【正文】 ow reverse, the driver should not only forward but also looking back, a little rearend careless accidents can after the increase of motor vehicles as the ability to detect obstacles on the development of the rear of the car reversing radar has bee the research hotspot in recent years. the ultrasonic transmitter continuously emits a series of consecutive pulses to the measurement of logic circuits to provide a short pulse. Finally, signal processing devices based on the received signal for processing the time difference, automatic calculation of turnout and the distance between obstacles. Ultrasonic Ranging simple, low cost, easy production, but the transmission speed by a larger weather can not be precise range。 超聲波測(cè)距由于其能夠 進(jìn)行非接觸測(cè)量和相對(duì)較高的測(cè)量精度，越來越被人們所重視。由此可見，超聲波汽車倒車?yán)走_(dá)系統(tǒng)將會(huì)在人類今后的生活中扮演越來越重的角色，為人類的發(fā)展作出重要貢獻(xiàn)。倒車?yán)走_(dá)是汽車泊車或者倒車時(shí)的安全輔助裝置，能以聲音或者更為直觀的顯示告 知駕駛員駕駛車輛周圍障礙物的情況，解除了駕駛員泊車、倒車和起動(dòng)車輛時(shí)前后左右探視所引起的困擾，并幫助駕駛員掃除了使用死角和視線模糊的缺陷，提高駕駛的安全性。 2 第一代：倒車時(shí)通過喇叭提醒。這是倒車?yán)走_(dá)系統(tǒng)的真正開始。 第三代：數(shù)碼波段顯示具體距離或者距離 范圍。 第三代產(chǎn)品把數(shù)碼和波段組合在一起，比較實(shí)用，但安裝在車內(nèi)影響美觀。不過 LCD 顯示外觀雖精巧，靈敏度較高，但抗干擾能力不強(qiáng)，所以誤報(bào)也較多。 第五代：魔幻鏡倒車?yán)走_(dá)。而且顏色款式多樣，可以按照個(gè)人需求和車內(nèi)裝飾選配。 4 第 2 章 倒車?yán)走_(dá) 總體設(shè)計(jì)方案 該設(shè)計(jì)的應(yīng)用背景是基于 STC89C51 的超聲信號(hào)檢測(cè)的。在調(diào)諧式電路中有調(diào)諧線圈（有時(shí)裝在探頭內(nèi)），諧振頻率有調(diào)諧電路的電感、電容決定，發(fā)射的超聲脈沖頻帶較窄。但是每一支實(shí)際的發(fā)生傳感器有其工作電壓的極限值，同時(shí)發(fā)射電路中的阻尼電阻決定了電路的阻尼情況。最終達(dá)到對(duì)回波進(jìn)行放大檢測(cè)，產(chǎn)生一個(gè)單片機(jī)（ STC89C51）能夠識(shí)別的中斷信號(hào)作為回波到達(dá)的標(biāo)志。通超聲波發(fā)射 單 片 機(jī) LED數(shù)碼管顯示 鍵盤控制 超聲波接收 放大 比較 5 過單片機(jī)可得到超聲波信號(hào)的往返所需要的時(shí)間，即可求得車體與障礙物之間的距離。這樣可以求出距離： ? ?2 21 TTCS ?? 555 時(shí)基電路振蕩產(chǎn)生 40Hz 的超聲波信號(hào)。 超聲波的指向性強(qiáng)，能量消耗緩慢，遇到障礙物后反射效率高，是測(cè)距的良好載體。由于常溫下超聲 波在空氣中的傳播數(shù)的約為 340m/s。 本章小結(jié) 本章分析了超聲波測(cè)距的原理，以及理論的計(jì)算，對(duì)于系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)方案做了詳細(xì)的介紹。這種方法的特點(diǎn)是充分利用軟件，靈活性好，但需要設(shè)計(jì)一個(gè)驅(qū)動(dòng)電流 100mA 以上的驅(qū)動(dòng)電路。 40KHz 的超聲波是利用 LC 震蕩電路振蕩產(chǎn)生的，其振蕩頻率計(jì)算公式如下： 脈沖發(fā)射采用軟件方式，利用 STC89S51 的 口發(fā)射 40 kHz 的方波信號(hào)，經(jīng)過 74HC04 放大后輸出到超聲波換能器 ，產(chǎn)生超聲波。電路圖如圖 所示。 8 壓電式超聲波換能器是利用壓電晶體的諧振來工作的。 U 4 A74 A L S 04 U 4 B74 A L S 04U 4 C74 A L S 04U 4 D74 A L S 04U 4 E74 A L S 04L S 1T X (F )R81KR91KV C CP 1 0 圖 超聲波發(fā)射電路 超聲波接收模塊 超聲波接收電路包括超聲波接收探頭、信號(hào)放大電路及波形變換電路三部分。內(nèi)部電路由前置放大器、自動(dòng)偏置電平控制電路、限幅放大器、帶通濾波器、峰值檢波器和整形輸出電路組成。通過 反饋將放大器設(shè)定于適當(dāng)?shù)臓顟B(tài)，再由限制電平電路進(jìn)行自動(dòng)控制。 9 積分濾波器與整形電路：檢測(cè)器輸出的信號(hào)經(jīng)積分濾波器送到整形電路，輸出較好的矩形波。適當(dāng)?shù)母淖僀3 的大小，可以改變接受電路的靈敏度和抗干擾能力。 CX20xx6A 可用來完成遙控信號(hào)， CX20xx6A 是日本索尼公司生產(chǎn)的紅外解調(diào)集成電路，采用 8 腳單列直插式塑料 超小型 封裝， +5v 供電， 內(nèi)部含可前置放大、自動(dòng)偏置、限幅放大、通帶攄波、峰值檢波、積分比較及施密特整形輸出等電路 。但 C 的改變會(huì)影響到頻率特性，一般在實(shí)際使用中不必改動(dòng)，推薦選用參數(shù)為 R= ， C= F。例如，取 R=200kΩ 時(shí)， fn≈ 42kHz，若取 R=220kΩ ，則中心頻率 f0≈ 38KHz。 單片機(jī)實(shí)現(xiàn)測(cè)距原理 單片機(jī)發(fā)出超聲波測(cè)距是通過不斷檢測(cè)超聲波發(fā)射后遇到障礙物所反射的回波，從而測(cè)出發(fā)射和接收回波的時(shí)間差 tr，然后求出距離 S＝ Ct/2，式中的 C 為超聲波波速。 鍵盤控制電路 此鍵盤 與單片機(jī) P2口四個(gè)引腳相接，用于對(duì)報(bào)警距離進(jìn)行設(shè)定。 超聲波傳感器的頻率特性 圖 超聲波傳感器的升壓能級(jí)和靈敏度 圖 。因此，超聲波發(fā)射傳感器一定要使用非常接近中心頻率 40KHz 的交流電壓來激勵(lì) 。超聲接收傳感器的頻率特性曲線和輸出端外接電阻 R 也有很大關(guān)系，如果 R 很大，頻率特性是尖銳共振的，并且在這個(gè)共振頻率上靈敏度很高。考慮到實(shí)際工程測(cè)量的要求，可以選用超聲波頻率 f = 40KHz，波長(zhǎng) λ = 。超聲傳感器的指向角一般為 40度到 80度，本設(shè)計(jì)要求傳感器的指向角為 75度。 STC89C51的主要性能參數(shù)和特點(diǎn) 1． 增強(qiáng)型 6時(shí)鐘機(jī)器周期， 12時(shí)鐘機(jī)器周期， 8051CPU。 5． 片上集成 512字節(jié) /1280字節(jié) RAM。 9．看門狗 。 13．通用異步串行口（ UART） 。其基本工作原理為給予此超聲波測(cè)距模塊觸發(fā)信號(hào)后發(fā)射超聲波，當(dāng)超聲波投射到物體而反射回來時(shí)，模塊 14 輸出回響信號(hào)，以觸發(fā)信號(hào)和回響信號(hào)間的時(shí)間差，來判定物體的距離。超聲波碰到雜質(zhì)或分界面會(huì)產(chǎn)生顯著反射形成反射成回波，碰到活動(dòng)物體能產(chǎn)生多普勒效應(yīng)。它有許多不同的結(jié)構(gòu)，可分直探頭（縱波）、斜探頭（橫波）、表面波探頭（表面波）、蘭姆波探頭（蘭姆波）、雙探頭（一個(gè)探頭反射、一個(gè)探頭接收 ）等。軟件設(shè)計(jì)的總體結(jié)構(gòu)框圖如圖 圖 程序總體框圖 軟件設(shè)計(jì)各程序簡(jiǎn)介 （ 1） 系統(tǒng)初始化模塊：即系統(tǒng)剛上電的時(shí)候?qū)ο到y(tǒng)的各個(gè)引腳的電平分配和對(duì)各寄存器的初值賦值。 （ 5） 運(yùn)算結(jié)果處理模塊：運(yùn)算結(jié)果處理模塊將多次所測(cè)得時(shí)間進(jìn)行處理，進(jìn)行軟件取大值工作，根據(jù)公式計(jì)算出距離，然后再對(duì)計(jì)算得出的結(jié)果進(jìn)行修正處理，數(shù)據(jù)處理后送至數(shù)碼顯示模塊。 軟件設(shè)計(jì)要求 本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求是 利用超聲波測(cè)距原理設(shè)計(jì)一個(gè)車用的倒車?yán)走_(dá)。 工作時(shí)，微處理器 STC89C51先把 0，啟動(dòng)超聲波傳感器發(fā)射超聲波，同時(shí)啟動(dòng)內(nèi)部定時(shí)器 T0開始計(jì)時(shí)。然后再根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況進(jìn)行聲光報(bào)警。如果當(dāng)計(jì)時(shí)器溢出是還未檢測(cè)到超聲波返回信號(hào)，則定時(shí)器 T0溢出中斷將外中斷 0關(guān)閉，并將測(cè)距成功標(biāo)志字賦值 2，及 Testok=2以表示此次測(cè)距失敗。 報(bào)警子程序 取測(cè)量值 LED 顯示 Y 距離小于 1m 返回 蜂鳴報(bào)警 N 外部中斷入口 初始化 開位選 查表送段碼 位選左移一位 修正段碼指針 返回 顯示完畢 N Y 20 第 5 章 測(cè)試 結(jié)果與 分析 測(cè)試結(jié)果 在室內(nèi)進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)中，根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求做了多次測(cè)試，記錄了每次的數(shù)據(jù)，因?yàn)閷?shí)驗(yàn)中都會(huì)存在著誤差， 所以測(cè)量時(shí)取平均值的方式記錄，每次測(cè)量時(shí)根據(jù)設(shè)定的距離進(jìn)行 3 次測(cè)量，然后取平均值。也就是說發(fā)射與脈沖計(jì)數(shù)必須同步。 觸發(fā)誤差，由于 被測(cè)信號(hào)經(jīng)放大，噪聲信號(hào)。 測(cè)試過程 影響本設(shè)備進(jìn)行報(bào)警的過程有很多原因，這些原因會(huì)導(dǎo)致儀器報(bào)警的成功與否，所以為此做了本次實(shí)驗(yàn)。 實(shí)驗(yàn)結(jié)果 第一種，報(bào)警器能夠 第一時(shí)間準(zhǔn)確在到達(dá)設(shè)定的報(bào)警距離時(shí)進(jìn)行報(bào)警，報(bào)警器指示燈閃爍，發(fā) 出蜂鳴聲。介紹了產(chǎn)生誤差的原因。 目前汽車倒車?yán)走_(dá)系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)就是逐步解決這些問題，以至于更好的為駕駛者服務(wù) 。我相信這次畢業(yè)設(shè)計(jì)所積累下的寶貴經(jīng)驗(yàn)會(huì)給我今后的學(xué)習(xí)和工作帶來很大的幫助和深遠(yuǎn)的影響。 同時(shí)，我還要感謝我的寢室同學(xué)和身邊的朋友，正是在這樣一個(gè)團(tuán)結(jié)友愛，相互促進(jìn)的環(huán)境中，在和他們的相 互幫助和啟發(fā)中，才有我今天的小小收獲。 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(shí)刻充滿信心和勇氣，克服成長(zhǎng)路上的種種困難，順利的完成大學(xué)學(xué)習(xí)。 sbit k3=P1^4。 sbit led=P1^1。 27 sbit LCM_RW=P2^5。 code char exampl[]= 。 unsigned char ReadDataLCM(void)。 void DispInt(unsigned char X, unsigned char Y, unsigned int i)。 void ePutstr(uchar x,uchar y,uchar code *ptr)。t0。 } void WriteDataLCM(unsigned char WDLCM) //寫數(shù)據(jù) { ReadStatusLCM()。 LCM_E = 0。 } void WriteCommandLCM(unsigned char WCLCM,BuysC) //BuysC 為 0 時(shí)忽略忙檢測(cè) //寫指令 { if (BuysC) { ReadStatusLCM()。 29 LCM_E = 0。 LCM_RW = 1。 return(LCM_Data)。 LCM_E = 0。 Busy) //檢測(cè)忙信號(hào) { 。 //三次顯示模式設(shè)置，不檢測(cè)忙信號(hào) Delay5Ms()。 Delay5Ms()。 //顯示清屏 WriteCommandLCM(0x06,1)。 X amp。 } X |= 0x80。 while (ptr[l] 31) { l++。i++) { DisplayOneChar(x++,y,ptr[i])。 while(1) { for(i=0。 } } } void Delay5Ms(void) //5ms 延時(shí) { unsigned int TempCyc = 5552。 33 while(TempCycA) { TempCycB=7269。delay0。} } //*********************************************** sfr CLK_DIV = 0x97。 //測(cè)試用引腳 34 uchar code SEG7[10]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f}。 //測(cè)量成功標(biāo)志 //********函數(shù)聲明 void conversion(uint temp_data)。 int c=200。 Delay400Ms()。 // ePutstr(0,0,exampl)。 flag=0。 //定時(shí)器 0，定時(shí)器 1， 16 位工作方式 TR0=1。 //打開定時(shí)器 1 中斷 EX0=0。 DisplayOneChar(5,1,(0x30+c/1000%10))。 DisplayOneChar(1,1,(0x30+a/100%