【正文】 言指令編譯后，會變成很多條機器碼，很容易出現(xiàn)ROM 空間不夠、堆棧溢出等問題?？紤]到本設(shè)計只是一次學(xué)習(xí)過程，對性能要求不是很高，所 以采用了 USB 供電這樣的方法，再有就是測距的時候容易受到地面的漫反射干擾，所以增益電阻不能取得太小，這樣測距的靈敏度會受到一定影響，不過經(jīng)過多次調(diào)試，測距精度方面誤差基本上能控制在 10 厘米以內(nèi)，測距距離大概 10 米。 在超聲波接收探頭接收信號的情況下，起初測得信號放大 電路的一級放大輸出為幅值 5V的正弦波，但是二級輸出不論接收探頭有否接收到信號，恒輸出一 11V高電平。 在檢查超聲波發(fā)射電路時，在未加單片機使能控制的情況下，通電待系統(tǒng)工作后，用示波器觀察 NE555 芯片的 3 腳。 檢查元器件安裝情況：元器件的檢查，重點要查集成運放、三極管、二極管、電解電容等外引線與極性有否接錯，以及外引線間有否短路，同時還須檢查元器件焊接處是否可靠。 在電路安裝完畢后，不要急于通電測試，而首先必須做好調(diào)試前的檢查工作。 15 腳 GND、 16 腳 VCC（ +5v）。 其中 13 腳（ R1IN）、 12腳（ R1OUT）、 11 腳（ T1IN）、 14 腳（ T1OUT）為第一數(shù)據(jù)通道。由 6腳和 4 只電容構(gòu)成。隨著科技的發(fā)展，液晶顯示模塊的應(yīng)用前景將更加廣闊。 根據(jù)以上原理，超聲波測距系統(tǒng)的接收電路如下圖 311 所示。檢波出的信號再送到整形電路中進行 波形轉(zhuǎn)換與整形，最后由 7 腳輸出數(shù)字編碼脈沖信號，送至 CPU 去識別，處理。信號再進入帶通濾波器，濾除頻率范圍 3050KHZ 以外的干擾信號?；驹砣缦拢航邮論Q能器把超聲波回波轉(zhuǎn)換為相應(yīng)頻率的數(shù)字編碼脈沖調(diào)幅波，并由 1 腳進入集成放大器的正相輸入端。 CX20206 采用峰值檢波方式，當(dāng) C2 容量較大時將變成平均值檢波，瞬態(tài)響應(yīng)靈敏度會變低， C2 較小時雖然仍為峰值檢波，且瞬態(tài)響應(yīng)靈敏度很高，但檢波輸出脈沖寬度會發(fā)生較大變動，容易造成解調(diào)出錯而產(chǎn)生誤操作。超聲波接收器能將接受到的發(fā)射電路所發(fā)射的紅外光信號轉(zhuǎn)換成數(shù)十伏至數(shù)百伏的電信號，送到 CX20206 的 ① 腳， CX20206 的總放大增益約為 80dB，以確保其 ⑦ 腳輸出的控制脈沖序列信號幅度在 ~5V 范內(nèi)。超聲波接收器接收反射的超聲波轉(zhuǎn)換為 40KHz 毫伏級的電壓信號 ,需要經(jīng)過放大、處理、用于觸發(fā)單片機中斷 INT0。 利用壓電效應(yīng)可以將作用在它上面的機械振動轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的電信號 , 從而起到能量轉(zhuǎn)換的作用。 單 片機最小系統(tǒng)電路圖如下圖 36 所示： 圖 36 單片機最小系統(tǒng)圖 發(fā)射電路的設(shè)計 超聲波發(fā)射電路如圖 3 所示， 89C51 通過外部引腳 輸出脈沖寬度為 250μs , 40kHz的 10 個脈沖串通過超聲波驅(qū)動電路以推挽方式加到超聲波傳感器而發(fā)射出超聲波。 (3) EA/Vpp 31 外部訪問允許端。在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時，出現(xiàn)一個 ALE 脈沖。 P1－ 3端口在做輸入使用時，因內(nèi)部有上接電阻，被外部拉低的引腳會輸出一定的電流。而在訪問 8 位地址的外部數(shù)據(jù)存儲器時其引腳上的內(nèi)容在此期間不會改變。 Pin21Pin28 為 輸入輸出腳，稱為 P2 口，是一個帶內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O口， P2口能驅(qū)動 4 個 LSTTL負(fù)載。如： 指令 CLR ，清零的意思。P1口能驅(qū)動 4 個 LSTTL 負(fù)載。內(nèi)部不帶上拉電阻，當(dāng)外接上拉電阻時， P0口能以吸收電流的方式驅(qū)動八個 LSTTL 負(fù)載電路。復(fù)位后 P0－ P3 口均置 1 引腳表現(xiàn)為高電平，程序計數(shù)器和特殊功能寄存器 SFR 全部清零。 GND 20 腳 接地端 2. 時鐘電路引腳 XTAL1 和 XTAL2 為了產(chǎn)生時鐘信號，在 8951 內(nèi)部設(shè)置了一個反相放大器， XTAL1 是片內(nèi)振蕩器反相放大器的輸入端， XTAL2 是片內(nèi)振蕩器反相放大器的輸出端，也是內(nèi)部時鐘發(fā)生器的輸入端。 STC89系列單片機是 MCS51系列單片機的派生產(chǎn)品。 （ 7）供貨渠道是否暢通、價格是否低廉。 （ 5）芯片工作溫度范圍符合工業(yè)級、軍工級還是商業(yè)級。 （ 3）單片機的存儲介質(zhì)。一般來說，選擇單片機需要 考慮以下幾個方面： （ 1）單片機的基本性能參數(shù)。 3 系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計 單片機的選擇 在系統(tǒng)的設(shè)計中，選擇合適的系統(tǒng)核心器件就成為能否成功完成設(shè)計任務(wù)的關(guān)鍵，而作為控制系統(tǒng)核心的單片機的選擇更是重中之重。 反射時間法其原理是利用檢測聲波發(fā)出到接收到被測物反射回波的時間來測量距離，對于距離較短和要求不高的場合我們 可認(rèn)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 S=V（ T/2） (其中 S 為被測距離、 V為空氣中聲速、 T 為回波時間（ ）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(shè)置 “時間門 ”來加以克服，因此這種方法非常適合較遠(yuǎn)距離的測距，如果對聲速進行溫度修訂，其精度還可進 一步提高，本設(shè)計中選用此方法。經(jīng)過參考前人的經(jīng)驗以及調(diào)試時的實際情況，應(yīng)保持超聲波發(fā)射頭和接收頭中心軸線平行并相距 48cm 即可。超聲傳感器是產(chǎn)生超聲波必需的能量轉(zhuǎn)換裝置 , 它把超聲電磁振蕩的能量轉(zhuǎn)換為聲波。 TR40 系列超聲波傳感器典型的工作頻率為（ 3941） KHZ。 目前市面上出售的超聲波傳感器種類有通用型，拓寬型，寬帶域型，防水型和高頻型等這幾類。電能用 Qe 表示。相反 , 電極間未加電壓 ,則當(dāng)共振板接收到回波信號時 ,將壓迫兩壓電晶片振動 ,從而將機械能轉(zhuǎn)換為電信號 ,此時的傳感器就成了超聲波接收器。采取收發(fā)分離方式有兩個好處：一是收發(fā)信號不會混疊，接收探頭所接收到的純?yōu)榉瓷湫盘枺欢菍⒔邮仗筋^放置在合適位置，可以避免超聲波在物體表面反射時造成的各種損失和干擾，提高系統(tǒng)的可靠性。其原理為：檢測從發(fā)射傳感器發(fā)射超聲波，經(jīng)氣體介質(zhì)傳播到接收傳感器的時間，這個時間就是渡越時間。 超聲波發(fā)生器可以分為兩類：一類是用電氣方式產(chǎn)生超聲波，一類是用機械方式產(chǎn)生超聲波。測量距離的方法有很多種，短距離的可以用尺，遠(yuǎn)距離的有激光測距等，超聲波測距適用于高精度的中長距離測量。超聲波傳感器有發(fā)送器和接收器，但一個超聲波傳感器也可具有發(fā)送和接收 聲波的雙重作用。系統(tǒng)采用一片 STC89C51 單片機對兩路超聲波信號進行循環(huán)采集。汽車防撞雷達之所以能實現(xiàn)防撞報警功能 , 主要有超聲波這把無形尺子 , 它測量最近障礙物的距離 , 并告訴給車主。后繼的產(chǎn)品可以顯示車后障礙物離車體的距離。 因此，大力研究開發(fā)如汽車防撞裝置等主動式汽車輔助 安全裝置，減少駕駛員的負(fù)擔(dān)和判斷錯誤，對于提高交通安全將起到重要的作用。因此，大力研究開發(fā)如汽車防撞裝置等主動式汽車輔助安全裝置，減少駕駛員的負(fù)擔(dān)和判斷錯誤，對于提高交通安全將起到重要的作用。它安裝在汽車上，能探測企圖接近車身的行人、車輛或周圍障礙物 。目前汽車安全領(lǐng)域被動安全研究較多，主要從安全氣囊、 ABS(防抱死系統(tǒng) )和懸架等方面著手，以保證駕乘人員的安全。中國政府也高度重視智能交通系統(tǒng)的研究開發(fā)與推廣應(yīng)用。 關(guān)鍵詞 : STC89C51，超聲波，傳感器， LCD，測量距離 Abstract Along with the science and technology fast development, the ultrasonic wave more and more will be broad in the science and technology application .This article has carried on the theoretical analysis to the ultrasonic sensor range finder possibility, the use simulation electron, the digital electron, the microputer connection, the ultrasonic wave transducer, as well as the ultrasonic wave in medium knowledge and so on dissemination characteristic, uses take STC89C51monolithic integrated circuit as the core low cost, the high accuracy, the microminiaturized numeral demonstrated the ultrasonic wave distance gauge the hardware electric circuit and the software design method has designed the system overall concept in this foundation, finally has realized each function module through the hardware and the software. Key words: STC89C51, ultrasonic wave, sensor, LCD, Measuring distance 目 錄 1 引 言 1 課題背景 1 課題設(shè)計的意義： 1 超聲波測距在汽車上應(yīng)用的介紹： 1 2 課題的方案設(shè)計與論證 3 系統(tǒng)總體設(shè)計 3 設(shè)計方案的論證 5 3 系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計 6 單片機的選擇 6 發(fā)射電路的設(shè)計 11 接收電路的設(shè)計 15 4 系統(tǒng)軟件的設(shè)計 22 超聲波汽車防撞電路的算法設(shè)計 23 主程序流程圖 24 超聲波發(fā)生子程序和超聲波接收中斷程序 26 5 調(diào)試 28 硬件 調(diào)試 28 軟件調(diào)試 29 總 結(jié) 31 致 謝 33 附錄 1： 35 附錄 2： 37 附錄 3： 39 1 引 言 課題背景 隨著經(jīng)濟的發(fā)展與汽車科學(xué)技術(shù)的進步，公路交通呈現(xiàn)出行駛高速化、車流密集化和駕駛員非職業(yè)化的趨勢。 為了保證超聲波汽車防撞報警系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性，采取了相應(yīng)的抗干擾措施。本文對超聲波汽車防撞報警系統(tǒng)進行了理論分析，利用模擬電子、數(shù)字電子、微機接口、超聲波換能器、以及超聲波在介質(zhì)的傳播特性等知識，采用以 stc89c51 單片機為核心的低成本、高精度、微型化數(shù)字顯示超聲波測距的硬件電路和軟件設(shè)計方法在此基礎(chǔ)上設(shè)計了系統(tǒng)的總體方案，最后通過硬件和軟件實現(xiàn)了各個功能模塊?？梢詮V泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)、醫(yī)學(xué)檢查、日常生活、無人駕駛汽車、自動作業(yè)現(xiàn)場的自動引導(dǎo)小車、機器人、液位計等。智能交通系統(tǒng) ITS 是目前世界上交通運輸科學(xué)技術(shù)的前沿技術(shù)，它在充分發(fā)揮現(xiàn)有基礎(chǔ)設(shè)施的潛力，提高運輸效率，保障交通安全，緩解交通賭塞，改善城市環(huán)境等方面的卓越效能，已得到各國政府的廣泛關(guān)注。二是被動式安全技術(shù)，即事故發(fā)生后的乘員保護。 這個系統(tǒng)是一種可向司機預(yù)先發(fā)出視聽信號的探測裝置。若駕駛員能夠提早知道障礙物的存在或者知道障礙物的遠(yuǎn)近，那么駕駛員將能及時采取措施，避免事故的發(fā)生。用于倒車泊車。其較早的產(chǎn)品是用蜂鳴器報警 ,蜂鳴聲越急 ,表示車輛離障礙物越近。這些產(chǎn)品存在的主要問題是測量盲區(qū)大 ,報警滯后 ,未考慮汽車制動時的慣性因素 ,使駕駛者制動滯后 ,抗干擾能力不強