【正文】 將個(gè)位，十位，百位分別由不同數(shù)碼管顯示。 case 0x02:P0=bai。flag++。 顯示程序 定時(shí)器 0 中斷 ,用做顯示。 外部中斷子程序 中斷服務(wù)程序是響應(yīng)單片機(jī)的外部中斷。 //放入 16 位的高 8 位 distance_data=distance_data|outeL。 //定時(shí)器 1 清零 TF1=0。 //關(guān)總中斷 Trig=1。 //打開(kāi)定時(shí)器 0 中斷 EX0=0。 i=0。 uint distance_data,a,b。 本章小結(jié) 本章主要介紹了基于單片機(jī)的超聲測(cè)距系統(tǒng)的具體硬件設(shè)計(jì)電路。 蜂鳴器的驅(qū)動(dòng) 圖 37 蜂鳴器的驅(qū)動(dòng)電路 單片機(jī)輸出端輸出低電平的驅(qū)動(dòng)能力比高電平要強(qiáng)得多，但在保證邏輯 電平時(shí)也只有 5mA 左右，不需要保證邏輯電平時(shí)可以有幾十毫安。點(diǎn)亮數(shù)碼管采用動(dòng)態(tài)掃描顯示。使用靜態(tài)顯示時(shí)，需要在每一個(gè)數(shù)碼管上添加一個(gè)鎖存器，當(dāng)需要某個(gè)數(shù)碼管顯示其他內(nèi)容時(shí)，只需要修改與其相連的鎖存器 的值即可。例如，當(dāng)輸入 8421 碼 ABCD=0100 時(shí)，應(yīng)顯示為“ 4” ,即要求同時(shí)點(diǎn)亮 b、 c、 f、 g 段，熄滅 a、 d、 e 段，故譯碼器的輸出應(yīng)為 Fa～ Fg=0110011，這也是一組代碼，常稱(chēng)為段碼。 按能顯示多少個(gè)“ 8”可分為 1 位、 2 位、 4 位等等數(shù)碼管；按發(fā)光二極管單元連接方式分為共陽(yáng)極數(shù)碼管和共陰極數(shù)碼管。利用這樣的 PN 結(jié)，既可以封裝成單個(gè)的發(fā)光二極管（ LED），也可以封裝成分段式（或點(diǎn)陣式）的顯示器件。最簡(jiǎn)單的顯示器可以使 LED 發(fā)光二極管，給出一個(gè)簡(jiǎn)單的開(kāi)關(guān)量信息 ，而復(fù)雜的較完整的顯示器應(yīng)該是 CRT 監(jiān)視器或者屏幕較大的 LCD 于顯示的距離范圍在 4 米之內(nèi)，選用 3 位 LED 示，表示距離的數(shù)值。 故可知本電路中 ： 0??U ， 0?? ?? UU ，且 fi II? ， 所以有 如下公式。因壓電效應(yīng)晶片兩面出現(xiàn)交變的等量異號(hào)電荷，電荷量很少，只能提供微小交變的 電壓信號(hào)，而不能提供電流信號(hào)。 。 傳感器發(fā)射電壓大小主要取決于發(fā)射信號(hào)損失及接收機(jī)的靈敏度，綜合各種損耗的因素，包括往返傳播損失，聲波傳輸損失，聲波反射損失，環(huán)境噪聲損失 。為避免超聲波在障礙物表面反射時(shí)造成的各種損失和干擾。 超聲波的發(fā)射電路設(shè)計(jì) 超聲波發(fā)射部分是為了讓超聲波發(fā)射換能器 TCT40－ 16T 能向外界發(fā)出40 kHz 左右的方波脈沖信號(hào)。 嵌入式系統(tǒng)無(wú)疑是當(dāng)前最熱門(mén)、最具有發(fā)展前景的 IT 應(yīng)用之一。 ，單片機(jī)通過(guò) 口給 ECHO 輸出一個(gè)高電平。 本章小結(jié) 本 測(cè)距系統(tǒng) 主要是利用超聲波進(jìn)行測(cè)距，主要應(yīng)用于 汽車(chē) 的 倒車(chē)?yán)走_(dá) 。在超聲波檢測(cè)中，接收信號(hào)的衰減總是比發(fā)射信號(hào)余振衰減慢的多。 167。s(l 個(gè) 40KHz 方波脈沖 )， 100181?？諝庵新曀倥c溫度的關(guān)系可 以表示為： )/(????? (21) 河南科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 14 式中， T 為環(huán)境攝氏溫度℃。 167。 （ 3） 有信號(hào)返回，通過(guò) IO 口 ECHO 輸出一個(gè)高電平，高電平持續(xù)的時(shí)間 就 是超 聲 波 從 發(fā) 射到 返 回 的 時(shí) 間 。收發(fā)分體式是發(fā)送器用作發(fā)送超聲波，接受器用作接受超聲波。 超聲波傳感器的選擇 測(cè)距系統(tǒng)的分辨率取決于對(duì)超聲波傳感器的選擇。當(dāng)所用壓電材料不變時(shí)，改變壓電陶瓷晶片的幾何 尺寸，就可非常方便的改變其固有諧振頻率，利用這一特性可制成各種頻率的超聲傳感器。在壓電陶瓷上加有大小和方向不斷變化的交流電壓時(shí)，根據(jù)壓電效應(yīng)，就會(huì)使壓電陶瓷晶片產(chǎn) 生機(jī)械變形，這種機(jī)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。相反，對(duì)這種材料施以外力，則由于產(chǎn)生了應(yīng)變就會(huì)在其內(nèi)部產(chǎn)生一定方向的電場(chǎng)。電聲型主要有壓電傳感器 、 磁致伸縮傳感器 、 靜電傳感器。它有兩個(gè)壓電晶片和一個(gè)共振板。它有兩個(gè)壓電晶片和一個(gè)共振板。超聲波對(duì)液體、固體的穿透本領(lǐng)很大，尤其是在陽(yáng)光不透明的固體中，它可穿透幾十米的深度。 超聲波對(duì)聲場(chǎng)產(chǎn)生的作用 當(dāng)超聲波在介質(zhì)中傳播時(shí)，由于超聲波與介質(zhì)的相互作用，使介質(zhì)發(fā)生物理的變化，從而產(chǎn)生一系列 力學(xué) 的、熱學(xué)的、電磁學(xué)的超聲效應(yīng) 。超聲波能在各種不同媒質(zhì)中傳播，且可傳播足夠遠(yuǎn)的距離。安全避免障礙物的前提是快速、準(zhǔn)確地測(cè)量障礙物與汽車(chē)之間的距離。要想 完全解決這種誤報(bào)問(wèn)題，還需采取多傳感器之間的信息融合技術(shù)。其中倒車(chē)輔助 系統(tǒng)是駕駛輔助系統(tǒng)中最先受到囑目的技術(shù)發(fā)展，目前己成為高階新車(chē)的標(biāo)準(zhǔn)駕駛輔助配備之一。但由于超聲波傳播時(shí)間難于精確捕捉，溫度對(duì)聲速的影響等原因，使得超聲波測(cè)距的精度受到了很大的影響，限制 了超聲測(cè)距系統(tǒng)在測(cè)量精度要求更高的場(chǎng)合下的應(yīng)用。超聲波也遵循一般機(jī)械波在彈性介質(zhì)中的傳播規(guī)律，如在介質(zhì)的分界面處發(fā)生反射和折射現(xiàn)象，在進(jìn)入介質(zhì)后被介質(zhì)吸收而發(fā)生衰減等。當(dāng)今，汽車(chē)已經(jīng)成為人們生活中不可缺少的一部分，它給人們帶來(lái)方便快捷的同時(shí)，也出現(xiàn)了許多問(wèn)題。 （ 4） 以數(shù)字的形式顯示測(cè)量距離。本系統(tǒng)采用 時(shí)間差 測(cè)距法。 目前超聲波測(cè)距系統(tǒng)主要是采用微處理器為核心，使用微處理器內(nèi)部的計(jì)時(shí)器計(jì)時(shí)，并結(jié)合溫度補(bǔ)償聲速等處理手段提高測(cè)距精度。 倒車(chē)?yán)走_(dá)（ Car Reversing System）全稱(chēng)“倒車(chē)防撞雷達(dá)”，又稱(chēng)“泊車(chē)輔助裝置”，它是汽車(chē)泊車(chē)或者倒車(chē)時(shí)的安全輔助裝置。 軟件調(diào)試 ............................................................................35 167。 超聲波發(fā)射接收程 序 ........................................................30 167。 數(shù)碼管的簡(jiǎn)介 ....................................................................23 167。 超聲波測(cè)距 系統(tǒng)的整體設(shè)計(jì)方案 ..........................................17 167。 超聲波傳感器的簡(jiǎn)介 ................................................................ 7 167。s living standard, the number of cars is increasing year by year. At the same time, drivers without driving license are increasing. When reversing in the road, streets, parking, garage where is crowded and narrow, driver should be circumspect to avoid rearend collision. According to related statistics, 15% of motor vehicle collisions are cause by the poor of motor vehicles rear view capability. Therefore, car reversing radar system bee a hot research topic in recent years. Accurate measur ement between the obstacle and the car can avoid obstacles. Therefore, the design that AT89C51 microcontroller is the core of the ultrasonic ranging system can remind the driver to avoid obstacles and pedestrians. This method can reduce the economic losses and improve the personal safety. Ultrasound is the sound waves which frequencies above 20,000 Hz. It has good direction, strong perating ability and the ability to obtain more focused acoustic energy. Ultrasonic wavelength is shorter than the average acoustic. And it can perate opaque material. Based on the analysis of the principle of ultrasonic ranging system, we points out the range finder design ideas and issues to be considered. we gives the realization of software and hardware design block diagram of ultrasonic ranging scheme. KEY WORDS： Ultrasonic， Ranging， Reversing radar， AT98C51 MCU 河南科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） III 目 錄 前 言 ....................................................................................................... 1 第 1 章 課題研究背景與意義 ............................................................... 3 167。據(jù)相關(guān)調(diào)查統(tǒng)計(jì)， 15％的汽車(chē)碰撞事故是因倒車(chē)時(shí)汽車(chē)的后視能力不良造成的。因此 ， 增加汽車(chē)的后視能力 ， 研制汽車(chē)后部探測(cè)障礙物的倒車(chē)?yán)走_(dá)便成為近些年來(lái)的研究熱點(diǎn)。 課題研究 的 背景 ........................................................................ 3 167。 超聲波傳感器的結(jié)構(gòu) ......................................................... 8 167。 單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)概述 ...............................................................17 167。 LED 數(shù)碼管的顯示 ............................................................25 167。 外部中斷子程序 ................................................................32 167。 整機(jī)調(diào)試 ............................................................................36 167。它能以聲音或者更為直觀(guān)的顯示告知駕駛員周?chē)系K物的情況，解除駕駛員泊車(chē)、倒車(chē)和啟動(dòng)車(chē)輛時(shí)因前后左右探視所引起的困擾，并幫助駕駛員克服視角死角和視線(xiàn)模糊的缺陷，提高駕駛的安全性。但由于超聲波傳播時(shí)間難于精確捕捉，溫度對(duì)聲速的影響等原因，使得超聲波測(cè)距的精度受到了很大的影響，限制了超聲測(cè)距 系統(tǒng)在測(cè)量精度要求更高的場(chǎng)合下的應(yīng)用。利用超聲波在空氣中的傳播速度為已知，測(cè)量聲波在發(fā)射后遇到障礙物反射回來(lái)的時(shí)間，根據(jù)發(fā)射和接收的時(shí)間差計(jì)算出發(fā)射點(diǎn)到障礙物的實(shí)際距離。 在本次設(shè)計(jì)中，最關(guān)鍵的部份是硬件電路和軟件設(shè)計(jì)，所以本文對(duì)這兩個(gè) 部分 做了比較詳盡的介紹。如越來(lái)越多的汽車(chē)使道路上有效的使用空間越來(lái)越小，新手也越來(lái)越多，由此引起的刮傷事件也越來(lái)越多，由此引起的糾紛也在不斷地增加。正是因?yàn)榫哂羞@些性質(zhì)，使得超聲波可以用于距離的測(cè)量中。由于微處理計(jì)時(shí)精度有限和硬件設(shè)計(jì)的束縛，現(xiàn)有超聲波測(cè)距系統(tǒng)的測(cè)量范圍比較低。倒車(chē)輔助的發(fā)展從倒車(chē)警示喇叭開(kāi)始，經(jīng)倒車(chē)?yán)走_(dá)蜂鳴器碰撞警示、數(shù)字波段顯示技術(shù)（利用雷達(dá)感測(cè)液晶顯示距離）等階段的發(fā)展，目前己成功研發(fā)液晶顯示屏幕技術(shù)（即顯示距離激活引擎時(shí)，顯示器會(huì)顯示輪廓外型并以動(dòng)態(tài)方式顯示車(chē)輛與障礙物距離）。如美國(guó) Dephi 公司的汽車(chē)防撞系統(tǒng)就采用了激光雷達(dá)、微波雷達(dá)和機(jī)器視覺(jué)等多種傳感器的信息融合，實(shí)現(xiàn)了信息分析、綜合和平衡，利用數(shù)據(jù)間的冗余性和互補(bǔ)特性進(jìn)行容錯(cuò)處理，克服了單一傳感器可靠性低、有效探測(cè)范圍小等缺點(diǎn)，有效降低了雷達(dá)的誤報(bào)率。為此，設(shè)計(jì)了以單片機(jī)為核心，利用超聲波 ，提醒駕駛員在倒車(chē)時(shí)有效的避開(kāi)可能對(duì)倒車(chē)造成危害的障礙物和行人，從而有效避免由于倒車(chē)造成的汽車(chē)碰撞或擦傷的經(jīng)濟(jì)損失和人身安全問(wèn)題，具有較強(qiáng)的實(shí)用性。 167。 超聲 波傳播過(guò)程中，會(huì)引起介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)交替的壓縮與伸張，構(gòu)成了壓力的變化，這種壓力的變化將引起機(jī)