【正文】 外線傳感器， 但 價(jià)格 也稍 貴。 系 統(tǒng)方案 此方案 選擇 51 單片機(jī)作為控制核心，所測(cè) 得的距離數(shù)值由 4 位 共陽(yáng)極 數(shù)碼管顯示， 與障礙物之間的不同距離利用 蜂鳴器 頻率 的不同報(bào)警聲提示，超聲波發(fā)射 信號(hào) 由51 單片機(jī) 的 口 送出 到超聲波發(fā)射電路 ， 將超聲波發(fā)送出去， 超聲波 接收 電路由CX20216A 芯片和超聲波接收探頭組成的電路 構(gòu) 成 ，報(bào)警系統(tǒng)由蜂鳴器電路構(gòu)成。在超聲波發(fā)射電路 啟動(dòng)的同 時(shí) 單片機(jī) 啟動(dòng)中斷定時(shí)器，利用其計(jì)數(shù)的功能記錄超聲波發(fā)射 超聲波 到接收到超聲波回波的時(shí)間。更有 利于測(cè)距的準(zhǔn)確 性 。本設(shè)計(jì)的 硬件電路分為 五 部分： 單片機(jī)最小系統(tǒng)、超聲波 發(fā)射和接收電路 、蜂鳴器報(bào)警電路和數(shù)碼管顯示電路 。 在 一般 的 情況下 來(lái)講 ， 在 選擇單片機(jī) 時(shí)要 需要考慮 的 幾個(gè)方面 有 [5]： （ 1）單片機(jī) 最 基本性能參數(shù) 指標(biāo) 。 例如： 對(duì)于程序存儲(chǔ)器來(lái)說(shuō)，最好 選用的 是 Flash 的 存儲(chǔ)器。 例如：在 進(jìn)行 設(shè)計(jì)戶外 的 產(chǎn)品 時(shí) ， 就 必須 要 選用工業(yè)級(jí) 的芯片 ，以達(dá)到溫度范圍的要求 。 （ 8） 單片機(jī) 技術(shù) 的支持網(wǎng)站如何 ， 賣家 提供的芯片 資料是否 足夠 完善， 是否包含了 用戶 手冊(cè)，設(shè)計(jì)方案 舉例 ， 相關(guān) 范例程序等。根據(jù)本系統(tǒng) 設(shè)計(jì)的實(shí)際要求 ，選擇AT89S52 單片機(jī) 做為本設(shè)計(jì)的單片機(jī)使用 ， 它 是由 ATMEL 公司生產(chǎn) 的 高性能、低功耗的 CMOS 8 位單片機(jī)。 GND（ 20 腳 ）： 接地端 。 圖 時(shí)鐘信號(hào)電路 （ 3） 復(fù)位 RST（ 9 腳 ） 當(dāng) 振蕩器運(yùn)行時(shí)， 只要有 有兩個(gè)機(jī)器周期 即 24 個(gè)振蕩周期 以上的高電平在 這個(gè)引腳 出現(xiàn) 時(shí)， 那么 就 將 會(huì) 使單片機(jī)復(fù)位， 如果將 這個(gè) 引 腳保持高電平， 那么 51 單片機(jī) 芯片 就會(huì) 循環(huán) 不斷地進(jìn)行 復(fù)位 [5]。 P0 口在有外部擴(kuò)展存儲(chǔ)器時(shí)將 會(huì) 被作為地址 /數(shù)據(jù)總線口，此時(shí) P0口 就 是一個(gè)真正的雙向口； 而 在沒(méi)有外部擴(kuò)展存儲(chǔ)器時(shí)， P0 口也可以作為通用的 I/O接口 使用 ，但此時(shí)只 是 一個(gè)準(zhǔn)雙向口；另外， P0 口的輸出級(jí)具有驅(qū)動(dòng) 8 個(gè) LSTTL 負(fù)載的能力即輸出電流不小于 800 uA[5]。 P2 口 是一個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， 而且 P2 口具有 驅(qū)動(dòng) 4 個(gè) LSTTL負(fù)載 的能力 [5]。 P3 口作為通用 I/O 口接口時(shí)，第二功能輸出線為高電平。在 訪問(wèn)片外 存儲(chǔ)器時(shí)，ALE（地址鎖存允許） 以每機(jī)器周期兩次進(jìn)行信號(hào)輸出，其下降沿用于控制鎖存 P0口 輸出的低 8 位地址；在不訪問(wèn)片外 存儲(chǔ)器 的 時(shí) 候 ， ALE 端仍以不變的頻率輸出脈沖信號(hào) (此頻率是振蕩器頻率的 1/6),而在訪問(wèn)片外 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)， ALE 脈沖 會(huì)跳空一個(gè) ,此時(shí) 是 不可以做為時(shí)鐘輸出 [5]。但 在訪問(wèn)片外 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)， /PSEN 將不會(huì)有脈沖輸出 [5]。對(duì)于 80S51 單片機(jī)，由于片內(nèi) 已經(jīng)自帶 有 了 程序存儲(chǔ)器， 所以 只 要 單片機(jī) 外接時(shí)鐘電路和復(fù)位電路就 可以 組成了 單片機(jī)的 最小系統(tǒng) 了 。 而且， 超聲波 的 測(cè)量是一種比較理想的 的非接觸式 的 測(cè)距方法 [6]。由于 在 常溫下 超聲波 在空氣中的傳播速度 大 約為 340 m/s[7]，所以障礙物 到發(fā)射探頭之間 的距離為： S=340t/2=170t 因?yàn)?單片機(jī)內(nèi)部定時(shí)器的計(jì)時(shí)實(shí)際上 就 是對(duì)機(jī)器周期 T的計(jì)數(shù)， 而本 設(shè)計(jì)中時(shí)鐘頻率 fosc取 12 MHz，設(shè)計(jì)數(shù)值 N，則 ： T＝ 12/fosc=1μs t=NT＝ N（ s） S＝ 170NT＝ 170N/1000000（ m） 在 程序中按 式 S＝ 170NT＝ 170N/1000000 計(jì)算距離。 超聲波接收電路設(shè)計(jì) 由于超聲波在空氣中的傳播 過(guò)程中 是有衰減的，如果距離較遠(yuǎn)，那么 超聲波接收電路 所接收到的超聲波信號(hào)就 會(huì) 比較微弱，因此需要 對(duì)接收到的信號(hào)進(jìn)行 放大而且放大 的 倍數(shù)也要比較大。 CX20216A 芯片 電路 本身就 具有很高的抗干擾 的 能力，而且靈敏度也比較高， 所以， 能滿足本設(shè)計(jì)的要求。 圖 HRSR04 超聲波集成模塊正面外觀圖 HRSR04 型 超聲波集成模塊的工作電壓為 5 V，而且 此模塊的 靜態(tài)工作電 流 是 小于 2 mA 的 ，工作 時(shí)候可以 比較 穩(wěn)定 。 HRSR04 超聲波集成模塊采用 的是 I/O 觸發(fā)測(cè)距，給至少 10 us 的高電平信號(hào)。 這樣 不斷的 循環(huán) 周期測(cè) ， 就可以 在不停地移動(dòng)的過(guò)程中 測(cè)量 距離 值了 。共陽(yáng)極 是 數(shù)碼管里面的發(fā)光二極的陽(yáng)極接在一起作為公共引腳 即公共陽(yáng)極 ，在使用時(shí) 此 公共 引腳接 到 電源正極。 顯示模塊選用 4 位 共 陽(yáng) 極 數(shù)碼管 進(jìn)行動(dòng)態(tài)掃描，此掃描方式 能 完全 達(dá)到顯示要求。 圖 報(bào)警 模塊電路圖 3． 4 系統(tǒng)整體電路 根據(jù) 本章 前面對(duì) 設(shè)計(jì)的 各個(gè)相關(guān)模塊的 分別講述 講 述， 再 結(jié)合單片機(jī)的引腳功能，從而得到 系統(tǒng)整體電 路 圖，如圖 所示。主程序完成 單片機(jī)的 初始化， 超聲波的 發(fā)射和接收、 計(jì)算 超聲波發(fā)射點(diǎn) 與障礙物 之間 的距離 、 數(shù)碼管顯示 和 蜂鳴器報(bào)警 等 。 整個(gè) 系統(tǒng) 的 設(shè)計(jì)的 關(guān) 鍵 是對(duì)距離 進(jìn)行 測(cè)量 的 ，然 后通過(guò)單片機(jī)來(lái)處理 測(cè)量數(shù)據(jù)是 比較容易實(shí)現(xiàn)的 ，能精確的實(shí)現(xiàn)測(cè)距 。余波就是在發(fā)射超聲波時(shí) 超聲波信號(hào)直接到達(dá)接受探頭的 波 信號(hào) ， 同時(shí) 余波信號(hào)也 是 超聲波 測(cè)量時(shí) 存在測(cè)量盲區(qū)的 最 主要 的 原因 [7]。 圖 系統(tǒng)主程序流程 圖 中斷處理程序 負(fù)責(zé)計(jì)算車尾與 障礙物 之間 的距離 是 /INT0 的 中斷程序 。 開(kāi)始 單片機(jī)初始化 超聲波模塊復(fù)位 發(fā)射超聲波并啟動(dòng) T0 開(kāi)中斷 接收到回波的同時(shí)中斷停止 計(jì)算測(cè)量距離 顯示距離同時(shí)蜂鳴器報(bào)警 延時(shí) 圖 中斷處理程序流程圖 在中斷處理程序 過(guò)程 中， 對(duì) 距離 數(shù)據(jù) 的計(jì)算 是比較關(guān)鍵的 。//由高電平變低電平，觸發(fā)外部中斷 0 Echo=0。 delay_20us()。 // TH1=0。//等待 Echo 變高電平 EA=1。 outeh=TH1。 EX0=0。 本 設(shè)計(jì)中 ， 采用 了 4 位 共陽(yáng)極連接 的 數(shù)碼管 顯示 來(lái) 顯示 與 障礙物 之間 的 距離 ， 同時(shí) 數(shù)碼管 與 P1 口連接進(jìn)行 動(dòng)態(tài)的 段掃描 。 C 程序如下： void display() { xs=(long int)(((256*outeh+outel)*340*)/100067)。 P2=DuanMa[xs%10]。 P2=DuanMa[xs%100/10]。 P2=DuanMa[xs/100%10]。 P2=DuanMa[xs/1000]。 P2=0xff。 P2=0xff。 P2=0xff。 P2=0xff。 P2=0xff。 P2=0xff。 P2=0xff。 delay(10)。在 本 設(shè)計(jì)中， 利 用 的是 單片 機(jī) 引腳來(lái)產(chǎn)生不同頻率的方波來(lái)控制蜂鳴器 產(chǎn)生 不同 頻率 的 “ 滴滴 ” 聲 ，且 是在 離障礙物距離越近鳴叫 頻率越低。其 它硬件 的組裝和 連線 焊接如下： P2口 分別 接 到 四位八段 的共陽(yáng) 數(shù)碼管的 a、 b、 c、 d、 e、f、 g、 dp引腳 上 ， 用來(lái) 進(jìn)行 動(dòng)態(tài)的 段掃描 ； P1口的 、 、 、 碼管的片選 ； P1口的 連 接到 蜂鳴器 上， 構(gòu)成蜂鳴器報(bào)警電路， 進(jìn)行 蜂鳴器鳴叫 報(bào)警 ； 接超聲波 模塊的 發(fā)射 端 ； 接超聲波接收端 ，用作判斷超聲波 是否 接收到 了 回波的信號(hào)，并 控制 計(jì)數(shù)器停止計(jì)時(shí)。 圖 測(cè)量情況 顯示 在已知既定的一米距離，用此裝置測(cè)量的 一米 距離 顯示 如圖 。 （ 3） 超聲波模塊 的 感應(yīng) 角的影響 兩個(gè) 超聲波 探頭 即 發(fā)射 探頭和接收探頭 和障礙物 之間存在一個(gè)幾何角度， 反射波入射到探頭存在一定的 角度，當(dāng)這個(gè)角度 過(guò)大 時(shí) ， 這就會(huì)造成測(cè)量 較大的 誤差 ， 或者說(shuō)根本接收不到回波信號(hào) 。當(dāng)芯片收到信號(hào)波時(shí)自動(dòng) 判定收到的超聲波信號(hào)是 發(fā)射的 聲波衍射 而 返回 來(lái) 的信號(hào)時(shí) 就會(huì)自動(dòng)忽略掉 ，繼續(xù) 去等待檢測(cè)在 這個(gè) 工作周期內(nèi)是 否 有 有 效反射波 反射回來(lái)，如果有就 進(jìn)行 處理，沒(méi)有就 進(jìn)行新的一次測(cè)量 [15]。 本設(shè)計(jì) 還可以在幾 個(gè)方面進(jìn)行修改完善，進(jìn)而使得本設(shè)計(jì)的測(cè)距儀功能更加完善 ，諸如： （ 1） 因?yàn)槌暡?探頭的限制， 防裝裝置在溫度不同的環(huán)境下測(cè)量誤差也不一樣 ，所以要 根據(jù)實(shí)際情況 對(duì) 探頭 進(jìn)行 合適的更換 。 （ 4） 整個(gè)設(shè)計(jì) 利用 的是 超聲波模塊設(shè)計(jì)，電路簡(jiǎn)單，編程容易，完全能實(shí)現(xiàn)功能要求。 本 設(shè)計(jì)中 測(cè)距顯示模塊 采用的是單片機(jī)動(dòng)態(tài)掃描方式將測(cè)得距離通過(guò) 4 位 共陽(yáng)極 數(shù)碼管顯示出來(lái)的 ， 并 利用蜂鳴器報(bào)警電路 對(duì) 不同距離 用 不同 的聲音進(jìn)行 報(bào)警。在開(kāi)始查閱資料的時(shí)候，沒(méi)能把握設(shè)計(jì)的核心內(nèi)容， 本設(shè)計(jì)要求所要設(shè)計(jì)的汽車防撞裝置設(shè)計(jì)本質(zhì)就是一種 測(cè)距 報(bào)警儀 ，在把握住設(shè)計(jì)的核心內(nèi)容后著手設(shè)計(jì)。 本設(shè)計(jì)在測(cè)距方面能基本滿足倒車要求的測(cè)距，但其精度還不是很高。 致 謝 畢業(yè)設(shè)計(jì)是對(duì) 所學(xué)的 知識(shí)運(yùn)用能力 進(jìn)行 的 一次全面性的考察 ，也是 提高 基本 能力的 一種 訓(xùn)練，培養(yǎng) 能 將 所學(xué)知識(shí) 綜合運(yùn)用 的能力和能夠 獨(dú)立地 對(duì) 問(wèn)題 進(jìn)行 分析和解決的能力，為以后工作打下 夯實(shí) 的基礎(chǔ)。 其次感謝 輔導(dǎo)老師井老師， 他 對(duì) 外文翻譯、開(kāi)題報(bào)告、論文 等 每次都不厭其煩的幫忙 檢查 。 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)已至 尾聲。 最后，再次感謝所有幫 助過(guò)我的 老師 和 同學(xué) 。 uchar DuanMa[10]={0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90}。 for(y=z。x)。z++)。 P2=0xff。 P2=0xff。 P2=0xff。 P2=0xff。(xs=100)) { P1=WeiMa[0]。 P1=WeiMa[1]。 P1=WeiMa[2]。 P1=WeiMa[3]。(xs10)) { P1=WeiMa[0]。 P1=WeiMa[1]。 P1=WeiMa[2]。 P2=0xff。 } } void main() { TMOD=0x11。 EA=0。//發(fā)射啟動(dòng)脈沖 TR1=1。 // TF1=0。 else beep=1。 //取出定時(shí)器的值 display()。 TL1=0。 UE9aQGn8xp$Ramp。ksv*3t nGK8!z89Am YWpazadNuKNamp。 ksv*3t nGK8! z89Am YWpazadNuKNamp。 ksv*3t nGK8! z89Am YWpazadNuKNamp。 ksv*3tnGK8! z89Am UE9aQGn8xp$Ramp。 ksv*3tnGK8! z89Am YWpazadNuKNamp。 ksv*3t nGK8! z89Am YWpazadNuKNamp。 ksv*3t nGK8! z89Am YWpazadNuKNamp。 ksv*3t nGK8! z8vGt YM*Jgamp。849Gx^Gj qv^$UE9wEwZQcUE%amp。MuWFA5uxY7JnD6YWRrWwc^vR9CpbK!zn% Mz849Gx^G89Am UE9aQGn8xp$Ramp。 ksv*3t nGK8!z89Am YWpaz adNuKNamp。 ksv*3t nGK8! z89Am YW pazadNuKNamp。 ksv*3t nGK8!z89Am YWpazadNuKNamp。 ksv*3t nGK8! z8vGt YM*Jgamp。 849Gx^Gjqv^$UE9wEwZQcUE%amp。 MuWFA5uxY7JnD6YWRrWwc^vR9CpbK! zn% Mz849Gx^Gj qv^$UE9wEwZQcUE%amp。MuWFA5ux^Gj qv^$UE9wEwZQcUE%amp。MuWFA5uxY7JnD6YWRrW wc^vR9CpbK!zn% Mz849Gx^Gj qv^$UE9wEwZQcUE% amp。 849Gx^Gj qv^$UE9wEwZQcUE% amp。MuWFA5uxY7JnD6YWRr Wwc^vR9Cpb