【正文】 ................................................................................................. 18 第四節(jié) 超聲波發(fā)送、接收中斷程序 ......................................................................... 19 第五節(jié) 顯示程序、報(bào)警程序 ..................................................................................... 20 結(jié) 論 ................................................................................................................................... 22 致 謝 ................................................................................................................................... 23 參考文獻(xiàn) ............................................................................................................................. 24 1 第一章 緒言 隨著社會的進(jìn)步和生活的需求，越來越多的家庭擁有了汽車。該設(shè)計(jì)可廣泛應(yīng)用在生活、軍事、工業(yè)等各個領(lǐng)域，它需要設(shè)計(jì)者有較好的數(shù)電、模電知識，并且有一定的編程能力，綜合運(yùn)用所學(xué)的知識實(shí)現(xiàn)對超聲波發(fā)射與接收信號進(jìn)行控制，通過單片機(jī)程序?qū)Τ暡ㄐ盘栠M(jìn)行相應(yīng)的分析、計(jì)算、處理最后顯 示在 LED 數(shù)碼管上 。將式 (4)帶入式 (3)可得： ? ?? ?HMvtH a rc t a nc o ? (5) 當(dāng)被測距離 H 遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于 M 時(shí)，式 (5)變?yōu)椋? vtH ? (6) 這就是所謂的時(shí)間差測距法。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，例如在超聲檢測和診斷中習(xí)慣上都把超聲傳感器稱作探頭，而工業(yè)中采用的流體動力型傳感器稱為“哨 ” 活“笛 ” 。 傳感器的主要組成部分是壓電晶片。如果在壓電陶瓷晶片上有超聲機(jī)械波作用，這將會使其產(chǎn)生機(jī)械變形，這種機(jī)械變形是與超聲機(jī)械波一致的，機(jī)械變形使壓電陶瓷晶片產(chǎn)生頻率與超聲機(jī)械波相同的電信號。利用這一特性可制成各種頻率的超聲傳感器。 AT89C51 是一種帶 4KB 字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲器的低電壓，高性能 CMOS 7 8 位微處理器，俗稱單片機(jī)。 P0 能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲器，它可以在 FIASH 編程時(shí)， P0 口作為原碼輸入口，當(dāng) FIASH 進(jìn)行校驗(yàn)時(shí)， P0 輸出原碼，此時(shí) P0 外部必須被拉高 。在給出地址 “1” 時(shí)，它利 用內(nèi)部上拉優(yōu)勢，當(dāng)對外部八位地址數(shù)據(jù)存儲器進(jìn)行讀寫時(shí)， P2 口輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容。 XTAL2：來自反向振蕩器的輸出。 此外， AT89C51 設(shè)有穩(wěn)態(tài)邏輯，可以在低到零頻率的條件下靜態(tài)邏輯，支持兩種軟件可選的掉電模式。此直流電壓經(jīng)過 LM7805 的穩(wěn)壓和電容濾波便在穩(wěn)壓電 源的輸出端產(chǎn)生了精度高、穩(wěn)定度好的直接輸出電壓。 圖 控制電路 第五節(jié) 超聲波發(fā)射和接收電路 一、 超聲波發(fā)射部分 超聲波發(fā)射電路包括超聲波產(chǎn)生電路和超聲波發(fā)射電路兩個部分，超聲波換能器選用壓電式，可采用軟件發(fā)生法和硬件發(fā)生法產(chǎn)生超聲波。對于 HC 類型， 12 其工作電壓為 2～ 6 V，它具有高抗擾度，可以兼容直接輸入 LSTTL 邏輯信號和 CMOS邏輯輸入等特點(diǎn)。本次設(shè)計(jì)為了降低調(diào)試難度，減少成本，提供系統(tǒng)可靠 13 性，所以我們采用了一種用在彩色電視機(jī)上面的一種紅外接收檢波 芯片 CX20xx6，由于紅外遙控的中心頻率在 38KHz，和超聲波的 40KHz 很接近，所以可以用來做接收電路。 接收的回波信號先經(jīng)過前置放大器和限幅放大器，將信號調(diào)整到合適的幅值；再經(jīng)過帶通濾波器濾波得到有用信號，濾除干擾信號；最后由峰值檢波器和整形電路輸 14 出到鎖相環(huán)路，實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確的計(jì)時(shí)。 3 腳：該腳與地之間連接檢波電容，電容量大為平均值檢波，瞬間相應(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 10μf。通過單片機(jī)的 2 2 2 28四個管腳的信號控制四位三極管的 B 極，利用三極管的開關(guān)特性，實(shí)現(xiàn)數(shù)碼管的點(diǎn)亮，從而實(shí)現(xiàn)動態(tài)顯示。芯片內(nèi)有存儲管理系統(tǒng)來管理多段語音，這樣在獨(dú)立按鍵模式下也能進(jìn)行多段語音錄放。如對任意存儲地址進(jìn)行錄放，對模擬通道配置寄存器（ APC）進(jìn)行讀寫。A. （ 3） 工作電流 IOP： 20mA. 17 本系統(tǒng)采用 SPI 控制模式，通過外接 1KΩ 電阻來設(shè)定芯片的采樣率為 。 第二節(jié) 超聲波測距儀的算法設(shè)計(jì) 超聲波測距的原理為超聲波發(fā)生器 T 在某一時(shí)刻發(fā)出一個超聲波信號，當(dāng)這個超聲波遇到被測物體后反射回來，就被超 聲波接收器 R 所接收到。要檢測返回信號必須在啟動發(fā)射信號后 才可以檢測，這樣就可以抑制輸出的干擾。超聲波發(fā)射程序比較簡單，主要包括 T0 中斷服務(wù)程序和超聲波接收中斷服務(wù)程序。不過在老師和同學(xué)的幫助下，我不斷努力改進(jìn)，從恩師身上我體味到了豐富的學(xué)養(yǎng)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)淖黠L(fēng)、求實(shí)的態(tài)度，勤奮的精神 。 顯示程序及報(bào)警程序流程圖如圖 ： 21 圖 顯示程序及報(bào)警程序流程圖 22 結(jié) 論 這次設(shè)計(jì)完成了 對基于超聲波測距的倒車測距儀的硬件電路設(shè)計(jì) 和 軟件設(shè)計(jì) ，又利用超聲波車距原理與障礙物之間的距離，再經(jīng)計(jì)算由報(bào)警提示和 LED 顯示距離等信息。再把定時(shí)器中的數(shù)據(jù)經(jīng)過換算就可以得出超聲波傳感器與障礙物之間的距離。距離的計(jì)算公式為： d=s/2=(ct)/2 其中， d 為被測物與測距儀的距離， s 為聲波的來回的路程， c 為聲速， t 為聲波來回所用的時(shí)間。為了防止這種現(xiàn)象的發(fā)生，在控制端 REC 和 VCC 之間并聯(lián)一個電容（大約為 即可。 （ 3） 可處理多 達(dá) 159 段以上信息。 ISD1700 還有有新錄音提示功能，當(dāng)有新的錄音后， LED 回每秒閃一次來提示用戶有新的錄音。 單片機(jī)用 端口輸出超聲波換能器所需的 40KHz 方波信號，利用外中斷 0 口檢測超聲波接收電路輸出的返回信號。 5 腳：該腳與電源間接入一個電阻，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。其總放大增益80db。為了不使放大器的輸出信號過強(qiáng)而產(chǎn)生失真，集成塊內(nèi)部有自動電平限制電路，對前置放大器的增益進(jìn)行自動限制。 發(fā)射電路主要由反向器 74LS04 和超聲波換能器構(gòu)成，如圖 所示。這種方法的特點(diǎn)是充分利用軟件，靈活性好。它由電源變壓器，橋式整流電路 D1~D4，濾波電容 C C5，防止自激電容 C C11 和一只固定式三端穩(wěn)壓器（ 7805）組成。但 RAM，定時(shí)器，計(jì)數(shù)器，串口和中斷系統(tǒng)仍在工作。該反向放大器可以配置為片內(nèi)振蕩器。 P3 口： P3 口管腳是 8 個帶內(nèi)部上拉電阻的雙向 I/O 口，可接收輸出 4 個 TTL 門電流。 P1 口管腳寫入 1 后，被內(nèi)部上拉為高，可用作輸入， P1 口被外部下拉為低電平時(shí)，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。該器件采用 ATMEL 高密度非易失存儲器制造 技術(shù)制造，與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的 MCS51 指令集和輸出管腳相兼容。金屬網(wǎng)也是起保護(hù)作用的，但不影響發(fā)射與接收超聲波。 5 圖 壓電式超聲波傳感器結(jié)構(gòu)圖 它有兩個壓電晶片的一個共振板，當(dāng)它的兩級外加脈沖信號，其頻率等于壓電晶片的固有振蕩頻率時(shí)，壓電晶片將會發(fā)生共振，并帶動共振板的振動，便產(chǎn)生超聲波。當(dāng)超聲波作用于晶片時(shí)，晶片受迫振動引起的形變可轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電信號，是正壓電效應(yīng)。探頭有壓電晶片、契塊、接頭等組成，是超聲檢測中最常用的實(shí)現(xiàn)電能和聲能相互轉(zhuǎn)換的一種傳感器，是超聲波檢測裝置的重要組成部分。