【正文】 ................... 14 ....................................................................................................................... 15 單片機(jī)外圍電路設(shè)計 ................................................................................................ 15 超聲波發(fā)射電路設(shè)計 ................................................................................................ 15 超聲波接收電路設(shè) 計 ................................................................................................ 16 簡介 ................................................................................................ 16 超聲波接收 電路 ............................................................................................. 18 LED 顯示電路 .......................................................................................................... 19 報警電路設(shè)計 ............................................................................................................ 20 ....................................................................................................................... 22 程序完成的功能 ....................................................................................................... 22 編程語言的選擇 ....................................................................................................... 22 主要部分程序流程圖 ................................................................................................23 實現(xiàn)重要功能的程序的分析 …………………………………………………… ....23 超聲測距 — 汽車倒車?yán)走_(dá)的設(shè)計 VIII 實現(xiàn)溫度讀取功能 …………………………………… …………………… ..23 實現(xiàn)根據(jù)溫度轉(zhuǎn)化聲速 …………………………………………………… ..24 實現(xiàn)距離計算 ……………………………………………………………… ..25 主函數(shù)的結(jié)構(gòu)與內(nèi)容 …………………………………………………… .....25 .. ……… ……………………………………………………………………………… .28 ……… ……………………………………………………………… ………………… 31 參考文獻(xiàn) …………………………………………………………………………………… ...32 致謝 ………………………………………………………………………………………… ...34 附錄 ……………………………………………………………………………………… … ...35 太原工業(yè)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 1 1 緒論 課題研究背景及目的 隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，超聲波將在測距儀中的應(yīng)用越來越廣。 目標(biāo)： 通過超聲波的發(fā)送和接收的時間差側(cè)得距離，通過 LED 顯示測得的距離。 本人簽名： 20xx年 06月 15日 超聲測距 — 汽車倒車?yán)走_(dá)的設(shè)計 II 畢業(yè)設(shè)計 （論文）任務(wù)書 設(shè)計（論文）題目： 超聲測距 — 汽車倒車?yán)走_(dá)的設(shè)計 系部： 電子工程系 專業(yè)： 通信工程 學(xué)號： 092027220 學(xué)生： 傅紅雪 指導(dǎo)教師（含職稱）： ****(副教授 ) 專業(yè)負(fù)責(zé)人： ***** 1．設(shè)計（論文）的主要任務(wù)及目標(biāo) 隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，超聲波將在 測距儀 中的應(yīng)用越來越廣。但就目前技術(shù)水平來說，人們可以具體利用的 測距 技術(shù)還十分有限，因此，這是一個正在蓬勃發(fā)展而又有無限前景的技術(shù)及產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域。利用超聲波的指向性強(qiáng)、能量消耗慢、傳播距離遠(yuǎn)等特點 設(shè)計實現(xiàn)生活中很多場合如汽車倒車、機(jī)器人避障、工業(yè)測井、水庫液位測量等需要自動進(jìn)行非接觸測距的工作 2．設(shè)計 （論文）的基本要求和內(nèi)容 基本要求： 1）進(jìn)行方案分析論證，原理綜述，方法擬定。但就目前技術(shù)水平來說， 可以被人類很好掌握的測距方法 還 為數(shù)不多 ，因此， 超聲波測距就成為 一個 逐步蒸蒸日上 而又有 巨大潛力 的技術(shù) 手段 及 應(yīng)用 領(lǐng)域。本設(shè)計綜合了電子技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)、數(shù)據(jù)處理技術(shù)等知識，設(shè)計利用單片機(jī)控制的汽車倒車?yán)走_(dá)超聲波測距系統(tǒng)，實現(xiàn)汽車倒車的安全保障，這就是我設(shè)計的意義。 第二代：采用蜂鳴器產(chǎn)生不同聲音來提示駕駛員。 第四代：液晶熒屏動態(tài)顯示。 第六代：整合影音系統(tǒng)。 所以 ， 車載電子設(shè)備 在這些國家 或地區(qū) 已經(jīng)達(dá)到了相當(dāng)高的 水準(zhǔn) ， 已經(jīng)相當(dāng) 程度的 普及 了 高科技車載電子設(shè)備 。 在 導(dǎo)航系統(tǒng) 確認(rèn) 一個合 理 的停車位 以 后，只要駕駛 者切 換到倒檔，儀表盤就會開始顯示汽車背部的攝像 裝備 傳送過來的 汽 車后 面的 圖像。 本設(shè)計屬于近距離測量，可以采用常用的壓電式超聲波換能器來實現(xiàn)。 因為 超聲波在空氣中傳播時會有 一定程度 的衰減，衰減的程度與頻率的高低 是 正 相關(guān)關(guān)系 ；而頻率高分辨率也高， 所以 短距離測量時應(yīng) 該 選擇頻率高的傳感器， 但是 長距離的測 量時應(yīng) 該使 用低頻率的傳感器。蝙蝠 再 用耳朵接 收 這種“超聲波”，就能迅速做出判斷， 完成滿足自身要求的各種活動。 伴 隨著 超聲應(yīng)用 在 國民經(jīng)濟(jì) 、軍事 各部門中的不 停 發(fā)展，又出現(xiàn)更大 、性能更好的 超聲功率的磁致伸縮換能器， 還出現(xiàn)了 各種 種類 不同用途的電動型、電磁力型、靜電型等多種 “ 超聲換能器 “ 。 例如 頻率為幾十兆赫 至 上千兆赫的微型表面波都已成功地 應(yīng) 用于 成像技術(shù) 、 電子通信和 雷達(dá) 等方面。 超聲成像是利用超聲波呈現(xiàn)不透明物內(nèi)部形象的技術(shù)，把 由 換能器發(fā)出的超聲波太原工業(yè)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 7 經(jīng) 過 聲透鏡聚焦 到 不透明 的 試樣上 面 ，從試樣透 射 出的超聲波攜帶了被照 射 部位的信息（如對聲波的 吸收 、 散射和 反射的能力 大小 ），經(jīng)聲透鏡匯 集到 壓電接收器上， 然后將 電信號輸入 至 放大器， 應(yīng) 用掃描系統(tǒng)可 以 把不透明試樣的形象顯示 到 熒光屏上。 超聲波清洗是利用超聲波在液體中的空化作用、加速度作用及直進(jìn)流作用對液體和污物直接、 間接的作用，使污物層被分散、乳化、剝離而達(dá)到清洗目的。一般情況下，超聲波的熱作用以骨和結(jié)締組織為顯著，脂肪與血液為最少。通過對甚高頻超聲聲速和衰減的測定，可以了解聲波與點陣振動的相互關(guān)系及點陣振動各模式之間的耦合情況，還可以用來研究金屬和半導(dǎo)體中 聲子與電子、聲子與超導(dǎo)結(jié)、聲子與光子的相互作用等。超聲波在空氣中的傳播速度為 340m/s，根據(jù)計時器記錄的時間 t，就可以計算出發(fā)射點距障礙物的距離 (s)，即： s=340t/2 最常用的超聲測距的方法是 回聲探測法 ， 超聲波發(fā)射器向某一方向發(fā)射超聲波，在發(fā)射時刻的同時計數(shù)器開始計時，超聲波在空氣中傳播，途中碰到障礙物面阻擋就立即反射回來，超聲波接收器收到反射回的超聲波就立即停止計時。 超聲測距 — 汽車倒車?yán)走_(dá)的設(shè)計 10 又知道超聲波傳播的距離為 : vtS?2 (23) 式中 :v— 超聲波在介質(zhì)中的傳播速度； t— 超聲波從發(fā)射到接收所需要的時間。本設(shè)計采用 40KHZ的探頭 TCT4016T/R。治療用的超聲波傳感器溫度較高，必須采取冷卻降溫措施。特別是該系列單片機(jī)片內(nèi)的 Flash 可編程、可擦除只讀存儲器 (EPROM)，使其在實際中有著十分廣泛的用途，在便攜式、省電及特殊信息保存的儀器和系統(tǒng)中更為有用。超聲波的接收信號選用 CX20xx6 芯片處理。本具體 電路如圖 42 所示： 圖 42 超聲波發(fā)射電路 超聲波接收電路設(shè)計 CX20xxA 簡介 CX2O106A 是日本索尼公司生產(chǎn)的紅外遙控信號接收集成電路，廣泛應(yīng)用于視頻、音頻、空調(diào)、風(fēng)扇等各種遙控系統(tǒng)中作遙控信號接收電路。該引腳與地之間連接檢波電容，電容量大為平均值檢波，瞬間超聲測距 — 汽車倒車?yán)走_(dá)的設(shè)計 18 相應(yīng)靈敏度低；若容量小，則為峰值檢波，瞬間相應(yīng)靈敏度高，但檢波輸出的脈沖寬度變動大，易造成誤動作，推 薦參數(shù)為 f。 8 腳：為電源端。具體電路如圖 45 所示： 太原工業(yè)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 19 圖 45 超聲波接收電路 LED 顯示電路 顯 示器是一個典型的輸出設(shè)備，而且其應(yīng)用是極為廣泛的，幾乎所有的電子產(chǎn)品都要使用顯示器，其差別僅在于顯示器的結(jié)構(gòu)類型不同而已。當(dāng)需要顯示的位數(shù)增加時，所需的器件和連線也相應(yīng)增加，成本也增加。 下面將對匯編語言與 C語言的特點進(jìn)行比較。 C 語言有功能豐富的庫函數(shù)，運(yùn)算速度快，編譯效率高，有良好的可太原工業(yè)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 23 移植性，而且可以直接實現(xiàn)對系統(tǒng)硬件的控制。因此，利用 C語言進(jìn)行程序設(shè)計已成為單片機(jī)開發(fā)、應(yīng)用的必然趨勢。 c=read()。 } else{return r。 } 太原工業(yè)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 25 實現(xiàn)距離計算 float Dis_count() { float cm。 for(w=11。 LED_Data=0xff。 show(25)。 show(25)。 EA=1。 EX0=1。 dis=Dis_count()。 show(10)。超聲波測距的原理是利用超聲波的發(fā)射和接收，根據(jù)超聲波傳播的時間來計算出傳播距離。如果超聲波的固有頻率為 40kHz， 并假設(shè)接收信號觸發(fā)閥值建立時間滯后兩個周期，如果將超聲波的固有頻率提高至 200kHz,則測試誤差將縮小 5倍。 軟件方面采用數(shù)字信號處理技術(shù)，利用算法平均值濾波和相關(guān)濾波以抑制帶寬的隨機(jī)噪聲，以及在測量時間內(nèi)近似呈現(xiàn)周期性的干擾并進(jìn)行補(bǔ)償。但要注意接收電路中的諧振回路帶寬不能 太窄，以免降低了電路的穩(wěn)定性?？梢匝芯扛鼮楹侠淼牟▽?dǎo)管和輔助測量手段。 一、超聲波測距儀接收電路仿真 本接收電路是單片機(jī)超聲波測距儀中最簡單的電路，電路由三極管 分離元件構(gòu)成，整個電路元件少、制作容易、調(diào)試簡單， 成功率非常高 。 LED_temp(dis)。w=0。 time_11uS(6)。 }while(show_temperature==1)。 show(25)。 TR1=0。 time(400)。 } 主函數(shù)的結(jié)構(gòu)與內(nèi)容 void main(void) { uchar w。 } }else speed=。} c=4。 if(r) { write(0xCC)。C 語言的缺點是生成目標(biāo)代碼比 較大，但隨著大規(guī)模集成電路的飛速發(fā)展，片內(nèi) ROM的空間做到 16/32 KB 的已經(jīng)很多，所以代碼較大已經(jīng)不是重要的問題了。匯編語言的缺點是程序的通用性和可移植性差；程序比較繁瑣，調(diào)試?yán)щy；目