【正文】 16] :長(zhǎng)安大 學(xué),2004:126[17] :長(zhǎng)安大學(xué),2004:66[18] :長(zhǎng)安大學(xué),2004:63[19] :清華大學(xué),2004:41[20] Gabriel leen, Dond Heffernam,and alan Dune. Digital Networks in the AuT0motive Computing amp。通過(guò)掌握了系統(tǒng)的工作流程，設(shè)計(jì)了該系統(tǒng)的主程序、顯示子程序和蜂鳴報(bào)警程序。流程圖及部分源程序如圖42所示。 顯示子程序和蜂鳴報(bào)警程序考慮到提高系統(tǒng)資源的利用率，顯示采用動(dòng)態(tài)顯示法實(shí)現(xiàn)。前方測(cè)距電路的輸出端接單片機(jī)INT0端口，中斷優(yōu)先級(jí)最高，左、右測(cè)距電路的輸出通過(guò)與門(mén)IC3A的輸出接單片機(jī)INT1端口，中斷源的識(shí)別由主程序查詢來(lái)處理，中斷優(yōu)先級(jí)為先右后左。選定的是INT0口，工作方式為脈沖方式。工作原理與前方測(cè)距電路相同。定時(shí)程序入口開(kāi)始定時(shí)器初始化單片機(jī)初始化定時(shí)子程序發(fā)射超聲波 有回波嗎？ N三方向是否發(fā)射完？N Y 停止發(fā)射外部中斷子程序 Y返回圖41 主程序流程圖 40KHz脈沖的產(chǎn)生與超聲波發(fā)送在脈沖產(chǎn)生前先對(duì)定時(shí)/計(jì)數(shù)器T0進(jìn)行初始化，在這里選擇的是工作方式1定時(shí)器模式，所以TMOD應(yīng)該設(shè)計(jì)為01H。 考慮本設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，干擾小，故采用上電自動(dòng)復(fù)位。C電路充電過(guò)程中，RST端出現(xiàn)正脈沖，從而使單片機(jī)復(fù)位。單片機(jī)的復(fù)位都是靠外部電路實(shí)現(xiàn)的，在時(shí)鐘電路工作后，只要在單片夾的RST引腳上出現(xiàn)24個(gè)時(shí)鐘振蕩脈沖以上的高電平，單片機(jī)便實(shí)現(xiàn)初始化狀態(tài)復(fù)位。單片機(jī)把記得的時(shí)間差進(jìn)行運(yùn)算，根據(jù)S=170*t這個(gè)公式來(lái)計(jì)算車與障礙物的距離，并把運(yùn)算結(jié)果以十進(jìn)制的方式送到七段LED顯示電路去顯示。則信號(hào)經(jīng)過(guò)三級(jí)管T1，T2，T3進(jìn)行放大。而“虛短”是由于理想集成運(yùn)放的輸入電阻Rid→∞，故可以認(rèn)為輸入端不取電流，即i =i+≈0，這樣輸入端相當(dāng)于斷路，而不是斷開(kāi)，成為“虛斷”。對(duì)于二級(jí)運(yùn)算放大，都采用F007芯片，兩級(jí)放大電路均是負(fù)反饋接法，即反相比例運(yùn)算電路，而反相比例運(yùn)算電路中，輸入信號(hào)從反相輸入端輸入，同相輸入端接地，根據(jù)“虛短”和“虛斷”的特點(diǎn)。本設(shè)計(jì)選用8155芯片作為單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)拓展的I/O口。因此，使用這種方法單片機(jī)中的CPU開(kāi)銷小，但這種驅(qū)動(dòng)方法需要寄存器、編譯碼等硬件設(shè)備。由于全程顯示的距離范圍在4米之內(nèi)，用3個(gè)LED數(shù)碼管顯示距離的cm數(shù)值。顯示報(bào)警電路由顯示和報(bào)警兩部分電路組成，主要實(shí)現(xiàn)在出現(xiàn)緊系情況下的顯示報(bào)警功能，以此提醒駕駛員。系統(tǒng)接收電路原理框圖如35所示。當(dāng)收到超聲波反射波時(shí)，接收電路輸出端產(chǎn)生一個(gè)負(fù)跳變，在或端產(chǎn)生一個(gè)中斷請(qǐng)求信號(hào)，單片機(jī)響應(yīng)外部中斷請(qǐng)求，執(zhí)行外部中斷服務(wù)子程序，讀取時(shí)間差，計(jì)算距離。接收頭采用和發(fā)射頭匹配的UCM40R，將超聲波調(diào)制脈沖變?yōu)榻蛔冸妷盒盘?hào)，經(jīng)運(yùn)算放大器兩級(jí)放大后加至IC2。該電路簡(jiǎn)單實(shí)用，通過(guò)兩級(jí)放大，增強(qiáng)接收信號(hào)，比較適合本設(shè)計(jì)需要。在片內(nèi)接至振蕩器的反相放大器輸出端和內(nèi)部時(shí)鐘發(fā)生器輸入端。XTAL1：接外部晶振的一個(gè)引腳。~：用于顯示輸出，接顯示器。（用于左側(cè)測(cè)距電路）：產(chǎn)生中斷請(qǐng)求，接前方測(cè)距電路。對(duì)于用作輸入的端口可以不考慮方向初始化，因?yàn)镮/O的復(fù)位缺省值為輸入；（4）用作輸入的I/O管腳，如需上拉，再通過(guò)輸入上拉使能寄存器為其內(nèi)部配置上拉電阻；（5）最后對(duì)I/O端口進(jìn)行輸出（寫(xiě)數(shù)據(jù)輸出寄存器）和輸入（讀端口）編程，完成對(duì)外圍電路的相應(yīng)功能[21]。系統(tǒng)硬件原理圖見(jiàn)附錄 單片機(jī)AT89C51硬件介紹AT89C51是一個(gè)低電壓，高性能CMOS8位單片機(jī)，片內(nèi)含4KB的可反復(fù)擦寫(xiě)的Flash只讀程序存儲(chǔ)器和128B的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（RAM），器件采用ATMEL公司的高密、非易失性存儲(chǔ)技術(shù)產(chǎn)生，兼容標(biāo)準(zhǔn)MCS51指令系統(tǒng)，片內(nèi)置通用8位中央處理器和Flash存儲(chǔ)單元，內(nèi)置功能強(qiáng)大的微型計(jì)算機(jī)的AT89C51提供了高性價(jià)比的解決方案， AT89C51是一個(gè)低功耗高性能單片機(jī)，40個(gè)引腳，32個(gè)外部雙向輸入/輸出（I/O）端口，同時(shí)內(nèi)含2個(gè)外中斷口，2個(gè)16位可編程定時(shí)計(jì)數(shù)器，2個(gè)全雙工串行通信口，AT89C51可以按照常規(guī)方法進(jìn)行編程，也可以在線編程[19]。最終達(dá)到對(duì)回波進(jìn)行放大檢測(cè)，產(chǎn)生一個(gè)單片機(jī)能夠識(shí)別的中斷信號(hào)作為回波到達(dá)的標(biāo)志。容量2500177。表21 傳感器特性參數(shù)型號(hào)SZWS4012MSZWR401OP結(jié)構(gòu)開(kāi)放式開(kāi)放式使用方式發(fā)射接收中心頻率40177。同時(shí)，發(fā)射電路中的阻尼電阻決定電路的阻尼情況。電路頻率的選擇應(yīng)該滿足發(fā)射傳感器的固有頻率40KHz，這樣才能使其工作在諧振頻率，達(dá)到最優(yōu)的特性。鑒于有限的條件，擬選用的探頭是40KHz的超聲傳感器，有一支接收傳感器SZWR4010P和一支發(fā)射傳感器SZWS4012M，其特性參數(shù)如表21所示[15]。發(fā)射電路一般由振蕩和功放兩部分組成，負(fù)責(zé)向傳感器輸出一個(gè)有一定寬度的高壓脈沖串，并由傳感器轉(zhuǎn)換成聲能發(fā)射出去；接收放大器用于放大回聲信號(hào)以便記錄，同時(shí)為了使它能接收具有一定頻帶寬度的短脈沖信號(hào)，接收放大器要有足夠的頻帶寬度；收/發(fā)隔離則使接收裝置避開(kāi)強(qiáng)大的發(fā)射信號(hào)；記錄/控制部分啟動(dòng)或關(guān)閉發(fā)射電路并記錄發(fā)射的瞬時(shí)及接收的瞬時(shí)，并將時(shí)差換算成距離讀數(shù)并加以顯示或記錄[14]。[13]故在超聲波測(cè)量中，常使用 40KHz 的超聲波。由于應(yīng)用要求限定，在這里使用脈沖反射式，即利用超聲的反射特性。超聲波與光波、電磁波、射線等檢測(cè)相比，其最大特點(diǎn)是穿透力強(qiáng)，幾乎可以在任何物體中傳播，了解被測(cè)物體內(nèi)部情況。利用超聲波在固體，液體中傳播的速度遠(yuǎn)小于電磁波這一特性，可制成超聲延遲線和存儲(chǔ)裝置以及進(jìn)行電視制式的轉(zhuǎn)換[9]。利用超聲連續(xù)波的共振性質(zhì)，可以測(cè)量高壓容器，鍋爐，輪船甲板等的厚度或腐蝕程度，也可制成機(jī)械濾波器。超聲波具有方向性集中、振幅小、加速度大等特點(diǎn)，可產(chǎn)生較大力量，并且在不同的媒質(zhì)介面，超聲波的大部分能量會(huì)反射[8]。超聲波傳感器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)由壓電陶瓷晶片、錐形輻射喇叭、底座、引線、金屬殼及金屬網(wǎng)構(gòu)成，其中，壓電陶瓷晶片是傳感器的核心，錐形輻射喇叭使發(fā)射和接收超聲波能量集中，并使傳感器有一定的指向角，金屬殼可以防止外界力量對(duì)壓電陶瓷晶片及錐形輻射喇叭的損壞。壓電陶瓷晶片有一個(gè)固定的諧振頻率，即中心頻率f0發(fā)射超聲波時(shí)，加在其上面的交變電壓的頻率要與它的固有諧振頻率一致[7]。也就是說(shuō)，在壓電陶瓷晶片上加有頻率為f0交流電壓，它就會(huì)產(chǎn)生同頻率的機(jī)械振動(dòng)，這種機(jī)械振動(dòng)推動(dòng)空氣等媒介，便會(huì)發(fā)出超聲波。前者用于超聲波的發(fā)射，后者即為超聲波的接收。探頭由壓電晶片、楔塊、接頭等組成，是超聲檢測(cè)中最常用的實(shí)現(xiàn)電能和聲能相互轉(zhuǎn)換的一種傳感器件，是超聲波檢測(cè)裝置的重要組成部分。電聲型主要有：；；。并闡述了它們的工作原理。利用超聲波檢測(cè)往往比較迅速，方便，計(jì)算簡(jiǎn)單，易于做到實(shí)時(shí)控制，并且在測(cè)量精度方面能夠達(dá)到工業(yè)實(shí)時(shí)要求，因此在移動(dòng)機(jī)器人的研制上也得到了廣泛的應(yīng)用。測(cè)距有多種方式，比如，激光測(cè)距，微波測(cè)距，紅外線測(cè)距和超聲波測(cè)距等。安裝防撞保險(xiǎn)杠固然能在某種程度上減輕碰撞給本車造成損壞，卻無(wú)法消除對(duì)被撞物體的傷害；此外，車上安裝的安全氣囊系統(tǒng)，在發(fā)生車禍時(shí)不一定能有效地保護(hù)車內(nèi)乘務(wù)員的安全?！　‰娮蛹夹g(shù)在汽車安全控制系統(tǒng)的應(yīng)用主要是為了增強(qiáng)汽車的安全、舒適和方便。本文采用一種簡(jiǎn)單易行的測(cè)距原理建立了防撞報(bào)