiàn)汽車圖案以及 汽車與 周圍 的 障礙物的距離 ，液晶顯示是 動(dòng)態(tài)顯示， 液晶顯示器的 外表美觀， 顯示的 色彩 也很 清晰， 而且 可以直接粘貼在儀表盤上，安裝 也很方便 [1]。 隨著科學(xué)技術(shù)水平 的 迅速 發(fā)展，相關(guān) 電子技術(shù)也是飛躍前進(jìn) ， 當(dāng)然， 汽車電子產(chǎn)業(yè) 也得到飛速 發(fā)展， 電子產(chǎn)業(yè)的飛速發(fā)展 使 得車載電子安全產(chǎn)品 有很大的發(fā)展前景 。 就目前 市面上 的 產(chǎn) 品來講，目前的汽車倒車 雷達(dá) 主要是 具備 數(shù)碼管或者液晶 屏 的距離 顯示 并 且 帶有 蜂鳴器的語音報(bào)警 為主 的汽車安全系統(tǒng) 。 本 系統(tǒng)利用 一片89S51單片機(jī)對(duì)超聲波信號(hào) 循環(huán) 不斷地 進(jìn)行采集。 第 2章 介紹的 是 汽車防裝 系統(tǒng) 的 總體方案設(shè)計(jì)。 第 4章 主要 是 對(duì) 系統(tǒng) 的 軟件設(shè)計(jì) 進(jìn)行了 介紹 。 第 6 章 是 對(duì)本設(shè)計(jì)的 總結(jié) 和 展望。而 本 設(shè)計(jì)的核心是 超聲波 測距 模塊 ，其他相關(guān)模塊都是在測距的基礎(chǔ)上拓展起來的 ，測距模塊是利用超聲波傳感器，之后選擇合適單片機(jī)芯片，以下就是從相關(guān)方面來論述 的 。其優(yōu)點(diǎn)是 成本低廉 ， 使用 安全，制作 簡單 ，缺點(diǎn) 就 是 測量 精度低，方向性 也 差， 測量 距離近 [3]。在中 、 長距離測量時(shí) ，超聲波傳感器的 精度 和 方向性都 要大大 優(yōu)于紅