【正文】 T0 = 1。 dis_smg[1] = smg_du[distance / 10 % 10] 。 0x7f 。 //取小數(shù)顯示 dis_smg[1] = smg_du[set_d / 10 % 10] 。 //取個(gè)位顯示 dis_smg[2] = smg_du[set_d / 100 % 10] amp。 //取消報(bào)警 } } void main() { send_wave()。 //處理距離顯示函數(shù) if(zd_break_en == 1) //自動(dòng)退 出設(shè)置界面程序 { zd_break_value ++。 // TH0 TL0 到 65536 后溢出中斷 } /*********************定時(shí)器 0 中斷服務(wù)程序 ************************/ void time1_int() interrupt 3 { static uchar value。 if(key_time = menu_shudu) //500ms { key_time = 0。 //500ms flag_value ++。 TL1 = 0x30。 // smg_i = 3。 //處理距離 顯示函數(shù) time_init()。 //取十位顯示 dis_smg[3] = 0x88。 0x7f。 smg_i = 4。 0x7f。 //允許定時(shí)器 0 定時(shí) ET1 = 1。 if(temp 380) //距離 = 速度 * 時(shí)間 { temp = 888。 break 。 //關(guān)定時(shí)器 0 定時(shí) flag_hc_value = 0。 _nop_()。 smg_we_switch(i)。 case 0: smg_we1 = 1。 smg_we3 = 1。 } key_old = key_new。 (key_old == 1)) { switch(P2 amp。 //自動(dòng)退出設(shè)置界變量清零 flag_key_b_en = 1。 } } else { if((P2 amp。 else key_value = 0。 a_a = byte_read(0x2058)。 EA = 1。 i++) Buff[i] = iBuff[i]。 if(distance == 95)return。 /*給記號(hào)賦值 */ for(j=i+1。 //按鍵連 3 次連加后使能 加的數(shù)就越大了 uchar key_time,flag_value。 //距離 uchar flag_csb_juli。 //超聲波接收 第 26 頁(yè) uchar flag_hc_value。 //斷碼 //數(shù)碼管位選定義 //uchar code smg_we[]={0xe0,0xd0,0xb0,0x70}。 20xx在本設(shè)計(jì)中采用動(dòng)態(tài)掃描的方式。 CCX12MHZXTAL1XTAL2 圖 13 時(shí)鐘電路圖 復(fù)位電路的設(shè)計(jì) 復(fù)位方法 一般有上電自動(dòng)復(fù)位和外部按鍵手動(dòng)復(fù)位，單片機(jī)在時(shí)鐘電路工作以后 , 在 RESET 端持續(xù)給出 2 個(gè)機(jī)器周期的高電平時(shí)就可以完成復(fù)位操作。如采用外部時(shí)鐘源驅(qū)動(dòng)器件， XTAL2 應(yīng)不接。 復(fù)位電路就是確定單片機(jī)的工作起始狀態(tài)，完成單片機(jī)的啟動(dòng)過程。另外， STC89C52 可降至 0Hz 靜態(tài)邏輯操作，支持 2 種軟件可選 擇節(jié)電模式。這就是超聲波測(cè)距儀的基本原理。 第 17 頁(yè) 圖 11 超聲波傳感器輻射特性示意圖 分析以上研究結(jié)果不難看出超聲波傳感器工作在 40KHz范圍內(nèi)具有最大的聲壓級(jí)和最高的靈敏度 。 第 16 頁(yè) 圖 9 超聲波傳感器的聲壓圖 6．靈敏度特性 靈敏度是表示聲音接收級(jí)的單位，使用下列公式予以表示。同時(shí)，由于不規(guī)則反射，通常可能很難探測(cè)到凹凸表面以及斜坡表面的物體，這些因素決定了超聲波的理想測(cè)試環(huán)境是在空曠的場(chǎng)所，并且測(cè)試物體必須反射超聲波。它有折射和反射現(xiàn)象，且在傳播過程中有衰減。該復(fù)合式振動(dòng)器是由諧振器以及一個(gè)金屬片和一個(gè)壓電陶瓷片組成的雙壓電晶片元件振動(dòng)器。它們所產(chǎn)生的超聲波的頻率、功率和聲波特性各不相同，因而用途也各不相同。為此，利用超聲波的這種性能就可制成超聲波傳感器。 （ 2）工作溫度。小功率超聲探頭多用作探測(cè)方面。為什么有這么強(qiáng)大的功率呢 ?因?yàn)楫?dāng)聲波進(jìn)入某一介質(zhì)中時(shí)，由于聲波的作用使物質(zhì)中的分子也隨之振動(dòng)，振動(dòng)的頻率和聲波頻率 第 12 頁(yè) — 樣，分子振動(dòng)的頻率決定了分子振動(dòng)的速度。當(dāng)聲的頻率高到超過人耳聽覺的頻率極限 (根據(jù)大量實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，取整數(shù)為 20xx0 赫茲 )時(shí)，人們就會(huì)覺察不出周圍聲的存在，因而稱這種高頻率的聲 為“超”聲。模塊自動(dòng)發(fā)送 8 個(gè) 40khz 的方波，自動(dòng)檢測(cè)是否有信號(hào)返回；有信號(hào)返回，通過 IO 口 ECHO 輸出一個(gè)高電平，高電平持續(xù)的時(shí)間就是超聲波從 發(fā)射到返回的時(shí)間。 電路 中用到 3 個(gè)按鍵， 一個(gè)是設(shè)置鍵 , 一個(gè)加鍵，一個(gè)減鍵 。所以就順其自然的選擇用超聲波探測(cè)儀來進(jìn)行探測(cè)停車位是否有車了。 [13]綜上所述，我國(guó)超聲波儀器的研制與生產(chǎn)，有較大發(fā)展，有的型號(hào)已超過國(guó)外同類儀器水平目前常用的超聲傳感器有兩大類，即電聲型與流體力型。隨后具有檢測(cè)、記錄、存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)處理與分析等多項(xiàng)功能的 智能化檢測(cè)分析儀相繼研制成功。如羅馬尼亞 N2701 型超聲波測(cè)試儀，是由晶體管分立元件組成，具有波形和數(shù)碼顯示，儀器重量 10Kg。如英國(guó)的 UCT2超聲波檢測(cè)儀，重達(dá) 24Kg，各單位積極開展試驗(yàn)研究工作，在一些工程檢測(cè)中取得了較好的效果。但激光和雷達(dá)測(cè)距儀造價(jià)偏高，紅外線測(cè)量距離又太短，不利于廣泛的普及應(yīng)用，在某些應(yīng)用領(lǐng)域有其局限性，相比之下，超聲波方法具有明顯突出 的優(yōu)點(diǎn)： ，超聲波的傳播速度僅為光波的百萬分之一，并且指向性強(qiáng)，能量消耗緩慢，因此可以直接測(cè)量較近目標(biāo)的距離，很合適； 第 6 頁(yè) ，是玻璃或其他透明物質(zhì)制的。然而現(xiàn)在通常在有的有顯示空車位停車場(chǎng)當(dāng)中又不能智能引導(dǎo)汽車走到空著的車位。 超聲波作為一種特殊的聲波，同樣具有聲波傳輸?shù)幕疚锢硖匦?、反射、折射、干涉、衍射、?射與物理緊密聯(lián)系，應(yīng)用靈活。傳感器是世界各國(guó)發(fā)展最快的產(chǎn)業(yè)之一，在各國(guó)有關(guān)研究、生產(chǎn)、應(yīng)用部門的共同努力下，傳感器技術(shù)得到了飛速的發(fā)展和進(jìn)步。 超聲波測(cè)距的原理是利用超聲波的發(fā)射和接受，根據(jù)超聲波傳播的時(shí)間來計(jì)算出傳播距離。超聲波對(duì)于被測(cè)物體處于黑暗，有灰塵，煙霧，電磁干擾，有毒等惡劣的環(huán) 境有一定的適應(yīng)能力 [2]。而且超聲波傳播速度在相當(dāng)大范圍內(nèi)與頻率無關(guān)。針對(duì)這些具體而實(shí)際的問題提出解決方案，節(jié)約資源時(shí)間，所以我們做一個(gè)智能車輛引導(dǎo)系統(tǒng)更具有現(xiàn)實(shí)意義。在機(jī)器人避障、導(dǎo)航系統(tǒng)、機(jī)械加工自動(dòng)化裝配及檢測(cè)、自動(dòng)測(cè)距、無損檢測(cè)、超聲定位、汽車倒車、工業(yè)測(cè)井、水庫(kù)液位測(cè)量等方面已經(jīng)有了廣泛的應(yīng)用 [8]。但當(dāng)時(shí)這種儀器只有個(gè)別科研單位使用，建工部門使用不多。該儀器采用 TTL 線路，數(shù)碼顯示，儀器重量為 5Kg。與國(guó)內(nèi)同類產(chǎn)品相比，設(shè)計(jì)新穎合理，功能齊全，在儀器設(shè)計(jì)上有重大突破和創(chuàng)新，達(dá)到了國(guó)際先進(jìn)水平。由于工作頻率與應(yīng)用目的不同，超聲傳感的結(jié)構(gòu) 第 8 頁(yè) 形式是多種多樣的，并且名稱也有不同，例如在超聲檢測(cè)和診斷中習(xí)慣上都超聲傳感器稱作探頭，而工業(yè)中采用的流體動(dòng)力型傳感器 稱為“哨”或“笛” [14]。該 系統(tǒng)采用 STC89C52 單片機(jī)作為核心控制單元 ,當(dāng)測(cè)得的距離小于設(shè)定距離時(shí)， 主控芯片 將測(cè)得的數(shù)值與設(shè)定值進(jìn)行比較處理。本電路有電源開關(guān)、電阻、電容和發(fā)光二極管組成。其中 VCC 供 5V 電源， GND 為地線， TRIG 觸發(fā)控制信號(hào)輸入， ECHO 回響信號(hào)輸出等四支線。即超聲波射線從一種物質(zhì)表面反射時(shí)，入射角等于反射角，當(dāng)射線透過一種物質(zhì)進(jìn)入另一種密度不同的物質(zhì)時(shí)就會(huì)產(chǎn)生折射現(xiàn)象，也就是要改變它的傳播方向，兩種物質(zhì)的密度差別愈大，則折射率也愈大。超聲波的頻率比普通聲波要高出很多，所以它可以使物質(zhì)分子獲得很大的能量；換句話來說，超聲波本身就可以供給物質(zhì)分子足夠大的功率。構(gòu)成晶片的材料可以有許多種。 （ 3）靈敏度。它的探頭常用材料是壓電晶體和壓電陶瓷，是利用壓電材料的壓電效應(yīng)來進(jìn)行工作的。超聲波發(fā)生器內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖所示，它有兩個(gè)壓電晶片和一個(gè)共振板 。另一方面，當(dāng)振動(dòng)壓電陶瓷時(shí)，則會(huì)產(chǎn)生一個(gè)電荷。在這種比較低的傳播速度下，波長(zhǎng)很短，這就意味著可以獲得較高的距離和方向分辨率。因此，要精確的測(cè)量與某個(gè)物體之間的距離 時(shí)，始終檢查周圍溫度是十分必要的，尤其冬季室內(nèi)外溫差較大，對(duì)超聲波測(cè)距的精度影響很大，此時(shí)可用 18B20作溫度補(bǔ)償來減小溫度變化所帶來的測(cè)量誤差，考慮到本設(shè)計(jì)的測(cè)試環(huán)境是在室內(nèi)，而且超聲波主要是用于 測(cè)距 功能，對(duì)測(cè)量精度要求不高，所以關(guān)于溫度效應(yīng)對(duì)系統(tǒng)的影響問題在這里不做深入的探討。 圖 10 超聲波傳感器靈敏度示意圖 7．輻射特性 把超聲波傳感器安裝在臺(tái)面上。超聲波在空氣中的傳播速度為 340m/s，根據(jù)計(jì)時(shí)器記錄的時(shí)間 t，就可以計(jì)算出發(fā)射點(diǎn)距障礙物面的距離 s，即： s=340t/2。當(dāng)需要測(cè)量的距離 H遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于 L時(shí) ,則 (3— 4)變?yōu)?: vtH 21? ( 35) 所以 ,只要需要測(cè)量出超聲波傳播的時(shí)間 t,就可以得出測(cè)量的距離 H. STC89C52 單片機(jī)簡(jiǎn)介 STC89C52 是一種低功耗、高性能 CMOS8 位微控制器，具有 8K 在系統(tǒng)可編程 Flash 存儲(chǔ)器。這一模塊以單片機(jī)為中心把程序代碼燒進(jìn)去然后外圍接上復(fù)位電路 、 振蕩電路 、鍵盤控制、 LED 顯示 電路、 報(bào)警電路等子模塊 。 一般有上電自動(dòng)復(fù)位和外部按鍵手動(dòng)復(fù)位，單片機(jī)在時(shí)鐘電路工作以后，在 RESET 端持續(xù)給出 2個(gè)機(jī) 器周期的高電平時(shí)就可以完成復(fù)位操作。該反向放大器可以配置為片內(nèi)振蕩器。如圖 14示為復(fù)位電路。經(jīng)過單片機(jī)的處理在數(shù)碼管上把距離顯示出來，當(dāng)小于設(shè)置距離時(shí)發(fā)出聲光報(bào)警。 20xx //數(shù)碼管位選定義 sbit smg_we2 = P3^5。 //按鍵蜂鳴器使能 uchar smg_i = 3。 // 按鍵的 IO 變量的定義 uchar key_can。 int iBuff[5]。 /*是 k 總是指向最小元素 */ if(i!=k) { /*當(dāng) k!=i 是才交換，否則 a[i]即 為最小 */ temp=a[i]。 iBuff[2] = iBuff[1]。 //取得 5 個(gè)值的中間值 EA = 0。 byte_write(0x20xx, set_d / 256)。 第 28 頁(yè) a_a = 1。 flag_lj_en = 0。 if(key_value = 5) { key_value = 0。 key_new = 0。 //得到 k2 鍵值 case 0x05: key_can = 2。 smg_we3 = 1。 case 1: smg_we1 = 1。 smg_we4 = 0。 //執(zhí)行一條 _nop_()指令就是 1us _nop_()。 //10us 的高電平觸發(fā) delay()。 while(c_recive) //當(dāng) c_recive 為 1 計(jì)數(shù)并等待 { flag_time0 = TH0 * 256 + TL0。 //關(guān)定時(shí)器 0 定時(shí) EA = 0。 EA = 1。 if(menu_1 = 2) { menu_1 = 0。 dis_smg[0] = smg_du[set_d % 10]。 //250ms 加減一次 if(key_can == 2) { set_d ++ 。 //按鍵按下未松開自動(dòng)加三次 if(set_d = 1) set_d = 1。 //消除實(shí)際距離在設(shè)定距離左右變化時(shí)的干擾 if(value = 5) { beep = ~beep。 clock_h_l()。 } } } key()。 if(value = 150) { value = 0。 //3 次后 秒后連加大些 } } 第 35 頁(yè) } } } 附件 3：實(shí)物圖