【正文】 目測距離有誤差，視線模糊等原因造成倒車時的事故率遠大于汽車前進時的事故率，尤其是非職業(yè)駕駛員以及女性更為突出。其中倒車事故由于發(fā)生的頻率極高，已引起了社會和交通部門的高度重視。倒車?yán)走_的原理與普通雷達一樣，是根據(jù)蝙蝠在黑夜里高速飛行而不會與任何障礙物相撞的原理設(shè)計開發(fā)的。在之后的三十年中，超聲波仍然是一個鮮為人知的東西，由于當(dāng)時電子技術(shù)發(fā)展緩慢，對超聲波的研究造成了一定程度的影響。 1929 年， Sokolov 首先提出用超聲波探查金屬物內(nèi)部缺陷的建議。 美國的 Firestone 首次 介紹了脈沖回波探傷儀，使超聲波檢測技術(shù)發(fā)展到了更重要的階段。 八十年代后期，由于計算機技術(shù)和高速器件的不斷發(fā)展，使超聲波信號的數(shù)字化采集和分析成為可能。另外，也有大量的文獻研究采用數(shù)字信號處理技術(shù)和小波變換理論來提高傳輸時間的精度。隨著測距技術(shù)研究的不斷深入，對超聲測距系統(tǒng)功能要求越來越高，單數(shù)碼顯示的超聲測距系統(tǒng)會帶來較 大的測試誤差。其中，煤炭科學(xué)研究院研制的 2022A 型超聲分析檢測儀，是一種內(nèi)帶微處理器的智能化測量儀器，全部操作都處于微處理器的控制管理之下，所有測量值，處理結(jié)果，狀態(tài)信息都在顯像管上顯示出來，并可接微型打印機打印。再根據(jù)障礙物與車尾的距離遠近情況發(fā)出警報。超聲波測距主要應(yīng)用于倒車?yán)走_、建筑施工工地以及一些工業(yè)現(xiàn)場，例如液位、井深、管道長度等場合。電聲型主要有： 1 壓電傳感器； 2 磁致伸縮傳感器； 3 靜電傳感器。探頭由壓電晶片、楔塊、接頭等組成，是超聲檢測中最常用的實現(xiàn)電能和聲能相互轉(zhuǎn)換的一種傳感器件，是超聲波檢測裝置的重要組成部分。所以，只要對這種材料加以交變電場，它就會產(chǎn)生交變的應(yīng)變，從而產(chǎn)生超聲振動。當(dāng)超聲波作用于晶片時，晶片受迫振動引起的形變可轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電信號，是正壓電效應(yīng)。在壓電陶瓷上加有大小和方向不斷變化的交流電壓時，根據(jù)壓電效應(yīng)，就會使壓電陶瓷晶片產(chǎn)生機械變形，這種機械變形的大小和方向在一定范圍內(nèi)是與外加電壓的大小和方向成正比的。 圖 壓電式超聲波發(fā)生器結(jié)構(gòu)圖 它有兩個壓電晶片和一個共振板，當(dāng)它的兩極外加脈沖信號，其頻率等于壓電晶片的固有振蕩頻率時，壓電晶片將會發(fā)生共振，并帶動共 振板振動，便產(chǎn)生超聲波。這樣，超聲傳感器才有較高的靈敏度。金屬網(wǎng)也是起保護作用的，但不影響發(fā)射與接收超聲波。而在 f0 兩側(cè)，聲壓能級迅速衰減。因此，超聲波接收傳感器具有很好的頻率選擇特性。因此，超聲接收傳感器應(yīng)與輸入阻抗高的前置放大器配合使用，才能有較高得接收靈敏度。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。 在超聲 波測量系統(tǒng)中，頻率取得太低，外界的雜音干擾較多；頻率取得太高，在傳播的過程中衰減較大。 距離測量系統(tǒng)常用的頻率范圍為 25KHz～ 300KHz 的脈沖壓力波，發(fā)射和接收的傳感器有時共用一個，或者兩個是分開使用的。 圖 系統(tǒng)總體框架設(shè)計 單片機最小系統(tǒng) 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。 2． 單片機的存儲介質(zhì)。 4．芯片的功耗。 綜合考慮以上因素，選擇 STC89C52 作為本系統(tǒng)的控制部件。 ALE/PROG(Pin30)：地址鎖存允許信號 PSEN(Pin29)：外部存儲器讀選通信號 EA/VPP(Pin31)：程序存儲器的內(nèi)外部選通，接低電平從外部程序存儲器讀指令，如果接高電平則從內(nèi)部程序存儲器讀指令?；竟ぷ髟硪约肮ぷ鞑襟E： (1)采用 IO 口 TRIG 觸發(fā)測距，給至少 10us 的高電平信號 。 圖 超聲波測距模塊 HCSR04 實物圖 圖 超聲波測距模塊 HCSR04 規(guī)格圖 表 聲 波 模塊 HCSR04的電氣參數(shù) 電 氣 參 數(shù) HCSR04超 聲 波 模塊 工作電壓 DC 5 V 工作電流 15mA 工作頻率 40Hz 最遠射程 4m 最近射程 2cm 測量角度 15 度 輸入觸發(fā)信號 10uS 的 TTL 脈沖 輸出回響信號 輸出 TTL 電平信號 ， 與射程成比例 規(guī)格尺寸 45*20*15mm 圖 超聲波模塊 HCSR04 原理圖 顯示器 LCD1602 液晶顯示器的優(yōu)點 本系統(tǒng)顯示電路選擇液晶 顯示器 LCD1602， 在單片機系統(tǒng)中應(yīng)用晶液顯示器作為輸出器件有以下幾個優(yōu)點： ① 顯示質(zhì)量高 由于液晶顯示器每一個點在收到信號后就一直保持那種色彩和亮度，恒定發(fā)光，而不像陰極射線管顯示器（ CRT）那樣需要不斷刷新新亮點。 ④ 功耗低 相對而言，液晶顯示器的功耗 主要消耗在其內(nèi)部的電極和驅(qū)動 IC 上，因而耗電量比其它顯示器要少得多。除了黑白顯示外，液晶顯示器還有多灰度有彩色顯示等。這就是 LCD 顯示的基本原理。 漢字的顯示一般采用圖形的方式，事先從微機中提取要顯示的漢字的點陣碼（一般用字模提取軟件），每個漢字占 32B，分左右兩半，各占 16B，左邊為 5?? 右邊為 6?? 根據(jù)在 LCD 上開始顯示的行列號及每行的列數(shù)可找出顯示 RAM 對應(yīng)的地址，設(shè)立光標(biāo)，送上要顯示的漢字的第一字節(jié)，光標(biāo)位置加 1，送第二個字節(jié)，換行按列對齊，送第三個字節(jié) ?? 直到 32B 顯示完就可以 LCD 上得到一個完整漢字。 圖 1602 字符型液晶顯示器實物圖 LCD1602 分為帶背光和不帶背光兩種，基控制器大部分為 HD44780，帶背光的比不帶背光的厚，是否帶背光在應(yīng)用中并無差別，兩者尺寸差別如下圖 所示 。 第 3 腳： VL 為液晶顯示器對比度調(diào)整端，接正電源時對比度最弱，接地時對比度最高，對比度過高時會產(chǎn)生 “ 鬼影 ” ， 使用時可以通過一個 10K 的電位器調(diào)整對比度。 第 6 腳： E端為使能端，當(dāng) E 端由高電平跳變成低電平時，液晶模塊執(zhí)行命令。 3． LCD1602 內(nèi)部的控制器共有 11 條控制指令，如表 所示 。一旦檢測到有回波信號則輸出回響信號，回響信號的脈沖寬度與所測的距離成正比。 圖 主程序流程圖 主程序如下 void main(void) { unsigned int valA,tempe=0,tempe1=0。 //啟動等待，等 LCM 講入工作狀態(tài) LCMInit()。 // ReadDataLCM()。 //延時 //DisplayListChar(0, 1, Cls)。 ET0=1。 //讀溫度 tempe=ReadTemperature()。)。)。 WriteDataLCM(tempe/10tempe/100*10+0x30)。)。 WriteDataLCM(39。 //讀溫度 WriteCommandLCM(0x88,1)。 WriteCommandLCM(0x89,1)。 WriteCommandLCM(0x8a,1)。 WriteCommandLCM(0x8c,1)。 WriteCommandLCM(0x8d,1)。C39。 RX=1。valA) { if(RX==1) { Timer_Count()。 //啟動一次模塊 _nop_()。 _nop_()。 _nop_()。 _nop_()。 _nop_()。 _nop_()。 void zd0() interrupt 1 //T0 中斷用來計數(shù)器溢出 ,超過測距范圍 { flag=1。 //當(dāng) RX 為 1 計數(shù)并等待 TR0=0。 TL0=0。 beep = 1。 //beep =1。 DisplayOneChar(0, 1, ASCII[11])。 DisplayOneChar(4, 1, ASCII[11])。 disbuff[2]=S/10%10。 //顯示點 DisplayOneChar(2, 1, ASCII[disbuff[1]])。 //顯示 M } } 顯示子程序設(shè)計 LCD 流程 圖 如圖 所示。 //關(guān)閉顯示 write_inst(0x01)。 write_inst(0x01)指令作用為清空顯示屏，并將光標(biāo)移至左上角。 //寫入指令模式 en = 1。 //檢查忙碌 } 寫入數(shù)據(jù) ： void write_char(char character) { RS =1。 //寫入字符 en=0。 5 系統(tǒng)調(diào)試分析 硬件電路連接 本系統(tǒng)設(shè)計了硬件電路后，將電路原理圖附于附錄 C 中，由于本設(shè)計涉及的模塊比較多，調(diào)試起來 比較費力，設(shè)計的不定因素也比較多，所以，調(diào)試的時候采用了分塊調(diào)試的方法，排除了各個模塊的干擾。 為確保連線的可 靠，在查線的同時，還可以用萬用表電阻檔對接線作連通檢查，而且最好在器件外引線處測量，這樣有可能查出某些 “ 虛焊 ” 的隱患。 在完成了 以上各項檢查并確認無誤后，才可通電調(diào)試，但此時應(yīng)注意電源的正、負極性不能接反。與障礙物距離為 ，大于設(shè)置值 ，見圖 。氣體彈性模量，由理想氣體壓縮特性可得：B=g? （ ） 由公式 ，超聲聲速與空氣的溫度有密切關(guān)系。整個過程，超聲波會有很大的衰減。f。但是，超聲波頻率越高，指向性越強，這一點有利于距離測量。超聲傳感器外加脈沖電壓的幅值會影響壓電轉(zhuǎn)換效率。這些會直接影響超聲波的回波幅值。如何提高測量精度是超聲測距的關(guān)鍵技術(shù)。例如：單片機內(nèi)置計時器的計數(shù)頻率只有晶振頻率的十二分之一，當(dāng)晶振頻率為6MHz時，計數(shù)頻率為 ；當(dāng)晶振頻率為 12MHz時，計數(shù)頻率為 1MHz，此時測距時間量化誤差為 。t+1,14(S35)+ m/s 式中 ： t— 攝氏溫度 ； S— 水鹽度 ， 按千分比計算 ； P— 海水靜壓力 ， 單位為大氣壓。t1)/(s2s1)。 （ 2）完成了系統(tǒng)的總體設(shè)計以及硬件電路設(shè)計。主要包括 : （ 1）在遠距離測量時，驅(qū)動功率相對不夠。 致 謝 首先，我要感謝我的導(dǎo)師張煥君在畢業(yè)設(shè)計中對我給予的悉心指導(dǎo)和嚴(yán)格 要求，同時也感謝本校的一些老師在畢業(yè)設(shè)計期間所給予我得幫助。 最后我要深深地感謝我的家人，正是他們含辛 茹苦地把我養(yǎng)育成人，在生活和學(xué)習(xí)上給予我無盡的愛、理解和支持，才使我時刻充滿信心和勇氣，克服成長路上的種種困難，順利的完成大學(xué)學(xué)習(xí)。s two plus pulse signal, the frequency equal to the intrinsic piezoelectric oscillation frequency chip, the chip will happen piezoelectric resonance, and promote the development of plate vibration resonance, ultrasound is generated. Conversely, if the two are not interelectrode voltage, when the board received ultrasonic resonance, it will be for vibration suppression of piezoelectric chip, the mechanical energy is converted to electrical signals, then it bees the ultrasonic receiver. The traditional way to determine the moment of the echo39。 ultrasonic firing continued 200ms here: cpl 。 djnz 14h, here。 pin to 0, to the left ranging circuit interrupt service routine return: SETB