【正文】 收模塊中斷程序 ............................................ 18 顯示子程序和蜂鳴報(bào)警子程序 ........................................ 18 本章小結(jié) .......................................................... 19 第 5章 測(cè)試結(jié)果與分析 ............................................... 20 測(cè)試結(jié)果 .......................................................... 20 誤差分析 .......................................................... 21 測(cè)試過程 .......................................................... 21 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?...................................................... 21 實(shí)驗(yàn)原理 ...................................................... 21 實(shí)驗(yàn)過程 ...................................................... 22 實(shí)驗(yàn)結(jié)果 ...................................................... 22 實(shí)驗(yàn)結(jié)論 ...................................................... 22 本章小結(jié) .......................................................... 22 結(jié)論 ................................................................... 23 參考文獻(xiàn) .............................................................. 24 致謝 ................................................................... 25 附錄 1 ................................................................. 26 附錄 2 ................................................................. 41 Ⅱ Ⅰ 第 1 章 緒 論 課題的研究現(xiàn)狀 隨著我國(guó)汽車產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展，我國(guó)開始進(jìn)入了私家車時(shí)代，汽車駕駛員越來越擔(dān)心車的安全了，其中倒車就是一個(gè)隱患。最后由信號(hào)處理裝置對(duì)接收的信號(hào)依據(jù)時(shí)間差進(jìn)行處理，自動(dòng)計(jì)算出車與障礙物之間的距離。因此 ,增加汽車的后視能力，研制汽車后部探測(cè)障礙物的倒車?yán)走_(dá)便成為近些年來的研究熱點(diǎn)。 全套設(shè)計(jì)，加 153893706 關(guān)鍵詞 ： STC89C51；倒車?yán)走_(dá)；超聲波傳感器；測(cè)距 Ⅱ ABSTRACT In recent years, China39。技術(shù)上向著單芯片功能成靈敏度更高、可視化發(fā)展，設(shè)備趨于小型化、人性化、智能化等方向發(fā)展。經(jīng)過這幾年的發(fā)展，倒車?yán)走_(dá)系統(tǒng)已經(jīng)經(jīng)過了六代技術(shù)改良，不管從結(jié)構(gòu)外觀上，還是從性能價(jià)格上，這六代產(chǎn)品各有特點(diǎn)，使用較多的是數(shù)碼顯示、熒光顯示和魔幻鏡倒車?yán)走_(dá)這三種 。但沒有語(yǔ)音提示，也沒有距離顯示，雖然司機(jī)知道有障礙物，但不能確定障礙物離車有多遠(yuǎn)，對(duì)駕駛員幫助不大。不用掛倒檔，只要發(fā)動(dòng)汽車，顯示器上就會(huì)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。因?yàn)槠渫庑尉褪且粔K倒車鏡，所以可以不占用車內(nèi)空間，直接安裝在車內(nèi)后視鏡的位置。 其發(fā)射電路通常分為調(diào)諧式和非調(diào)諧式。接收部分就是有兩級(jí)放大電路，檢波電路及鎖相環(huán)構(gòu)成，其中包括雜波抑制電路。 圖 ： 圖 測(cè) 距的原理 理論計(jì)算 如圖 為反射時(shí)間，是利用檢測(cè)聲波發(fā)出到接收到被測(cè)物反射回波的時(shí)間來測(cè)量距離其原理如圖所示，對(duì)于距離較短和要求不高的場(chǎng)合我們可認(rèn)為空氣中的聲速為常數(shù)，我們通過測(cè)量回波時(shí)間 T 利用公式： 2TCS ?? 其中， S 為被測(cè)距離、 V 為空氣中聲速、 T 為回波時(shí)間， 21 TTT ?? 可以計(jì)算出路程，這種 方 法不受聲波強(qiáng)度的影響，直接耦合信號(hào)的影響也可以通過設(shè)置“時(shí)間門”來加以克服。這樣，定時(shí)器就記錄下了超聲波自發(fā)射點(diǎn)至障礙物之間往返傳播經(jīng)歷的時(shí)間 t 。前者利用軟件產(chǎn)生 40KHz 的超聲波信號(hào)，通過輸出引腳輸入 至驅(qū)動(dòng)器，經(jīng)驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)后推動(dòng)探頭產(chǎn)生超聲波。本系統(tǒng)將 40 KHz方波信號(hào)分成兩路，分別由 74LS04 經(jīng)兩次和一次反向放大，從而構(gòu)成推拉式反向放大。超聲波發(fā)射換能器與接收換能器在結(jié)構(gòu)上稍有不同，使用時(shí)應(yīng)分清器件上的標(biāo)志。為了不使放大器的輸出信號(hào)過強(qiáng)而產(chǎn)生失真，集成塊內(nèi)部有自動(dòng)電平限制電路，對(duì)前置放大器的增益進(jìn)行自動(dòng)限制。常用的載波頻率 38khz 與測(cè)距的 40khz 較為相近，可以利用它來做接收電路。增大電阻 R 或減小C，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） 8 腳： 電源正極， ～ 5V。 超聲波傳感器的特性 超聲波傳感器的基本特性有頻率特性和指向特性，這里以課題中選用的傳感器特性為例子 。因此，超聲波接收傳感器具有很好的頻率選擇特性。 超聲傳感器的指向圖由一個(gè)主瓣和幾個(gè)副瓣構(gòu)成，其物理意義是 0度時(shí)電壓最大，角度逐漸增大時(shí)，聲壓減小。 4． 用戶應(yīng)用程序空間 4K/8K/16K/20K/32K/64K 字節(jié) 。 12．外部中斷 2路，下降沿中斷或電平觸發(fā)中斷， power down 模式可由外部中斷低電平觸發(fā)中斷方式喚醒 。超聲波對(duì)液體、固體的穿透本領(lǐng)很大，尤其是在陽(yáng)光不透明的固體中，它可穿透幾十米的深度。 15 第 4 章 倒車?yán)走_(dá) 的軟件設(shè)計(jì) 軟 件總體結(jié)構(gòu)框圖 超聲波倒車?yán)走_(dá)系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)主要由主程序、超聲波發(fā)射子程序、 INT0 超聲波接收中斷程序及顯示子程序四個(gè)主要模塊組成。 主程序除了完成定時(shí)器 T0、中斷源 TNT0 初始化外，主要實(shí)現(xiàn)超聲波的巡回發(fā)射（調(diào)用超聲波發(fā)射程序）和距離的動(dòng)態(tài)掃描顯示； INT0 中斷服務(wù)程序計(jì)算車尾距離障礙物的距離數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)一方面交由主程序顯示，另一方面與設(shè)定值（比如 1m）進(jìn)行比較，如小于 1m，接蜂鳴器報(bào)警，否則關(guān)閉報(bào)警；如果車尾距離障礙物的距離較遠(yuǎn)，超聲波往返時(shí)間就會(huì)超過了定時(shí)器 T 一次性最長(zhǎng)的定時(shí)時(shí)間，則 T0 發(fā)生溢出而中斷，這 時(shí)進(jìn)行距離計(jì)算，并顯示“ OFF”，以示車后無(wú)障礙物，可放心倒車。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。 顯示及報(bào)警子程序框圖 ： 屏蔽外部中斷 屏蔽定時(shí)器中斷 關(guān)定時(shí)器 屏蔽外部中斷 關(guān)定時(shí)器 Testok=2 返回 屏蔽定時(shí)器中斷 關(guān)定時(shí)器 T0 關(guān) 外部中斷 Testok=1 返回 屏蔽 T0 中斷 19 圖 顯示子程序框圖 圖 報(bào)警子程序框圖 本章小結(jié) 本章介紹了系統(tǒng)的軟件部分，包括各部分的詳細(xì)介紹和程序設(shè)計(jì)框圖，對(duì)于程序的編寫做了準(zhǔn)備。2 目標(biāo)距離和目標(biāo)反射情況。 實(shí)驗(yàn)步驟 第一，驗(yàn)證硬件各部分接觸是否完好 ； 第二，接通電源，按復(fù)位鍵，進(jìn)行系統(tǒng)初始化； 第三，設(shè)定報(bào)警距離，在超聲波發(fā)射方向設(shè)立障礙物，觀察在被測(cè)距離范圍內(nèi)報(bào)警器是否報(bào)警； 第四，改變報(bào)警距離，進(jìn)行多次 顯示記錄，觀察是否能夠準(zhǔn)確報(bào)警。 但是現(xiàn)在市場(chǎng)上大多數(shù)倒車?yán)走_(dá)多數(shù)存在這幾點(diǎn)不足： （ 1） 最大有效探測(cè)距離問題 ； （ 2） 反應(yīng)速度問題 ； （ 3） 探測(cè)盲區(qū)問題 。雖然老師平日里工作繁多，但在我做畢業(yè)設(shè)計(jì)的每個(gè)階段，從查閱資料，設(shè)計(jì)草案的確定和修改，到中期檢查，后期詳細(xì)設(shè)計(jì)，試驗(yàn)測(cè)試等整個(gè)繁瑣的過程中老師都給予了我悉心的指導(dǎo)。 sbit k2=P1^3。 //若程序下載后液晶無(wú)任何顯示或顯示偏暗，需調(diào)節(jié)電位器來調(diào)節(jié)液晶的顯示對(duì)比度。 void WriteCommandLCM(unsigned char WCLCM,BuysC)。 void mdelay(unsigned int delay)。i++)。 //延時(shí) LCM_E = 1。 } unsigned char ReadDataLCM(void) //讀數(shù)據(jù) { LCM_RS = 1。 LCM_RW = 1。 WriteCommandLCM(0x38,0)。 //關(guān)閉顯示 WriteCommandLCM(0x01,1)。 //當(dāng)要顯示第二行時(shí)地址碼 0x40。il。 mdelay(1000)。 for(。 //回波引腳 sbit test = P1^1。 void main(void) // 主程序 { uint distance_data,a,b。 // 這也是必需的 ....初始化 speak=1。 //首先拉低脈沖輸入引腳 35 TMOD=0x11。 ePutstr(0,0,exampl)。 de。 DisplayOneChar(6,1,(0x30+c/100%10))。 //啟動(dòng)定時(shí)器 0 IT0=0。 ePutstr(0,1,examp2)。 uchar CONT_1。//數(shù)碼管 09 uint distance[4]。delay) for(i=0。 while(TempCyc) { 。 if ( x == 16 ) { x = 0。 // 算出指令碼 WriteCommandLCM(X, 0)。 // 顯示光標(biāo)移動(dòng)設(shè)置 WriteCommandLCM(0x0C,1)。 WriteCommandLCM(0x38,0)。 LCM_E = 0。 LCM_E = 0。 //根據(jù)需要檢測(cè)忙 } LCM_Data = WCLCM。 //檢測(cè)忙 LCM_Data = WDLCM。 void disp(uchar code *dir)。 unsigned char ReadStatusLCM(void)。 //定義引腳 sbit LCM_RS=P2^4。 sbit k4=P1^5。 同時(shí)還要感謝大學(xué)四年來所有的老師，為我打下了夯實(shí)的專業(yè)知識(shí)基礎(chǔ)。 本論文所存在的 不足以及進(jìn)一步的展望：經(jīng)過前面章節(jié)的詳細(xì)敘述，論文討論了倒車?yán)走_(dá) 系統(tǒng)的硬件與軟件設(shè)計(jì)，雖然做出了一些成果，但由于個(gè)人能力和時(shí)間限制，系統(tǒng) 的精確度還不夠好，對(duì)于聲速在空氣中會(huì) 受到影響沒有解決 。 第二種，報(bào)警器沒有在設(shè)定的報(bào)警距離時(shí)報(bào)警，指示燈沒有閃亮，蜂鳴器沒有發(fā)出聲音。干擾信號(hào)的摻入，使觸發(fā)時(shí)間可能提前或滯后，給測(cè)量結(jié)構(gòu)帶來了隨機(jī)誤差。 表 距離測(cè)量數(shù)據(jù)表 序號(hào) 理論值 cm 實(shí)際值 cm 絕對(duì)誤差 % 相對(duì)誤差 % 1 25 24 1 2 30 31 1 3 40 42 2 4 58 57 1 5 80 81 1 6 96 94 2 7 120 119 1 8 144 146 2 9 190 188 2 10 210 211 1 11 250 248 2 12 280 283 3 13 300 301 1 14 325 326 1 15 333 332 1 16 350 349 1 從表中可以看出絕對(duì)誤差為 3cm，相對(duì)誤差小于 5%，滿足設(shè)計(jì)要求。下圖 為主程序流程框圖： 17 圖 主程序流程圖 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 距離 關(guān)報(bào)警 顯示距離 Testok=2 Testok=0 N Y 顯示 OFF 顯示距離 18 發(fā)射和接收模塊中斷程序 超聲波發(fā)生子程序的作用是通過 2個(gè)左右超聲波脈沖信號(hào)（頻率約40kHz的方波），脈沖寬度為 12μ s左右，同時(shí)把計(jì)數(shù)器 T