【正文】 統(tǒng)的最基本的基礎(chǔ)，單片機(jī)最小系統(tǒng)是指一個(gè)真正可用的單片機(jī)最小配置系統(tǒng)即單片機(jī)能工作的系統(tǒng)。由于在常溫下超聲波在空氣中的傳播速度大約為340 m/s，所以障礙物到發(fā)射探頭之間的距離為：S=340t/2=170t 因?yàn)閱纹瑱C(jī)內(nèi)部定時(shí)器的計(jì)時(shí)實(shí)際上就是對(duì)機(jī)器周期T的計(jì)數(shù)，而本設(shè)計(jì)中時(shí)鐘頻率f取12 MHz，設(shè)計(jì)數(shù)值N，則： T＝12/f=1μs t=NT＝N（s） S＝170NT＝170N/1000000（m） 在程序中按式S＝170NT＝170N/1000000計(jì)算距離。：發(fā)射電路原理：當(dāng)單片機(jī)AT89C51,發(fā)送一系列的脈沖,經(jīng)過三極管T進(jìn)行放大,從而使T4016這個(gè)激勵(lì)換能器發(fā)射出超聲波。CX20106采用單列8腳直插式，超小型封裝，+5V供電。方案（3）：數(shù)碼管是利用發(fā)光二極管的特性組合而成數(shù)字顯示器件，通過控制相應(yīng)的二極管的狀態(tài)顯示相應(yīng)的數(shù)字。單片機(jī)對(duì)數(shù)碼管的顯示可以分為靜態(tài)顯示和動(dòng)態(tài)顯示，靜態(tài)顯示能夠穩(wěn)定地顯示數(shù)值，但是搭建電路時(shí)比較煩索，而動(dòng)態(tài)顯示是數(shù)碼管輪流顯示再利用人眼的“視覺暫留”特性，這樣看出來的就是在顯示不同數(shù)值。經(jīng)電阻采集信號(hào)，采用3906三極管放大。 報(bào)警模塊電路圖 系統(tǒng)整體電路 系統(tǒng)整體電路圖，用于顯示所測(cè)量距離，、利用單片機(jī)的動(dòng)態(tài)掃描的方式將距離顯示出來。最后主程序通過對(duì)回波信號(hào)的接收，完成后續(xù)的工作，假如標(biāo)志位清零則說明接收到了回波信號(hào)，就這樣，連續(xù)不斷地運(yùn)行，循環(huán)不斷地工作用來實(shí)現(xiàn)測(cè)距。計(jì)算距離時(shí)，取15攝氏度的音速為340m/s，距離障礙物的距離s為：s=t*v/2t由定時(shí)器計(jì)時(shí)，單位是μs,速度單位是m/s,距離單位是cm，統(tǒng)一單位解出方程式得到：s=t*（cm） 中斷處理程序負(fù)責(zé)計(jì)算車尾與障礙物之間的距離是/INT0的中斷程序。外部中斷初始化查表送段碼位選左移一位修正斷碼指針針顯示完畢 N Y返回 顯示子程序流程圖 報(bào)警模塊設(shè)計(jì) 主程序根據(jù)距離計(jì)算公式計(jì)算數(shù)據(jù)即距離結(jié)果的遠(yuǎn)近，通過數(shù)碼管顯示，并且同時(shí)控制蜂鳴器的鳴叫的頻率。Keil C 51標(biāo)準(zhǔn)C編譯器為8051微控制器的軟件開發(fā)提供了C語(yǔ)言環(huán)境。聲波擾動(dòng)是機(jī)械的, 聲波在傳播中帶有機(jī)械能量, 聲能傳播的途中逐漸轉(zhuǎn)變成熱, 從而出現(xiàn)隨距離而逐漸衰減的現(xiàn)象, 稱為聲吸收。由于時(shí)間和其他客觀上的原因，此次設(shè)計(jì)沒能做出實(shí)物，設(shè)計(jì)最終結(jié)果是使超聲波測(cè)距儀能夠產(chǎn)生超聲波，以89C51單片機(jī)為控制核心，實(shí)現(xiàn)超聲波的發(fā)送與接收，從而較為準(zhǔn)確地測(cè)量物體與超聲波間的距離，利用集成芯片CX20106檢測(cè)回波信號(hào)，然后通過渡越時(shí)間計(jì)算距離，以數(shù)碼管顯示測(cè)量距離。 （4）整個(gè)設(shè)計(jì)利用的是超聲波模塊設(shè)計(jì)，電路簡(jiǎn)單，編程容易，基本能實(shí)現(xiàn)功能要求。[22]牛余朋，成曙．基于單片機(jī)的超聲波測(cè)距系統(tǒng)【J】．兵工自動(dòng)化，2005.[23]黃繼昌．傳感器工作原理及應(yīng)用實(shí)例【M】．北京：人民郵電出版社，1998． 胡媛媛，.[24]官國(guó)仕,，2010.[25]孔金生，郭非，2008.[26]：南京理工大學(xué)，2001[27]楊超，2010[28]李小松，[29]劉剛,侯德藻,[30]劉靜波．基于AT89C2051的溫度測(cè)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)與分析【J】．現(xiàn)代電子技術(shù)，2008.[31]：江蘇大學(xué)，2010[32]蘇煒。參考文獻(xiàn)參 考 文 獻(xiàn)[1]【J】太原理工大學(xué)系統(tǒng)工程，2011[2]段永霞,徐杰,【J】(03)[3]王京元,王煒,【J】交通與計(jì)算機(jī). 2004(04)[4]【D】. 湖南大學(xué) 2010[5]【J】南京航空航天大學(xué)，車輛工程，2012[6]高云博,趙云勝,【J】. 中國(guó)安全生產(chǎn)科學(xué)技術(shù). 2009(04)[7]陳勇,黃席樾,【J】.(12)[8]【J】[9]李擎，【J】[10]【J】（03）[11]【J】（03）[12]【J】（05）[13]謝曉鵬,【J】（12）[14]【J】（05）[15]閆新星。本設(shè)計(jì)還可以在幾個(gè)方面進(jìn)行修改完善，進(jìn)而使得本設(shè)計(jì)的測(cè)距儀功能更加完善，諸如： （1）因?yàn)槌暡ㄌ筋^的限制，防裝裝置在溫度不同的環(huán)境下測(cè)量誤差也不一樣，所以要根據(jù)實(shí)際情況對(duì)探頭進(jìn)行合適的更換。但是這種誤差是可以盡量減小的，更換發(fā)射能力強(qiáng)、散射小的探頭，或者多用幾個(gè)探頭，盡可能避免探測(cè)到這種結(jié)構(gòu)的物體。最大測(cè)距7米，實(shí)時(shí)數(shù)字顯示測(cè)得的距離，在不同距離范圍內(nèi)能發(fā)出不同的聲光報(bào)警信號(hào)。最后對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行了驗(yàn)證，通過驗(yàn)證分析可知設(shè)計(jì)的系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)良好，達(dá)到了設(shè)計(jì)的各項(xiàng)功能，基本上滿足了系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求。本設(shè)計(jì)中，采用了4位共陽(yáng)極連接的數(shù)碼管顯示來顯示與障礙物之間的距離，同時(shí)數(shù)碼管與P1口連接進(jìn)行動(dòng)態(tài)的段掃描。超聲波接收電路在接收到超聲波回波后，通過CX20106電路進(jìn)行檢波整形比較，并向單片機(jī)發(fā)出有效信號(hào)，單片機(jī)通過外部中斷的改變記錄回波信號(hào)的到達(dá)時(shí)間，中斷發(fā)生之后就是表示已經(jīng)接收到了回波信號(hào)，這個(gè)時(shí)候停止計(jì)時(shí)，并且讀取計(jì)數(shù)器中的數(shù)值，這個(gè)數(shù)值就是需要進(jìn)行測(cè)量的時(shí)間差的數(shù)據(jù)。61第六章 防撞預(yù)警系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)第六章 防撞預(yù)警系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)采用的是模塊化的思路來進(jìn)行設(shè)計(jì)和編寫程序，程序主要由系統(tǒng)主程序和中斷程序構(gòu)成。當(dāng)發(fā)射出去的超聲波遇到障礙物時(shí)會(huì)被反射回來，這時(shí)接收器便會(huì)將反射回來的超聲波接收，并轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，經(jīng)過運(yùn)算放大器的兩極放大，將信號(hào)送給CX20106的輸入端，其7號(hào)輸出引腳會(huì)產(chǎn)生一個(gè)信號(hào)，使得單片機(jī)AT89C51產(chǎn)生一個(gè)中斷。蜂鳴器是一塊壓電晶片，由于蜂鳴器的工作電流比較大，以至于單片機(jī)的I/O口無法直接驅(qū)動(dòng)，所以用三極管來放大電流。 數(shù)碼管顯示模塊設(shè)計(jì)發(fā)光二極管的縮寫是LED，在每個(gè)數(shù)碼管里面都有8只發(fā)光二極管，它們分別記作a、b、c、d、e、f、g、dp，其中dp是小數(shù)點(diǎn)，每一只發(fā)光二極管都有一根電極引到外部的引腳上，而另外一只二極管的引腳就連接在一起同樣也引到外部引腳上，此引腳就記作公共端COM。顯示報(bào)警電路由顯示和報(bào)警兩部分電路組成，主要實(shí)現(xiàn)在出現(xiàn)緊急情況下的顯示報(bào)警功能，以此提醒駕駛員。CX20106芯片的5腳在外接電阻對(duì)它的帶通濾波器的頻率進(jìn)行調(diào)節(jié)，而且不用再外接其他的電感，能夠很好地避免外加磁場(chǎng)對(duì)芯片電路的干擾，而且它的可靠性也是比較高的。單片機(jī)輸出的方波經(jīng)過反相器接到發(fā)射器T1的兩極，用圖中的推挽形式將方波信號(hào)加到發(fā)射器T1兩端，可以提高發(fā)射器T1的發(fā)射強(qiáng)度。而且，超聲波的測(cè)量是一種比較理想的的非接觸式的測(cè)距方法。當(dāng)89C51從外部程序存儲(chǔ)器取指令或常數(shù)時(shí)，每個(gè)機(jī)器周期內(nèi)輸出2個(gè)脈沖即兩次有效，以通過數(shù)據(jù)總線P0口讀回指令或常數(shù)。P3口也是一個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口，P3口能驅(qū)動(dòng)4個(gè)LSTTL負(fù)載，這8個(gè)引腳還用于專門的第二功能。P0口在有外部擴(kuò)展存儲(chǔ)器時(shí)將會(huì)被作為地址/數(shù)據(jù)總線口，此時(shí)P0口就是一個(gè)真正的雙向口；而在沒有外部擴(kuò)展存儲(chǔ)器時(shí)，P0口也可以作為通用的I/O接口使用，但此時(shí)只是一個(gè)準(zhǔn)雙向口；另外，P0口的輸出級(jí)具有驅(qū)動(dòng)8個(gè)LSTTL負(fù)載的能力即輸出電流不小于800 uA。所以，系統(tǒng)的復(fù)位電路必須精確、可靠地工作。: P89C51芯片引腳 單片機(jī)引腳功能（1）電源引腳Vcc（40腳）：正電源的引腳，工作電壓是5 V。例如，如果信號(hào)線取電只能提供幾mA的電流，所以為了能滿足低功耗的要求這個(gè)時(shí)候選用STC的單片機(jī)是最合適的。（2）單片機(jī)的某些增強(qiáng)的功能。而由于測(cè)量的距離不同和發(fā)射擴(kuò)散角所引起的誤差以及超聲波信號(hào)在空氣中傳播的過程中的超聲波衰減問題，發(fā)射探頭和接收探頭距離不可以太遠(yuǎn)，而且還要避免發(fā)射探頭對(duì)接收探頭在接收信號(hào)時(shí)產(chǎn)生的干擾，所以二者又不能靠得太近。單片機(jī)控制器內(nèi)部程序?qū)⒃撈嚂r(shí)速下的距離計(jì)算出來，利用數(shù)碼管組顯示給用戶， 另外還將此距離和安全距離相比較，如果小于安全距離則利用警示燈或蜂鳴器進(jìn)行聲光報(bào)警；如果大于安全距離則只顯示距離，不報(bào)警。從安全性，成本、方向性等方面綜合考慮，超聲波傳感器更適合設(shè)計(jì)要求。激光傳感器利用激光的方向性強(qiáng)和傳光性好的特點(diǎn)，它工作時(shí)先由激光傳感器對(duì)準(zhǔn)障礙物發(fā)射激光脈沖，經(jīng)障礙物反射后向各個(gè)方向散射，部分散射光返回到接受傳感器，能接受其微弱的光信號(hào)，從而記錄并處理光脈沖發(fā)射到返回所經(jīng)歷的時(shí)間即可測(cè)定距離，即用往返時(shí)間的一半乘以光速就能得到距離。（4） 測(cè)量盲區(qū)在測(cè)距時(shí), 傳感器用一段時(shí)間發(fā)射一串超聲波來作為測(cè)量的載體, 因此只有待發(fā)送結(jié)束后才能啟動(dòng)接收, 設(shè)發(fā)送波束的時(shí)間為t , 則在t 時(shí)間內(nèi)從物體反射回的信號(hào)就無法捕捉。傳播介質(zhì)中聲波的傳播速度隨溫度，雜質(zhì)含量，和介質(zhì)壓力的變化而變化。傳感器的工作頻率是測(cè)距系統(tǒng)的主要技術(shù)參數(shù)，它直接影響超聲波的擴(kuò)散和吸收損失，障礙物反射損失，背景噪聲，并直接決定傳感器的尺寸。綜合以上分析，本設(shè)計(jì)將采用渡越時(shí)間法。因此, c= , 由于r、R、m均為已知常數(shù), 故聲速C 僅與溫度T 有關(guān), 若溫度不變, 則聲音在空氣中的速率與壓強(qiáng)無關(guān)。并且最大靈敏度向稍低的頻率移動(dòng)。 T/R40型超聲波傳感器頻率特性曲線，其中，f0＝40KHz 為超聲發(fā)射傳感器的中心頻率，在 f0處，超聲發(fā)射傳感器所產(chǎn)生的超聲機(jī)械波最強(qiáng)，也就是說在 f0處所產(chǎn)生的超聲聲壓能級(jí)最高。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。由于工作頻率與應(yīng)用目的不同，超聲傳感器的結(jié)構(gòu)形式是多種多樣的，并且名稱也有不同。 附著系數(shù)參照表天氣狀況附著系數(shù)水泥瀝青積雪干燥～～～潮濕～～本章小結(jié) 本章主要對(duì)行車安全距離、行車制動(dòng)距離介紹，進(jìn)行預(yù)估算法，駕駛員先預(yù)估現(xiàn)有的行車相對(duì)速度和相對(duì)距離，然后預(yù)測(cè)在短時(shí)間內(nèi)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，若τ時(shí)間后，達(dá)到自己能容忍的最小距離，即臨界報(bào)警距離，則系統(tǒng)報(bào)警，臨界報(bào)警距離。第二階段為減速度增長(zhǎng)階段: 這個(gè)階段也可以分為兩個(gè)部分，制動(dòng)協(xié)調(diào)時(shí)間和減速度增長(zhǎng)階段。首先，駕駛員先預(yù)估現(xiàn)有的行車相對(duì)速度和相對(duì)距離，然后預(yù)測(cè)在短時(shí)間內(nèi)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，若τ時(shí)間后，達(dá)到自己能容忍的最小距離，則系統(tǒng)報(bào)警，當(dāng)前距離稱為臨界報(bào)警距離。時(shí)速70Km月1，行車間距為70米以上。首先對(duì)單片機(jī)的選擇選擇及功能做了介紹，對(duì)超聲波傳感器的工作原理進(jìn)行了分析，然后具體討論了超聲波測(cè)距模塊中的超聲波發(fā)射電路和超聲波接收電路的硬件設(shè)計(jì)，最后介紹了顯示模塊電路和蜂鳴器報(bào)警電路的設(shè)計(jì)。實(shí)時(shí)采集汽車與前方障礙物距離變化，及時(shí)了解當(dāng)前所處情況是否處于安全環(huán)境。目前市面上的汽車安全防撞系統(tǒng)產(chǎn)品成本非常高，導(dǎo)致售價(jià)不菲。經(jīng)過多年的不懈研究也取得了一些成果。尼桑公司為4lLV~Z車型配備了一款自適應(yīng)巡航控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)的探測(cè)傳感器采用毫米波雷達(dá)，能夠提供巡航駕駛時(shí)所需信息。1986年，德國(guó)奔馳公司發(fā)起了“普羅米修斯”計(jì)劃，很多機(jī)構(gòu)都開始參與研究雷達(dá)防撞報(bào)警系統(tǒng)。特別是能夠開發(fā)出穩(wěn)定、可靠、有效、價(jià)格低廉、適應(yīng)性強(qiáng)的汽車安全防撞預(yù)警系統(tǒng)，減少交通事故的發(fā)生，提高公路交通安全水平，是急需解決的社會(huì)安全性問題。 反應(yīng)時(shí)間（S） 圖12反映時(shí)間與事故避免率對(duì)比關(guān)系 提高駕駛員的駕駛水平和危險(xiǎn)感知能力，可以減少交通事故的發(fā)生，所以，一方面開展對(duì)駕駛員的交通安全法規(guī)的教育，另一方面開發(fā)汽車安全防撞預(yù)警系統(tǒng)以提高駕駛員盡早對(duì)危險(xiǎn)路況的感知能力，提高行車的安全性。圖11描述了造成交通事故的幾種主要原因。從二十世紀(jì)八十年代末中國(guó)交通事故年死亡人數(shù)首次超過五萬人開始，中國(guó)(未包括港澳臺(tái)地區(qū))每年發(fā)生交通事故50萬起左右，因交通事故而死亡的人數(shù)年均超過10萬人，已經(jīng)連續(xù)十余年為位居世界第一。 avoiding collision。 學(xué)號(hào)： *********** 畢業(yè)論文汽車防撞報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)Automotive collision avoidance alarm system design學(xué)院 計(jì)算機(jī)與電子信息學(xué)院 專業(yè) 電子信息科學(xué)與技術(shù) 班級(jí) 電子091 學(xué)生 *** 指導(dǎo)教師（職稱） 劉利民（講師）完成時(shí)間 2013年03月25日至2013年06月15日11摘 要隨著經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展和居民生活水平的不斷提高，我國(guó)汽車數(shù)量逐年遞增，各類交通事故頻發(fā), 其中多為汽車碰撞事故。 give an alarm。據(jù)中新網(wǎng)報(bào)道，在2009年我國(guó)總共發(fā)生了道路交通事故238351起，造成67759人死亡、275125人受傷。 圖11 造成交通事故的主要原因從圖11中可以發(fā)現(xiàn)駕駛員的個(gè)人因素在所有造成事故發(fā)生的因素中占有很大比重。提高車輛安全性能有兩種途徑：即主動(dòng)安全(Active Safety)措施和被動(dòng)安全(Passive Safety)措施。所以，研究汽車安全防撞系統(tǒng)是一個(gè)具有實(shí)際應(yīng)用意義而非常重要的課題。由于微波器件和集成技術(shù)的快速發(fā)展，防撞預(yù)警系統(tǒng)在汽車運(yùn)用領(lǐng)域中的應(yīng)用有了較快的發(fā)展。福特公司研發(fā)的一款汽車防撞系統(tǒng)，其正常工作頻率為24GHz，有效探測(cè)距離為106米，能夠根據(jù)車輛轉(zhuǎn)彎角度信息適應(yīng)彎道情況，使系統(tǒng)只對(duì)本車道內(nèi)的車輛進(jìn)行探測(cè)，避免受到其他車道上目標(biāo)物的干擾。其中北京泰遠(yuǎn)汽車自動(dòng)防撞器制造有