【正文】 波傳感器主要分為兩個類別即電聲型和流體動力型，因這兩者產(chǎn)生的超聲波頻率、聲波及功率各不相同，也就導(dǎo)致了它們將適用于不同的場合。其工作原理簡單的說就是當(dāng)兩電極外加的信號頻率和壓電晶片的固有頻率相同時，兩塊壓電晶片就產(chǎn)生共振，通過帶動共振盤的振動，就得到了測距所需的超聲波。這里根據(jù)本課題的實際情況來考慮將使用脈沖回波法[3]，它利用的就是超聲波的反射特性。期間，從發(fā)射端發(fā)射信號到接收端接收信號的時間即為往返時間 t。而超聲波傳感器中則是以探頭的選擇為主，超聲波傳感器的探頭一般有收發(fā)一體式與收發(fā)分體式，鑒于要測的表面不一定都是光滑平整的，所以反射時有一定的角度，固可以選擇電子市場上較常見的收發(fā)分體式，其一般頻率選 40KHz。1KHz聲壓 115dBmin（0dB=） 70dBmin（0dB=1V/μbar）指向性 75176。25%pF最低使用溫度 40℃ 40℃最高使用溫度 85℃ 85℃最小探測距離 最大探測距離 4m 4m分辨率 9mm 9mm最大輸入電壓 20Vpp 連續(xù)信號 20Vpp 連續(xù)信號為了能夠引起探頭中壓電晶片的共振，發(fā)射電路頻率宜選擇傳感器的固有頻率 40KHz，這樣才有可能使其工作于諧振頻率從而達到最優(yōu)的特性。 AT89C52 芯片介紹AT89C52 單片機 [4]是應(yīng)用于超聲波測距系統(tǒng)中常用的芯片之一。圖 3 AT89C52 芯片圖AT89C52 單片機的輸入輸出端口在編程上是根據(jù)應(yīng)用電路的具體要求和功能對其進行編程的，其具體步驟有以下四點。其中 U1A 反相器是讓輸入到傳感器兩端的電壓置反以便得到足夠的壓差來驅(qū)動傳感器發(fā)射超聲波，電路圖如圖 4 所示。其中檢波電路是用于接收反射回來的回波，接著由濾波放大電路對信號進行放大，而整形部分則是把接收到的信號整理成 C52 單片機能夠識別的信號并向單片機提出中斷計時的指示。它是利用液晶材料的光電效應(yīng)，即對其施加電場，其分子排列就會發(fā)生變化，進而對液晶整體的光學(xué)折射特點產(chǎn)生影響，通過造成人們視覺的變化來達到顯示所需數(shù)字的目的。這里當(dāng) R/W 中加高平電壓時是進行讀操作，而加低平電壓時是進行寫操作。 報警電路設(shè)計系統(tǒng)的報警電路如圖 7 所示其中由 NPN 管、電阻和蜂鳴器組成。單片機復(fù)位電路通常采用上電自動復(fù)位、按鍵電平復(fù)位及系統(tǒng)復(fù)位。固系統(tǒng)的復(fù)位電路是十分重要的要保證其精確、可靠的工作。這里選用的是以內(nèi)部振蕩方式得到時鐘信號的電路。整個軟件系統(tǒng)在編程方面采用匯編語言及 C 語言，這里利用了匯編語言具有較高的效率及易精細計算時間的優(yōu)點與 C 語言在計算方面的簡便。顯示報警電路是用來產(chǎn)生能給駕駛員直觀提示的電路。接著通過 端口發(fā)送頻率大約為 40kHz 的方波來作為超聲波的脈沖信號，與此同時啟動計數(shù)器 T0 進行計時。 LCD 顯示程序LCD 顯示塊的運行程序流程圖如圖 13 所示，包括 LCD 的初始化、檢查忙碌狀態(tài)、寫指令與數(shù)據(jù)函數(shù)、接著就是 LCD 的顯示操作了。首先從單片機中讀取進數(shù)據(jù)，接著進行補碼與原碼的轉(zhuǎn)化，最后就是把數(shù)據(jù)寫入顯示數(shù)組 num[ ]中。首先是要在 Proteus 上繪制出準備作為仿真實驗的電路原理圖其如圖 17 所示。由于是頻率比較高的信號（40KHz） ，所以不能通過二極管來觀察到，所以在仿真的時候 一直顯示的是低電平狀態(tài)，這時必須用示波器來查看，如圖：圖 17 Proteus 仿真原理圖圖 18 仿真結(jié)果圖 從圖 18 的仿真結(jié)果圖可以看出， 口輸出了信號，由于軟件是間隔 60ms 發(fā)送一次 40KHz 的信號，所以可以看到這樣的尖脈沖信號產(chǎn)生。表 3 溫度與聲速的關(guān)系溫度(℃) －30 －20 －10 0 10 20 30 100聲速(米／秒) 313 319 325 323 338 344 349 386在一般狀況下，如果實際的溫度變化不是很大，那么可以認為聲速是一個基本上不變的值，用于計算時取為 346 m/s。圖 19 超聲波測距原理為了進一步的改善倒車系統(tǒng)的測量精度，于是將增加反射角引起的距離誤差 [7]，如圖根據(jù)公式 2s=lh?可得更為準確的距離值。（2）大多數(shù)的硬件設(shè)備在如今的生活中都免不了受到一些外界的干擾，更不用說汽車這種完成暴露于外界交通工具。同樣在此系統(tǒng)的其他設(shè)計方面也要考慮到受干擾的程度及使用什么方法對系統(tǒng)進行優(yōu)化，在最大程度上減少整個系統(tǒng)的最后測量誤差。6 結(jié)論系統(tǒng)是以單片機 AT89C52 為核心芯片，輔助以硬件電路與軟件編程實現(xiàn)的一個可以用于對精度要求不是很高的汽車上。結(jié)束語：通過此次汽車倒車系統(tǒng)的設(shè)計，不僅鞏固了本科期間所學(xué)的理論知識，同時也加強了把理論知識付諸于解決實際問題的能力。雖然設(shè)計的內(nèi)容在很多方面都存在改進的地方，但伴隨著自己在專業(yè)知識方面的不斷鞏固加強，在不久的將來或許會得以解決，即使那時候可能不會在為設(shè)計的完善工作做實際性的修改。除了他們外，當(dāng)然還有很多的老師和同學(xué)對此次畢業(yè)設(shè)計做出了或直接或間接的幫助，在這里無法一一列舉，不過還是表示衷心的感謝！參考文獻：[1] 徐國華．超聲波測距系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)[J]．電子技術(shù)應(yīng)用，2022，(12) ：67．[2] 肖質(zhì)紅．超聲波測距儀在汽車安全系統(tǒng)中的應(yīng)用[J]．浙江萬里學(xué)院學(xué)報，2022，(5)：4346．[3] 趙珂．時差法超聲測距儀的研制[J]．測控技術(shù)，2022 ，24(4)：7779．[4] 李群芳，張士軍．單片微型計算機與接口技術(shù)[M]．北京：電子工業(yè)出版社，2022．[5] 趙亮．用單片機控制液晶顯示模塊 LCD1602[J]．無線電，2022，03(634)：3637．[6] 趙小強，趙連玉．超聲波測距系統(tǒng)中的溫度補償[J]．控制與檢測，2022，12：6264．[7] 蘇偉，鞏壁建．超聲波測距誤差分析[J]．傳感器技術(shù)，2022 ，23(6)：811 ．[8] 祝敏．超聲波測距誤差分析及修正方法[J]．計量與測試技術(shù)，2022，36(2)：2124．[9] 曾祥進，王敏，黃心漢．自動增益電路在超聲波測距系統(tǒng)中的應(yīng)用研究[J]．測控技術(shù)，2022，24(7)：6971．附錄Proteus 中畫得的系統(tǒng)總體電路圖程序：include include include define uchar unsigned char define uint unsigned int uchar code dispBUF[33]={Temperature: Distance: mm }。139。339。539。739。939。 //計數(shù)器的高低位 uchar count=0。 //DS18B20 存在標準 sbit RS=P2^0。 //DS18B20 數(shù)字端口 sbit Busy = P0^7。 void delay15(uchar us)。 void Init_18B20(void)。 sbit sta_flag =flag^0。 //發(fā)射超聲波 sbit CSBIN =P2^6。 TL0=0xA0。 count++。 _nop_()。 _nop_()。 _nop_()。 _nop_()。 //保持一段時間高電平 _nop_()。 TR1=1。i29。 TL0 =0xA0。 //P2^6 口，接收信號 EA =1。 else //溫度為負 c=*temp*。 s=。 fuhao=0。 fuhao=1。 //數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換后放到顯示數(shù)組里面 if(fuhao) num[12]=num[12]|0x80。 tmp%=1000。 tmp%=10。 // 跳過讀序號列號的操作，忽略 ROM 匹配 B20_WDAT(0x44)。 //跳過讀序號列號的操作B20_WDAT(0xBE)。t = 8。 //DQ 復(fù)位 Delay(10)。 //拉高總線 Delay(10)。 } /*******************讀數(shù)據(jù) ******************************/ uchar B20_RDAT(void) //讀取一個字節(jié) { uchar i = 0。 i) { DQ = 0。 //拼裝處理 Delay(15)。 i 0。 //取出低位的一位數(shù)據(jù) Delay(5)。 //按位取反 temp+=1。 //清顯示 Write_Comm(0x80)。 if((a11)amp。} Write_Data(d)。b++) { d=dispBUF[b]。 } Write_Data(d)。 RS = 0。0x80)。RS = 0。P0= lcdm。RS = 1。 P0= lcddata。 //稍微延時，等待 LCD 進入工作狀態(tài) Write_Comm(0x01)。Write_Comm(0x06)。 } /*************************延時 n*15US 函數(shù)*************************/ void delay15(uchar us) { do { _nop_()。 _nop_()。 _nop_()。 _nop_()。 } /****************************延時 1MS*************************/ void delay1ms(uint ms) { uint i,j。j100。y0xff。i j++) //需要產(chǎn)生方波 _nop_()。i255。 //延時 SYS_INIT()。 //顯示 sta_flag=0。 //啟動溫度轉(zhuǎn)換 while(1) {if(sta_flag) //10MS 到了（sta_flag=1） { while(0==CSBIN)。 //讀取計數(shù)器高低位的數(shù)值HEXtoBCD()。 TESTTEMP()。} } }