【正文】 在以后的改進(jìn)過程中，使其功能更加齊全，設(shè)計(jì)的更加人性化。主程序利用為中斷 0 檢測返回超聲波信號，一旦接收到返回超聲波信號（ INT0 引腳出現(xiàn)低電平），立即進(jìn)入中斷程序。 第三節(jié) 主程序 主程序是單片機(jī)程序的主體，整個(gè)單片機(jī)端系統(tǒng)軟件的功能的實(shí)現(xiàn)都是在其中完成的，在此過程中主程序調(diào)用了子程序及中斷服務(wù)程序。但為了使電路穩(wěn)定工作，這個(gè)電容是必須的。 （ 6） 音質(zhì)好，電壓范圍寬，應(yīng)用靈活。芯片有兩路獨(dú)立的語音信號輸入通道，話筒輸入與模擬信號輸入。 16 第七節(jié) 報(bào)警電路 ISD1700 系列錄放芯片是一種高集成度，高性能的芯片。 7 腳：遙控命令輸出端，它是集電極開路輸出方式，因此該引腳必須接上一個(gè)上拉電阻到電源端，推薦阻值為 200kΩ，沒有接受信號是該端輸出為高電平，有信 號時(shí)則產(chǎn)生下降。 2 腳：該腳與地之間連接 RC 串聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，它們是負(fù)反饋串聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)組成部分，改變它們的數(shù)值能改變前置放大器的增益和頻率特性。 寬頻帶濾波器：其頻率范圍為 30Hz~60Hz，其中心頻率可調(diào)。輸出端采用兩個(gè)反向器并聯(lián)，用以提高驅(qū)動(dòng)能力，上拉電阻 R R11 一方面可以提高反向器 74LS04 輸出高電平的驅(qū)動(dòng)能力，另一方面可以增加超聲波換能器的阻尼效果，縮短其自由振蕩的時(shí)間。本設(shè)計(jì)采用第一種方法產(chǎn)生超聲波發(fā)射信號。 RST 外接一個(gè)復(fù)位電路，晶體振蕩電路 為單片機(jī)提供時(shí)鐘控制信號 。其電 10 路圖圖 所示。有余輸入至內(nèi)部時(shí)鐘信號要通過一個(gè)二分頻觸發(fā)器，因此對外部時(shí)鐘信號的脈寬無任何要求，但必須保證脈沖的高低電平要求的寬度。 P3 口也可作為 AT89C51 的一些特殊功能口，如下所示： 口管腳 備選功能 RXD（串行輸入口） TXD（串行輸出口） 9 /INT0（外部中斷 0） /INT1（外部中斷 1） T0（記時(shí)器 0 外部輸入） T1（記時(shí)器 1 外部輸入） /WR（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫選通） /RD（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通） RST：復(fù)位輸入。并因此作為輸入時(shí)， P2 口的管腳被外部拉低，將輸出電流。 GND：接地。為了減少不同環(huán)境下，系統(tǒng)都能達(dá)到測量精度的要求，需要對測量數(shù)據(jù)進(jìn)行溫度補(bǔ)償，而本系統(tǒng)采用數(shù)字化溫度傳感器 DS18B20 進(jìn)行溫度取樣，用算法對數(shù)據(jù)進(jìn)行溫度補(bǔ)償。發(fā)射超聲波時(shí)，加在其上面的交變電壓的頻率要與它的固有諧振頻率一致。這種超聲傳感器需要的壓電材料較少，價(jià)格低廉，且非常適用于氣體和液體介質(zhì)中。其具有下列的特性：把這種材料置于電場之中，它就產(chǎn)生一定的應(yīng)變；相反，對這種材料施以外力，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。目前常用的超聲傳感器有兩大類，即電聲型與流體動(dòng)力型。 圖 倒車測距儀系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理圖 該設(shè)計(jì)的應(yīng)用背景是基于 AT89C51 的超聲信號檢測的，因此單片機(jī)選擇為AT89C51 單片機(jī)（ AT89C51） 發(fā)出短暫的 40KHz 信號，反射后的超 聲波經(jīng)超聲波接收器作為系統(tǒng)的輸入，鎖相環(huán)對此型號進(jìn)行技術(shù)判斷后，把相應(yīng)的計(jì)算結(jié)果送到 LED顯示電路顯示，并進(jìn)行聲光報(bào)警。所以超聲波測距法是一種非常簡單常見的方法，應(yīng)用在汽車停車的前后左右防撞的近距離測量，以及在汽車倒車防撞報(bào)警系統(tǒng)中，超聲波作為一種特殊的聲波，具有聲波傳 輸?shù)幕疚锢硖匦?— 折射，反射，干涉，衍射，散射。硬件系統(tǒng)利用超聲波發(fā)生電路驅(qū)動(dòng)超聲波發(fā)射探頭發(fā)射超聲波信號，再由超聲波接收探頭接收經(jīng)障礙物反射回的超聲波信號，并通過接收電路對信號進(jìn)行調(diào)理，再將調(diào)理后的信號傳入單片機(jī)系統(tǒng)，然后單片機(jī)系統(tǒng)將信號經(jīng)過處理送顯示，并且在規(guī)定的距離進(jìn)行聲光報(bào)警。軟件系統(tǒng)用匯編語言進(jìn)行 編程，采用模塊化設(shè)計(jì)思想。超聲波測距是利用其反射特性，當(dāng)車輛后退時(shí)，超聲波測距傳感器利用超聲波檢測車輛后方的障礙物位置，并利用 LED 顯示出來，當(dāng)?shù)竭_(dá)一定距離時(shí)，系統(tǒng)能發(fā)出報(bào)警聲，從而提醒駕駛?cè)藛T，起到安全的左右。 第二節(jié) 超聲波測距的原理 超聲波發(fā)射器向某一方向發(fā)射超聲波，在發(fā)射的同時(shí)開始計(jì)時(shí)，超聲波在空氣中傳播，途中碰到障礙物就立即返回來，超聲波接收器收到發(fā)射波就立即停止計(jì)時(shí)。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。所以，只要對這種材料加以交變電場，它就會(huì)產(chǎn)生交變的應(yīng)變，從而產(chǎn)生超聲振動(dòng)。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。這樣，超聲傳感器才有較高的靈敏度。 如圖 所示為系統(tǒng)總體框圖。 P0 口： P0 口為一個(gè) 8 位漏級開路雙向 I/O 口，每腳可吸收 8TTL 門電流。這是由于內(nèi)部上拉的緣故。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時(shí)，要保持 RST 腳兩個(gè)機(jī)器周期的高電平時(shí)間 。 （ 4）芯片擦除： 整個(gè) PEROM 陣列和三個(gè)鎖定位的電擦除可通過正確的控制信號組合，并保持 ALE管腳處于低電平 10ms 來完成。 其中，變壓器將交流電源（ 220V/50Hz）變換 為 符合整流電路所需要的交流電壓；整流電路 是具有 單 方向?qū)щ娦阅艿恼髌骷?，將交流電壓整流成單方向脈動(dòng)的直流電壓；濾波電路濾去單向脈動(dòng)直流電壓中的交流部分，保留直流成分，盡可能供給負(fù)載平滑的直流電壓；穩(wěn)壓電路是一種自動(dòng)調(diào)節(jié)電路，在交流電源電壓波動(dòng)或負(fù)載變化時(shí)，通過此電路使直流輸出電壓穩(wěn)定 [7]。復(fù)位電路采用上電復(fù)位方式。 利用 AT89C51的 40kHz的方波信號 后 經(jīng)過 74LS04三級 放大后輸出到超聲波換能器，產(chǎn)生超聲波。 圖 超聲波 發(fā)射電路 二、 超聲波接收電路 超聲波接收包括接 收探頭，信號放大以及波形變換電路三部分，超聲波接收探頭必須與發(fā)送探頭 相同的型號，否則可能導(dǎo)致接收效果不好甚至不能接收。 檢測器：將返回的超聲波的包絡(luò)解調(diào)回來。增大電阻 R18 或減小 C12,將使負(fù)反饋量增大，放大倍數(shù)下降，反之則放大倍數(shù)增大。 8 腳：電源正極， ～ 5V。它可以多段錄音，采樣率在 4k 至 12k 間調(diào)節(jié)，供電范圍可以在 至 之間。在獨(dú)立按鍵模式下，當(dāng)某功能操作完成后芯片會(huì)自動(dòng)進(jìn)入掉電模式來降低功耗。 （ 7） 用戶可利用震蕩電阻來自定芯片的采樣頻率，從而決定芯片的錄放時(shí)間和錄放音質(zhì)。 18 第四章 系統(tǒng)軟 件設(shè)計(jì) 第一節(jié) 軟件設(shè)計(jì)要求 超聲波測距儀的軟件設(shè)計(jì)主要由主程序、超聲波發(fā)生子程序、超聲波接收中斷程序及顯示子程序組成。程序首先完成初始化過程，然后是一個(gè)重復(fù)的控制發(fā)射信號的過程，即調(diào)用發(fā)射子程序幾遍，而且每次發(fā)射周期結(jié)束都很判斷在發(fā)射信號后延時(shí)等待的過程中是否發(fā)生了中斷，即是否有回波產(chǎn)生來判斷程序的流程。進(jìn)入中斷程序后就立即關(guān)閉計(jì)時(shí)器 T0 停止計(jì)時(shí)，并將測距成功標(biāo)志字賦值 1 即 Testok=1。 23 致 謝 首先，我要感謝我的 導(dǎo)師 黃貽培老師在畢業(yè)設(shè)計(jì)中對我給予的悉心指導(dǎo)和嚴(yán)格要求， 在完成本篇畢業(yè)論文的過程中， 我覺得自己把倒車 儀 了解很徹底 。在一部分主要電路和程序，我借用了別人的成果，然而我的 設(shè)計(jì)的理論基礎(chǔ)尚淺，對課題的研究經(jīng)驗(yàn)還不成熟，使得在技術(shù)的解決與運(yùn)用上顯得粗糙了一些。 第四節(jié) 超聲波發(fā)送、接收中斷程序 超聲波發(fā)生子程序的作用是通過 端口發(fā)送 2 個(gè)左右超聲波脈沖信號（頻率開始 初始化 發(fā)射超聲波 啟動(dòng)定時(shí) 開中斷 Testok=1 計(jì)算距離 開報(bào)警 關(guān)報(bào)警 顯示距離 Testok=2 Tstok=0 N Y 顯示 OFF 顯示距離 S 20 約 40kHz 的方波），脈沖寬度為 12μs左右，同時(shí)把計(jì)數(shù)器 T0 打開進(jìn)行計(jì)時(shí)。當(dāng)收到超聲波反射波時(shí)，接收電路輸出端產(chǎn)生一個(gè)負(fù)跳變，在 INT0 或 INT1端產(chǎn)生一個(gè)中斷請求信號，單片機(jī)響應(yīng)外部中斷請求，執(zhí)行外部中斷服務(wù)子程序，讀取 時(shí)間差，計(jì)算距離。 當(dāng)然這種異?，F(xiàn)象與印刷線路板的電容有關(guān)，因此不是每個(gè)人都會(huì)遇到這種情況。 （ 5） 多種采樣頻率對應(yīng)多種錄放時(shí)間。錄音數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在芯片的 FLASH 內(nèi)，沒有經(jīng)過任何壓縮，所以有較好的音質(zhì)和斷電存儲(chǔ)。段碼用 74LS244 驅(qū)動(dòng)，位碼用 PNP 三極管 8550 驅(qū)動(dòng) 。 15 6 腳： 該腳與地之間接一個(gè)積分電容，標(biāo)準(zhǔn)值為 330pF，如果該電容取得太大，會(huì) 使探測距