【正文】 20106A的典型應(yīng)用電路圖7各引腳介紹：1 腳：為紅外信號(hào)輸入端。由TC4069驅(qū)動(dòng)超聲波換能器。由于本設(shè)計(jì)本生是為了做出汽車(chē)倒車(chē)防撞報(bào)警器的實(shí)體，并著重闡述汽車(chē)倒車(chē)防撞報(bào)警器的原理，因此，相當(dāng)于倒車(chē)檔的鍵盤(pán)電路不再做詳細(xì)的敘述。發(fā)射部分超聲波探頭的選用TCT4016TR1，相應(yīng)的信號(hào)處理元件選用TC40674LS138。掉電方式：保存RAM的內(nèi)容，振蕩器停振，禁止芯片所有的其他功能直到下一次硬件復(fù)位。5l系列單片機(jī)為許多控制提供了高度靈活和低成本的解決辦法。特別是該系列單片機(jī)片內(nèi)的Flash可編程、可擦除只讀存儲(chǔ)器(E~PROM)，使其在實(shí)際中有著十分廣泛的用途，在便攜式、省電及特殊信息保存的儀器和系統(tǒng)中更為有用。根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的要求以及總體設(shè)計(jì)思路對(duì)所選擇的單片機(jī)要求進(jìn)行進(jìn)一步的概括。至70161。（25%）60161。一旦達(dá)到居里溫度點(diǎn)(),就完全喪失壓電性能。（3）指向角指向角是超聲波傳感器方向性的一個(gè)參數(shù)，指向角越小，方向性越強(qiáng)。當(dāng)施加于它兩端的交變電壓頻率等于晶片的中心頻率時(shí)，輸出能量最大，傳感器的靈敏度最高。將（2—2）、（2—3）代入（21）中得： (24)]cos[21HarctgvtH=L1其中,超聲波的傳播速度v在一定的溫度下是一個(gè)常數(shù)(例如在溫度T=20度時(shí),V=344m/s)；當(dāng)需要測(cè)量的距離H遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于L時(shí),則(2—4)變?yōu)? (25) vtH2=所以,只要需要測(cè)量出超聲波傳播的時(shí)間t,就可以得出測(cè)量的距離H。這就是超聲波測(cè)距儀的基本原理。 由于超聲波也是一種聲波，其聲速V與溫度有關(guān)。但是，超聲學(xué)仍是一門(mén)年輕的學(xué)科，其中存在著許多尚待深入研究的問(wèn)題，對(duì)許多超聲波應(yīng)用的機(jī)理還未徹底了解，況且實(shí)踐還在不斷地向超聲學(xué)提出各種新的課題，而這些問(wèn)題的不斷提出和解決，都已表明了超聲學(xué)是在不斷地向前發(fā)展著。與之有關(guān)的一門(mén)新分支學(xué)科──量子聲學(xué)也正在形成。20世紀(jì)40年代起，人們?cè)谘芯棵劫|(zhì)中超聲波的聲速和聲衰減隨頻率變化的關(guān)系時(shí)，就陸續(xù)發(fā)現(xiàn)了它們與各種分子弛豫過(guò)程（如分子的內(nèi)、外自由度之間能量轉(zhuǎn)換的熱弛豫，分子結(jié)構(gòu)狀態(tài)變化的結(jié)構(gòu)弛豫等過(guò)程）及微觀(guān)諧振過(guò)程（如鐵磁、順磁、核磁共振等）之間的關(guān)系，通過(guò)物質(zhì)對(duì)超聲的吸收規(guī)律可探索物質(zhì)的特性和結(jié)構(gòu)，這些方面的研究構(gòu)成了分子聲學(xué)這一聲學(xué)分支。(3) 在基礎(chǔ)研究方面的應(yīng)用超聲學(xué)是研究超聲的科學(xué)，它是聲學(xué)的一個(gè)重要分支。超聲波的機(jī)械作用可軟化組織，增強(qiáng)滲透，提高代謝，促進(jìn)血液循環(huán)，刺激神經(jīng)系統(tǒng)和細(xì)胞功能，因此具有超聲波獨(dú)特的治療意義。超聲波清洗具有清洗效果好、清洗速度快、清潔度高，不須人手接觸清洗液，安全可靠，對(duì)工件表面無(wú)損傷，節(jié)省溶劑、熱能、工作場(chǎng)地和人工等諸多優(yōu)點(diǎn)。超聲波焊接主要分超聲波塑料焊接和超聲波金屬焊接，超聲波塑料焊接具有焊接速度快，焊接強(qiáng)度高、密封性好的優(yōu)點(diǎn)；而超聲波金屬焊接的優(yōu)點(diǎn)在于快速、節(jié)能、熔合強(qiáng)度高、導(dǎo)電性好、無(wú)火花、接近冷態(tài)加工。超聲成像技術(shù)已經(jīng)在醫(yī)療檢查方面獲得非常廣泛的應(yīng)用，在微電子器件制造業(yè)中用來(lái)對(duì)LSI進(jìn)行檢測(cè)，在材料科學(xué)中用于顯示合金中晶粒間界和不同組分的區(qū)域等信息。超聲測(cè)距的原理是利用超聲波在空氣中的傳播速度為已知，測(cè)量聲波在發(fā)射后遇到障礙物反射回來(lái)的時(shí)間，根據(jù)發(fā)射到接收的時(shí)間長(zhǎng)短計(jì)算出障礙物到發(fā)射點(diǎn)的距離長(zhǎng)短。由于超聲波在物理化學(xué)方面的獨(dú)特特性，所以超聲波在許多方面都有廣泛的應(yīng)用。產(chǎn)生和檢測(cè)超聲波的頻率，也由幾十千赫上升到上千兆赫。40年代末期超聲波治療在歐美興起，直到1949年召開(kāi)的首屆國(guó)際醫(yī)學(xué)超聲波學(xué)術(shù)會(huì)議上，才第一次出現(xiàn)了超聲治療方面的學(xué)術(shù)交流，為超聲治療學(xué)的發(fā)展奠定了較為系統(tǒng)的理論基礎(chǔ)。20世紀(jì)初，由于電子學(xué)的發(fā)展，人們可以應(yīng)用一些材料的“壓電效應(yīng)”和“磁致伸縮效應(yīng)”制造各種“機(jī)電換能器”。真正超聲波的研究和發(fā)展，與媒質(zhì)中超聲波的產(chǎn)生和接收的研究密切相關(guān)。斯帕拉捷的實(shí)驗(yàn)，揭開(kāi)了蝙蝠飛行的秘密。他常?？吹?，很多蝙蝠靈活的在空中飛來(lái)飛去，卻從不會(huì)撞到墻壁上。超聲波傳感器的選擇決定了測(cè)距儀的分辨率。整個(gè)系統(tǒng)由超聲波發(fā)射、超聲波接收、51單片機(jī)控制系統(tǒng)、距離顯示等設(shè)備組成。由于超聲波指向性強(qiáng)，能量消耗緩慢，在介質(zhì)中傳播的距離較遠(yuǎn)，因而超聲波經(jīng)常用于距離的測(cè)量。這以后，就能夠松開(kāi)剎車(chē)、方向盤(pán)，保持合理的速度。倘若駕駛員暫停倒車(chē)，導(dǎo)航系統(tǒng)也可以重新計(jì)算出新的最佳停車(chē)角度與路線(xiàn)。奔馳車(chē)廠(chǎng)已經(jīng)在使用雷達(dá)探測(cè)技術(shù)來(lái)輔助駕駛員更快捷更安全地停車(chē)入庫(kù)。在倒車(chē)?yán)走_(dá)等輔助倒車(chē)研究領(lǐng)域，美國(guó)、英國(guó)、德國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)家的此項(xiàng)技術(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)領(lǐng)先于其他國(guó)家。從外觀(guān)上來(lái)看，它比第五代倒車(chē)?yán)走_(dá)更為精致典雅；從功能上來(lái)看，它除了具備第五代產(chǎn)品的所有功能之外，還整合了高檔轎車(chē)具備的影音系統(tǒng)，可以在顯示器上觀(guān)看DVD影像，但相應(yīng)的成本也更高。魔幻鏡倒車(chē)?yán)走_(dá)可以把后視鏡、倒車(chē)?yán)走_(dá)、免提電話(huà)、溫度顯示和車(chē)內(nèi)空氣污染顯示等多項(xiàng)功能整合在一起，并設(shè)計(jì)了語(yǔ)音功能。此類(lèi)倒車(chē)?yán)走_(dá)不用掛倒車(chē)檔，只要發(fā)動(dòng)汽車(chē)，顯示器上就會(huì)出現(xiàn)汽車(chē)圖案以及車(chē)輛周?chē)系K物的距離，色彩清晰漂亮，外表美觀(guān)，可以直接粘貼在儀表盤(pán)上，安裝很方便。顯示車(chē)后障礙物和車(chē)體之間距離的方式有兩種：一種是數(shù)字顯示方式，通過(guò)LED顯示車(chē)體與障礙物間的距離；另一種是用顏色來(lái)區(qū)別：綠色代表安全距離，黃色代表警告距離，紅色代表危險(xiǎn)距離。倒車(chē)時(shí)在車(chē)后一定距離內(nèi)有障礙物，蜂鳴器就會(huì)開(kāi)始工作，蜂鳴聲音越急，表示車(chē)輛離障礙物越近。從某種意義上說(shuō)，這對(duì)司機(jī)并沒(méi)有直接的幫助，不是真正的倒車(chē)?yán)走_(dá)，只是在提示路人小心。歷經(jīng)十多年的探索發(fā)展，共計(jì)有六代的技術(shù)改良發(fā)生，根據(jù)其“性能價(jià)格”和“結(jié)構(gòu)外觀(guān)”，這幾代產(chǎn)品分別有以下特點(diǎn)——第一代：倒車(chē)時(shí)通過(guò)喇叭提醒。而通過(guò)研究汽車(chē)倒車(chē)?yán)走_(dá)系統(tǒng)，可以達(dá)到很高的采集速率和精度。毋庸置疑，未來(lái)的超聲波測(cè)距儀將于自動(dòng)化智能化接軌，與其他的測(cè)距儀集成和融合，形成多測(cè)距儀。該設(shè)計(jì)的電路設(shè)計(jì)合理簡(jiǎn)單、工作穩(wěn)定、性能良好、檢測(cè)速度快、計(jì)算簡(jiǎn)單、易于做到實(shí)時(shí)控制，并且在測(cè)量誤差方面能夠達(dá)到簡(jiǎn)單工業(yè)實(shí)用的要求。3．主要參考文獻(xiàn)[1] 張永瑞. 電子測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)[M ]. 西安電子科技大學(xué)出版社, 1994.[2] 汪德彪. MCS 51單片機(jī)原理及接口技術(shù)[M ]. 電子工業(yè)出版社, 2007.[3] 徐英慧,等. ARM 嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)———基于S3C2410 與Linux[M ]. 北京航空航天大學(xué)出版社, 2007.[4] 孫瓊. 嵌入式L inux應(yīng)用程序開(kāi)發(fā)詳解[M ]. 人民郵電出版社, 2006.[5] 馬忠梅,李善平,等. ARMamp。主要任務(wù)：提高超聲波測(cè)距精度，減小測(cè)量盲區(qū)和擴(kuò)大應(yīng)用范圍?，F(xiàn)階段聲納的發(fā)展趨勢(shì)基本為：研制具有更高定位精度的被動(dòng)測(cè)距聲納，以滿(mǎn)足水中武器實(shí)施全隱蔽攻擊的需要；繼續(xù)發(fā)展采用低頻線(xiàn)譜檢測(cè)的潛艇拖曳線(xiàn)列陣聲納，實(shí)現(xiàn)超遠(yuǎn)程的被動(dòng)探測(cè)和識(shí)別；研制更適合于淺海工作的潛艇聲納，特別是解決淺海水中目標(biāo)識(shí)別問(wèn)題；大力降低潛艇自噪聲，改善潛艇聲納的工作環(huán)境。特此申明。本設(shè)計(jì)（論文）和資料若有不實(shí)之處，本人承擔(dān)一切相關(guān)責(zé)任。展望未來(lái)，超聲波測(cè)距儀作為一種新型的非常重要有用的工具在各方面都將有很大的發(fā)展空間，它將朝著更加高定位高精度的方向發(fā)展，以滿(mǎn)足日益發(fā)展的社會(huì)需求。在新的世紀(jì)里，面貌一新的測(cè)距儀將發(fā)揮更大的作用。2）進(jìn)行器件選擇，電路設(shè)計(jì)與制作工作并進(jìn)行系統(tǒng)聯(lián)調(diào).內(nèi)容：了解超聲波測(cè)距儀的原理；根據(jù)超聲波測(cè)距儀原理設(shè)計(jì)出超聲波測(cè)距儀的硬件結(jié)構(gòu)電路；對(duì)設(shè)計(jì)的電路進(jìn)行分析能夠產(chǎn)生超聲波，實(shí)現(xiàn)超聲波的發(fā)送和接收，從而實(shí)現(xiàn)利用超聲波方法實(shí)現(xiàn)測(cè)距；編寫(xiě)主程序和中斷服務(wù)程序；以數(shù)字的形式顯示測(cè)量距離；總體分析設(shè)計(jì)方案。本設(shè)計(jì)由AT89C2051單片機(jī)控制時(shí)間計(jì)數(shù)，計(jì)算超聲波自發(fā)射至接收的往返時(shí)間，利用超聲波在空氣中的傳輸速度，從而得到實(shí)測(cè)距離。對(duì)未來(lái)做合理預(yù)測(cè)，超聲波測(cè)距儀將成為一種嶄新的極其實(shí)用的測(cè)距儀器，在很多領(lǐng)域都將有很大的發(fā)展空間，更加高定位高精度將成為其方向發(fā)展，以滿(mǎn)足日益發(fā)展的社會(huì)需要，如倒車(chē)?yán)走_(dá)，工地及工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)，聲納探測(cè)等方面都有其廣泛的應(yīng)用，經(jīng)濟(jì)，軍事，文化方面都有重要的應(yīng)用價(jià)值。隨著社會(huì)飛速發(fā)展，人們生活水平的不斷提高，汽車(chē)愈來(lái)愈成為人們不可缺少的最常用的交通工具，交通安全問(wèn)題變的日益嚴(yán)重。我國(guó)倒車(chē)?yán)走_(dá)從2000年開(kāi)始起步，從最初只是法拉利、保時(shí)捷等高檔車(chē)的專(zhuān)屬配置，到今天成為許多經(jīng)濟(jì)型轎車(chē)的常用配置。只要司機(jī)掛上倒車(chē)檔，喇叭就會(huì)響起，提醒周?chē)娜俗⒁狻Ｔ诘管?chē)時(shí)，蜂鳴器發(fā)出“嘀、嘀、嘀”的響聲，這是倒車(chē)?yán)走_(dá)系統(tǒng)的真正開(kāi)始。這代產(chǎn)品比第二代進(jìn)步很多，可以顯示車(chē)后障礙物離車(chē)體的距離。這一代的倒車(chē)?yán)走_(dá)有一個(gè)質(zhì)的飛躍，可以看清車(chē)體與障礙物之間的實(shí)際距離和其圖像效果。結(jié)合了前幾代產(chǎn)品的優(yōu)點(diǎn)，采用了最新仿生超聲雷達(dá)技術(shù)，配以高速電腦控制，可全天候準(zhǔn)確地測(cè)知2米以?xún)?nèi)的障礙物，并以不同等級(jí)的聲音提示和直觀(guān)的顯示提醒駕駛員。這一代倒車(chē)?yán)走_(dá)是專(zhuān)門(mén)為高檔轎車(chē)生產(chǎn)的。一些核心元器件，國(guó)內(nèi)相同產(chǎn)品達(dá)不到國(guó)外水平或者無(wú)法生產(chǎn)。汽車(chē)工業(yè)的快速發(fā)展對(duì)輔助倒車(chē)領(lǐng)域產(chǎn)生立極大影響，很多國(guó)家已經(jīng)出現(xiàn)了停車(chē)入位導(dǎo)航設(shè)備?？v觀(guān)完整停車(chē)過(guò)程，駕駛者換到倒檔后，導(dǎo)航裝置會(huì)從頭到尾地監(jiān)測(cè)汽車(chē)的角度和位置。這時(shí)，駕駛員只需要確認(rèn)導(dǎo)航系統(tǒng)提供的停車(chē)位置。并且現(xiàn)在某些高檔車(chē)上已經(jīng)開(kāi)始逐步安裝使用這款裝置。利用超聲波測(cè)距原理，測(cè)量汽車(chē)倒車(chē)時(shí)的安全距離，當(dāng)車(chē)輛與后方車(chē)輛的距離小于安全距離時(shí)，發(fā)出聲光報(bào)警，并顯示車(chē)輛與后方車(chē)輛的距離，提醒駕駛員及時(shí)采取減速、制動(dòng)等措施，從而達(dá)到避免車(chē)輛與后方車(chē)輛的碰撞等事故。本設(shè)計(jì)采用第一種方法。意大利科學(xué)家斯帕拉捷習(xí)慣晚飯后到附近的街道上散步。只有當(dāng)耳朵被堵住時(shí)，蝙蝠就不能分辨障礙物。當(dāng)然，以上的故事是個(gè)美麗的楔子。此后又出現(xiàn)了各種形式的汽笛和夜哨等機(jī)械型超聲波換能器。人類(lèi)直到第一次世界大戰(zhàn)才學(xué)會(huì)利用超聲波，這就是利用“聲納”的原理來(lái)探測(cè)水中目標(biāo)及其狀態(tài)，如潛艇的位置等。材料科學(xué)的發(fā)展，使得應(yīng)用頻率非常高的壓電換能器也由最初的天然壓電晶體發(fā)展到價(jià)格低廉、性能優(yōu)越、機(jī)電耦合系數(shù)高的塑料壓電薄膜(PVDF)、壓電陶瓷、壓電半導(dǎo)體以及人工壓電單晶等。如今，超聲波已廣泛應(yīng)用于測(cè)距、測(cè)速、清洗、焊接、碎石、殺菌消毒等，在醫(yī)學(xué)、軍事、工業(yè)、農(nóng)業(yè)上有很多的應(yīng)用。超聲波測(cè)厚，是根據(jù)超聲波脈沖反射原理來(lái)進(jìn)行厚度測(cè)量的，當(dāng)探頭發(fā)射的超聲波脈沖通過(guò)被測(cè)物體到達(dá)材料分界面時(shí)，脈沖被反射回探頭，通過(guò)精確測(cè)量超聲波在材料中傳播的時(shí)長(zhǎng)來(lái)確定被測(cè)材料的厚度。上面所描述的裝置叫做超聲顯微鏡。 超聲波焊接是利用高頻振動(dòng)波傳遞到兩個(gè)需焊接的物體表面，在加壓的情況下，使兩個(gè)物體表面相互摩擦而形成分子層之間的熔合。目前所用的超聲波清洗機(jī)中，空化作用和直進(jìn)流作用應(yīng)用得更多。超聲波治療時(shí)將超聲波能量作用于人體病變部位，以達(dá)到治療疾患和促進(jìn)機(jī)體康復(fù)的目的。超聲波治療以療效獨(dú)特，長(zhǎng)期治