【正文】 倒車?yán)走_(dá)的設(shè)計(jì) 18 數(shù)為 R1=， C1=1μ F。本具體電路如圖 5 所示。超聲波的接收信號選用 CX20206 芯片處理。充分利用他的片內(nèi)資源，即可在較少外圍電路的情況下構(gòu)成功能完善的超聲波測距系統(tǒng) 該系列單片機(jī)引 腳與封裝如圖 21 所示。本設(shè)計(jì)由于超聲波采用軟件驅(qū)動，僅需要一個(gè)定時(shí)器，一個(gè)計(jì)數(shù)器，常用的 51系列單片機(jī)滿足需要。以石英晶片為例，當(dāng)溫度達(dá)至 +290C? 時(shí)靈敏度可降低 6％。 整個(gè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖如圖 2 所示： 圖 2 系統(tǒng)框圖 超聲波探頭的中心頻率 及主要參數(shù) 一、主要參數(shù) （ 1）中心頻率 中心頻率，即壓電晶片的諧振頻率。聲速確定后， 只要測得超聲波往返的時(shí)間，即可求得距離。同時(shí)，超聲學(xué)的發(fā)展又太原工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 9 為這些學(xué)科的發(fā)展提供了一些重要器件和行之有效的研究手段。超聲振動本身就是一種機(jī)械運(yùn)動，因此，超聲方法也是研究物質(zhì)結(jié)構(gòu)的一個(gè)重要途徑。超聲波治療時(shí)將超聲波能量作用于人體病變部位，以達(dá)到治療疾患和促進(jìn)機(jī)體康復(fù)的目的。 超聲波焊接是利用高頻振動波傳遞到兩個(gè)需焊接的物體表面，在加壓的情況下，使兩個(gè)物體表面相互摩擦而形成分子層之間的熔合。超聲波測厚，是根據(jù)超聲波脈沖反射原理來進(jìn)行厚度測量的，當(dāng)探頭發(fā)射的超聲波脈沖通過被測物體到達(dá)材料 分界面時(shí)，脈沖被反射回探頭，通過精確測量超聲波在材料中傳播的時(shí) 長 來確定被測材料的厚度。 材料科學(xué)的發(fā)展，使得應(yīng)用 頻率非常高 的壓電換能器也由 最初的 天然壓電晶體發(fā)展到 價(jià)格低廉、性能 優(yōu)越、機(jī)電耦合系數(shù)高 的 塑料壓電薄膜 (PVDF)、 壓電陶瓷、 壓電半導(dǎo)體以及人工壓電單晶 等。此后又出現(xiàn)了各種形式的汽笛和夜哨等機(jī)械型超聲波換能器。只有當(dāng)耳朵被堵住時(shí)，蝙蝠就不能分辨障礙物。 本 設(shè)計(jì)采用 第一種方法 。 并且現(xiàn)在某些高檔車上已經(jīng)開始逐步安裝使用這款裝置。 縱觀完整停車過程 ，駕駛 者 換到倒檔后，導(dǎo)航 裝置 會 從頭到尾 地監(jiān)測汽車的 角度 和 位置 。一些核心 元器件，國內(nèi)相同產(chǎn)品達(dá)不到國外水平或者無法生產(chǎn) 。結(jié)合了前幾代產(chǎn)品的優(yōu)點(diǎn)，采用了最新仿生超聲雷達(dá)技術(shù)，配以高速電腦控制，可全天候準(zhǔn)確地測知 2米以內(nèi)的障礙物，并以不同等級的聲音提示和直觀的顯示提醒駕駛員。這代產(chǎn)品比第二代進(jìn)步很多，可以顯示車后障礙物離車體的距離。只超聲測距 — 汽車倒車?yán)走_(dá)的設(shè)計(jì) 2 要司機(jī)掛上倒車檔，喇叭就會響起，提醒周圍的人注意。 隨著社會飛速發(fā)展，人們生活水平的不斷提高，汽車愈來愈成為人們不可缺少的最常用的交通工具，交通安全問題變的日益嚴(yán)重。本設(shè)計(jì)由 AT89C2051 單片機(jī)控制時(shí)間計(jì)數(shù)，計(jì)算超聲波自發(fā)射至接收的往返時(shí)間，利用超聲波在空氣中的傳輸速度，從而得到實(shí)測距離。在新的世紀(jì)里，面貌一新的 測距儀 將發(fā)揮更大的作用。 本設(shè)計(jì)（論文）和資料若有不實(shí)之處，本人承擔(dān)一切相關(guān)責(zé)任。 現(xiàn)階段 聲納的發(fā)展趨勢基本為：研制具有更高定位精度的被動測距聲納，以滿足水中武器實(shí)施全隱蔽攻擊的需要；繼續(xù)發(fā)展采用低頻線譜檢測的潛艇拖曳線列陣聲納，實(shí)現(xiàn)超遠(yuǎn)程的被動探測和識別；研制更適合于淺海工作的潛艇聲納，特別是解決淺海水中目標(biāo)識別問題；大力降低潛艇自噪聲，改善潛艇聲納的工作環(huán)境。 3．主要參考文獻(xiàn) 太原工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) III [1] 張永瑞 . 電子測量技術(shù)基礎(chǔ) [M ]. 西安電子科技大學(xué)出版社 , 1994. 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ARMamp。毋庸置疑，未來的超聲波測距儀將于自動化智能化接軌，與其他的測距儀集成和融合，形成多測距儀。 歷經(jīng)十多年的探索發(fā)展 ， 共計(jì)有六代的技術(shù)改良發(fā)生 ， 根據(jù)其“ 性能價(jià)格 ”和“ 結(jié)構(gòu)外觀 ” ，這 幾 代產(chǎn)品 分別 有 以下特點(diǎn) —— 第一代：倒車時(shí)通過喇叭提醒。倒車時(shí)在車后一定距離內(nèi)有障礙物，蜂 鳴器就會開始工作，蜂鳴聲音越急，表示車輛離障礙物越近。此類倒車?yán)走_(dá)不用掛倒車檔，只要發(fā)動汽車，顯示器上就會出現(xiàn)汽車圖案以及車輛周圍障礙物的距離，色彩清晰漂亮，外表美觀，可以直接粘貼在儀表盤上，安裝很方便。從外觀上來看，它比第五代倒車?yán)走_(dá)更為精致典雅；從功能上來看，它除了具備第五代產(chǎn)品的所有功能之外，還整合了高檔轎車具備的影音系統(tǒng)，可以在顯示器上觀看DVD影像，但相應(yīng)的成本也更高。 奔馳車廠已經(jīng)在使用雷達(dá)探測技術(shù)來 輔助 駕駛 員 更快 捷 更安全地停車 入庫 。 這以后 ，就 能夠 松開 剎 車、 方向盤，保持 合理 的速度。整個(gè)系統(tǒng)由超聲波發(fā)射、超聲波接收、 51單片機(jī)控制系統(tǒng)、距離顯示等設(shè)備組成。他常常看到，很多蝙蝠靈活的在空中飛來飛去，卻從不會撞到墻壁上。真正超聲波的研究和發(fā)展，與媒質(zhì)中超聲波的產(chǎn)生和接收的研究密切相關(guān)。 40年代末期超聲波治療在歐美興 起，直到 1949年召開的首屆 國際醫(yī)學(xué)超聲波學(xué)術(shù)會議上，才 第一次出現(xiàn) 了超聲治療方面的 學(xué)術(shù) 交流，為超聲治療學(xué)的發(fā)展奠定了 較為系統(tǒng)的理論 基礎(chǔ)。 由于超聲波在物理化學(xué)方面的獨(dú)特特性，所以超聲波在許多方面都有廣泛的應(yīng)用。超聲成像技術(shù)已 經(jīng) 在醫(yī)療檢查方面獲得 非常廣泛的應(yīng)用 ，在微電子器件制造業(yè)中用來對 LSI 進(jìn)行檢 測 ，在材料科學(xué)中用 于 顯示合金中 晶粒間界和 不同組分的區(qū)域等 信息 。超聲波清洗具有清洗效果好、清洗速度快、清潔 度高，不須人手接觸清洗液，安全可靠，對工件表面無損傷，節(jié)省溶劑、熱能、工作場地和人工等諸多優(yōu)點(diǎn)。 (3) 在基礎(chǔ)研究方面的應(yīng)用 超聲學(xué)是研究超聲的科學(xué)，它是聲學(xué)的一個(gè)重要分支。與之有關(guān)的一門新分支學(xué)科──量子聲學(xué)也正在形成。 由于超聲波也是一種聲波，其聲速 V與溫度有關(guān)。 將（ 2— 2）、（ 2— 3）代入（ 21）中得： (24) 其中 ,超 聲波的傳播速度 v 在一定的溫度下是一個(gè)常數(shù) (例如在溫度 T=20 度時(shí) ,V=344m/s)；當(dāng)需要測量的距離 H遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于 L 時(shí) ,則 (2— 4)變?yōu)?: (25) 所以 ,只要需要測量出超聲波傳播的時(shí)間 t,就可以得出測量的距離 H。 （ 3）指向角 指向角是超聲波傳感器方向性的一個(gè)參數(shù)，指向角越小，方向性越強(qiáng)。因此其性能將直接影響系統(tǒng)的穩(wěn)定性。 空閑方式： CPU 停止工作，而讓 RAM、定時(shí)／計(jì)數(shù)器、串行口和中斷系統(tǒng)繼續(xù)工作。充分利用他的片內(nèi)資源，即可在較少外圍電路的情況下構(gòu)成功能完善的超聲波測距系統(tǒng)。其外圍電路如圖 4所示： 圖 4 單片機(jī)外圍電路 超聲波換能器 TCT4016RT 發(fā)出超聲波需要 40KHz 的方波信號驅(qū)動 ，產(chǎn)生超聲測距 — 汽車倒車?yán)走_(dá)的設(shè)計(jì) 16 40KHz 的方波主要有軟件發(fā)生法和硬件發(fā)生法。 2 腳：為增益調(diào)節(jié)端。該引腳與電源間接入一個(gè)電阻，用以設(shè)置帶通濾波器的中心頻率 f0，阻值越大，中心頻率越低。 本設(shè)計(jì)超聲波接收電路選用集成電路 CX20206A，它可用來完成信號的放大、限幅、帶通濾波、峰值檢測和波形整形等功能，電路如圖 3 所示。綜合本課題的實(shí)際要求以及考慮單片機(jī)的接口資源，采用串行方式顯示的 LED 驅(qū)動輸出設(shè)備。考慮各種因素，本設(shè)計(jì)選用動態(tài)驅(qū)動顯示。 下面將對匯編語言與 C語言的特點(diǎn)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，有良好的可移植性，而且可以直接實(shí)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(jì)已成為單片機(jī)開發(fā)、應(yīng)用的必然趨勢。 //發(fā)讀內(nèi)部 9 字節(jié)內(nèi)容指令 c=read()。 } else{return r。 } 實(shí)現(xiàn)距離計(jì)算 float Dis_count() //距離計(jì)算函數(shù) { float cm。 //先采一次溫度 for(w=11。 LED_Data=0xff。//采溫度并轉(zhuǎn)換為 LED 顯示值 show(25)。 show(25)。 //設(shè)定時(shí)器 T0、 T1工作于 16位定時(shí) /計(jì)數(shù) 模式 EA=1。 //允許 T1 中斷 EX0=1。 dis=Dis_count()。 show(10)。單片機(jī)采用 AT89S51，采用 12MHz 高精度的晶振，以獲得較穩(wěn)定時(shí)鐘頻率，減小測量誤差。 增加抗干擾措施。通過這些處理，可以有效的減少干擾。另外加上環(huán)境溫度、氣流等的影響，使超聲波測距系統(tǒng)受到干擾尤為嚴(yán)重。顯示電路采用 LED 數(shù)碼管進(jìn)行數(shù)字顯示。 show(10)。 if(dis=8||dis=996){temp[0]=0xF7。} while(flag==0amp。 //外部中斷下降沿觸發(fā)方式 w=0。 show(25)。 show(25)。 bell=1。w) //啟動顯示 9~0， H~A， { LED_Data=LED0[w]。 cm=7610。 y=Read_Temperature()。 //讀完兩個(gè)字節(jié)后復(fù)位 write(0xCC)。再加上本人對 C語言程序更加熟悉一點(diǎn)，所以最終決定使用 C語言為本次設(shè)計(jì)的編程語言。 C語言的模塊化程序結(jié)構(gòu)可以太原工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 23 使程序模塊實(shí)現(xiàn)共享。它直接利用機(jī)器提供的指令系統(tǒng)編寫程序，該類程序的可執(zhí)行指令是與機(jī)器語言程序的指令一一對應(yīng)的。具體電路圖如圖 9 所示。 在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中， LED 數(shù)碼管的顯示常用兩種方法：靜態(tài)顯示和動態(tài)掃描顯示。通過帶通濾波器濾波，峰值濾波，積分比較，最后經(jīng)整形電路輸出脈沖信號。 6 腳：為積分端。增大電阻 R1 或減小 C1,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。由 TC4069 驅(qū)動超聲波換能器。發(fā)射部分超聲波探頭的選用 TCT4016TR1，相應(yīng)的信號處理元件選用 TC406 74LS138。 5l 系列單片機(jī)為許多控制提供了高度靈活和低成本的解決辦法。根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的要求以及總體設(shè)計(jì)思路對所選擇的單片機(jī) 要求進(jìn)行進(jìn)一步的概括。 （ 4）工作溫度 工作溫度是指能使傳感器正常工作的溫度范圍，其溫度上限應(yīng)遠(yuǎn)于居里點(diǎn)溫度。經(jīng)障礙物反射后由超聲波接收換能器接收反射信號，經(jīng)放大電路放大后，由 來接收超聲波反射信號，當(dāng)接收到該信號后，關(guān)閉計(jì)數(shù)器 T1，記下此時(shí)的時(shí)間，轉(zhuǎn)入執(zhí)行計(jì)算距離子程序，由子程序計(jì)算距離，并啟動 LED 顯示其數(shù)值，同時(shí)，當(dāng)?shù)竭_(dá)危險(xiǎn)距離時(shí)發(fā)出滴答滴答的響聲。如果對測距精度要求很高，則應(yīng)通過溫度補(bǔ)償?shù)姆椒▽y量結(jié)果加以數(shù)值校正。它不斷借鑒電子學(xué)、超聲學(xué)材料科學(xué)、光學(xué)、固體物理等其他學(xué)科的內(nèi)容，而使自己更加豐富。機(jī)械運(yùn)動是最簡單、也最普通的物質(zhì)運(yùn)動，它和其他形式的物質(zhì)運(yùn)動以及物質(zhì)結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系非常密切。 超聲測距 — 汽車倒車?yán)走_(dá)的設(shè)計(jì) 8 超聲波技術(shù)在醫(yī)療方面的獨(dú)特療效已得到醫(yī)學(xué)界的普遍認(rèn)可，并越來越被臨床重視和采用。 (2) 在超聲處理方面的應(yīng)用 利用超聲的機(jī)械效應(yīng)、溫?zé)嵝?yīng)、理化效應(yīng)，可進(jìn)行超聲焊接、鉆孔、固體的粉碎、乳化 、脫氣、除塵、清洗、滅菌、促進(jìn)化學(xué)反應(yīng)和進(jìn)行生物學(xué)研究等，在工礦業(yè)、農(nóng)業(yè)、醫(yī)療等各個(gè)部門獲得了廣泛應(yīng)用。 超聲波探傷是利用超聲波能透入金屬材料的深處，并由一截面進(jìn)入另一截面時(shí)，在界面邊緣發(fā)生反射的特點(diǎn)來檢查零件缺陷的一種方法，當(dāng)超聲波束自零件表面由探頭通至金屬內(nèi)部，遇到缺陷與零件底面時(shí)就分別發(fā)生反射波來，在熒光屏上形成脈沖波形，根據(jù)這些脈沖波形來判斷缺陷位置和大小。 直到 1956年第二次 國際超聲醫(yī)學(xué)學(xué)術(shù)會議上 才 有 更多有新見解的 論文發(fā)表，超聲治療 才真正 進(jìn)入 到 實(shí)用成熟階段。 1883年 Galton首次制成超聲波氣哨，其原理是將壓縮氣體經(jīng)過狹縫噴嘴形成氣流，吹動圓形刀口振動形成共振腔，從而產(chǎn)生超聲波。先后蒙住蝙蝠眼睛和堵住蝙蝠鼻子，蝙蝠均能準(zhǔn)確地分辨障礙物。 可被實(shí)際應(yīng)用 的 超聲 測距方法 一般 有兩種 ： 一種是發(fā)射波 抵達(dá) 物體 后，然后被 反射回來后 再 接收的反射波方 式， 常應(yīng) 用于測距儀； 另 一種是在被測距離的兩端，一端發(fā)射， 一端接收的直接波方式。 倘若駕駛者 想要 暫停 停車程序， 就 只需踩下 腳剎就可以實(shí)現(xiàn)中斷 。此時(shí) ， 探測器 可以為 駕駛者顯示 出合理 空位。國內(nèi)一些公司雖然也推出了相應(yīng)的倒車?yán)走_(dá)產(chǎn)品，但在質(zhì)量上、市場份額上都無法與國外廠商相比擬。 第五代：魔幻鏡倒車?yán)走_(dá)。 第三代：數(shù)碼波段顯