【正文】 。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(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的雙向 I/O 口，可接收輸出 4個(gè) TTL 門(mén)電流。 P1 口管腳寫(xiě)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(chǔ)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。 而在 40khz 兩側(cè)聲壓能級(jí)迅速衰減。這樣，超聲傳感器才有較高的靈敏度。在壓電陶瓷上加有大小和方向不斷變化的交流電壓時(shí)，根據(jù)壓電效應(yīng)，就會(huì)使壓電陶瓷晶片產(chǎn)生機(jī)械變形，這種機(jī)械變形的大小和方向在一定范圍內(nèi)是與外加電壓的大小和方向成正比的。所以，只要對(duì)這種材料加以交變電場(chǎng)，它就會(huì)產(chǎn)生交變的應(yīng)變，從而產(chǎn)生超聲振動(dòng)。電聲型主要有： 1 壓電傳感器； 2 磁致伸縮傳感器； 3 靜電傳感器。 圖 聲壓在不同距離上的衰減特性 遼寧科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 8 頁(yè) 方案二： 時(shí)間差測(cè)距法 超聲波測(cè)距正是利用超聲波的 直線傳播 特點(diǎn)，通過(guò)超聲波換能器向某一方向發(fā)射超聲波，在發(fā)射的同時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)，超聲波在空氣中傳播，途中碰到障礙物就立即返回來(lái)，超聲波接收器收到反射波就立即停止計(jì)時(shí)。 溫度對(duì)聲速的影響310320330340350360370380 絕對(duì)溫度℃聲速m/s （ 4） 衰減 傳播到空氣中的超聲波強(qiáng)度隨距離的變化成比例地減弱，這是因?yàn)檠苌洮F(xiàn)象所導(dǎo)致的在球形表面上的擴(kuò)散損失，也是因?yàn)榻橘|(zhì)吸收能量產(chǎn)生的吸收損失。 （ 2）反射 要探測(cè)某個(gè)物體是否存在，只要超聲波能夠在該物體上得到反射。這就是超聲波測(cè)距儀的機(jī)理。軟件部分按不同功能模塊分別進(jìn)行編程，便于調(diào)試和移植。倒車(chē)?yán)走_(dá)主要針對(duì)當(dāng)前在擁擠的街道、停車(chē)場(chǎng)以及人群當(dāng)中倒車(chē)時(shí)時(shí)有發(fā)生的倒車(chē)碰撞 事故而設(shè)計(jì)的。紅外線測(cè)距系統(tǒng)成本低廉，但是容易受到天氣和路邊等物體干擾的影響，在惡劣的天氣 與環(huán)境下探測(cè)距離仍然不能滿足要求。 目前國(guó)內(nèi)倒車(chē)?yán)走_(dá)的發(fā)展概況 目前，很多科研機(jī)構(gòu)已對(duì)倒車(chē)測(cè)距技術(shù)進(jìn)行深入研究、開(kāi)發(fā)，國(guó)內(nèi)外 遼寧科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 2 頁(yè) 也已有相應(yīng)的產(chǎn)品。語(yǔ)音告警裝置用于播放提示語(yǔ)以提醒車(chē)后的行人注意避讓正在倒車(chē)的汽車(chē)。s automobile industry, China began to enter into the era of private cars, the car number increases year by year, causing the highway, streets, parking lot, garage, more and more crowded. Car drivers are increasingly worried about the safety of the car, the reverse is a typical. Therefore, to increase the ability of the car after depending on and developing the back of my car detection of radar bee obstacles back research topic in recent years. In this paper the reverse radar warning system design is mainly directed against the car back to the rear of the car and people can39。本文設(shè)計(jì)的倒車(chē)?yán)走_(dá)預(yù)警系統(tǒng)主要是針對(duì)汽車(chē)倒車(chē)時(shí)人無(wú)法目測(cè)到車(chē)尾與障礙物體的距離而設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)的。因此，增加汽車(chē)的后視能力，研制汽車(chē)后部探測(cè)障礙物的倒車(chē)?yán)走_(dá)便成為近些年來(lái)的研究熱點(diǎn)。 關(guān)鍵詞： 汽車(chē)倒車(chē)測(cè)距儀；超聲波； AT89C51 遼寧科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 II 頁(yè) DESIGN OF ULTRASONIC VEHICLE REVERING SYSTEM WITH ULTRASONIC BASEDON MCU Abstract With the rapid development of China39。目前用于輔助司機(jī)倒車(chē)的裝置主要有：語(yǔ)音告警裝置、后視系統(tǒng)以及倒車(chē)?yán)走_(dá) 等。倒車(chē)?yán)走_(dá)的發(fā)明是迫在眉睫的，是必不可少的設(shè)備。紅外線透視和夜視是分別利用了紅外線的不同性質(zhì) 。 遼寧科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 3 頁(yè) 汽車(chē)?yán)走_(dá)按照其測(cè)距的方向可分為倒車(chē)?yán)走_(dá)和前置雷達(dá)。系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)分為三個(gè)主要部分：測(cè)距部分、控制部分和顯示報(bào)警部分。聲速確定后，只要測(cè)得超聲波往返的時(shí)間，即可求得距離。超聲波設(shè)備的外表面尺寸易于獲得精確的輻射。 如圖 所示，溫度越高，聲音傳播速度越快。并且要事先測(cè)量出不同電壓值對(duì)應(yīng)的實(shí)際距離 ，制成表格，供程序查表，這也一定程度限制了測(cè)量的精度。 目前常用的超聲傳感器有兩大類，即電聲型與流體動(dòng)力型。 遼寧科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 9 頁(yè) 其具有下列的特性：把這種材料置于電場(chǎng)之中，它就產(chǎn)生一定的應(yīng)變；相反，對(duì)這種材料施以外力，則由于產(chǎn)生了應(yīng)變就會(huì)在其內(nèi)部產(chǎn)生一定方向的電場(chǎng)。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。發(fā)射超聲波時(shí)，加在其上面的交變電壓的頻率要與它的固有諧振頻率一致。30% 遼寧科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 11 頁(yè) TCT4016R/T 聲壓能級(jí)及靈敏度如圖 : 圖 TCT4016R/T 聲壓能級(jí)及靈敏度 由圖 可以看出 40khz 處為超聲波傳感器的中心頻率，在此中心頻率處，超聲波傳感器所產(chǎn)生的機(jī)械波最強(qiáng)，也就是說(shuō) 40khz 處所產(chǎn)生的聲壓能級(jí)最高。 AT89C51 單片機(jī)簡(jiǎn)介 單片機(jī)是本系統(tǒng)的核心元件，它負(fù)責(zé)各個(gè)模塊的協(xié)調(diào)工作，記錄超聲LED 顯示 模塊 溫度測(cè)量 模塊 電源 供電 模塊 實(shí)時(shí)播報(bào) 模塊 單 片 機(jī) 控 制 器 鍵盤(pán) 輸入 接收 模塊 發(fā)送 模塊 單片機(jī)的可擦除只讀存儲(chǔ)器可以反復(fù)擦除 1000 次。 P 1 .01P 1 .12P 1 .23P 1 .34P 1 .45P 1 .56P 1 .67P 1 .78R S T9P 3 .0 (R X D )10P 3 .1 (T X D )11P 3 .2 (IN T 0 )12P 3 .3 (IN T 1 )13P 3 .4 (T 0 )14P 3 .5 (T 1 )15P 3 .6 (W R )16P 3 .7 (R D )17X T A L 218X T A L 119G N D20P 2 .0 /(A 8 )21P 2 .1 /(A 9 )22P 2 .2 /(A 1 0 )23P 2 .3 /(A 1 1 )24P 2 .4 /(A 1 2 )25P 2 .5 /(A 1 3 )26P 2 .6 /(A 1 4 )27P 2 .7 /(A 1 5 )28P S E N29A L E /P R O G30E A /V P P31P 0 .7 /(A D 7 )32P 0 .6 /(A D 6 )33P 0 .5 /(A D 5 )34P 0 .4 /(A D 4 )35P 0 .3 /(A D 3 )36P 0 .2 /(A D 2 )37P 0 .1 /(A D 1 )38P 0 .0 /(A D 0 )39V C C40A T 8 9 C 5 1 圖 AT89C51 引腳圖 P1 口： P1 口是一個(gè)內(nèi)部提供上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P1 口緩沖器能接收輸出 4TTL 門(mén)電流。 P2 口在 FLASH 編程和校驗(yàn)時(shí)接收高八位地址信號(hào)和控制信號(hào)。 （ 3） 振蕩器特性： XTAL1 和 XTAL2 分別為反向放大器的輸入和輸出。在閑置模式下， CPU 停止工作。如 所示的電路為輸出電壓為 +5V、輸出的電流 的穩(wěn)壓電源。其具有線路簡(jiǎn)單，體積小的特點(diǎn)。 3 VDD 可選擇的 VDD 引腳。 遼寧科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 19 頁(yè) 圖 溫度補(bǔ)償電路 超聲波發(fā)射和接收電路 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(gè)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(duì)于 HC 類型，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(hào)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 遼寧科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 21 頁(yè) 檢波 芯片 CX20216，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(lái)做接收電路。 接收的回波信號(hào)先經(jīng)過(guò)前置放大器和限幅放大器，將信號(hào)調(diào)整到合適的幅值；再經(jīng)過(guò)帶通濾波器濾波得到有用信號(hào)，濾除干擾信號(hào)；最后由峰值檢波器和整形電路輸出到鎖相環(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(dòng)大，易造 成誤動(dòng)作，推薦參數(shù)為 10μf。通過(guò)單片機(jī)的 2 2 228 四個(gè)管腳的信號(hào)控制四位三極管的 B 極，利用三極管的開(kāi)關(guān)特性，實(shí)現(xiàn)數(shù)碼管的點(diǎn)亮，從而實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)顯示。芯片內(nèi)有存儲(chǔ)管理系統(tǒng)來(lái)管理多段語(yǔ)音，這樣在獨(dú)立按鍵模式下也能進(jìn)行多段語(yǔ)音錄 放。如對(duì)任意存儲(chǔ)地址進(jìn)行錄放，對(duì)模擬通道配置寄存器（ APC）進(jìn)行讀寫(xiě) [11]。A. （ 3） 工作電流 IOP： 20mA. 本系統(tǒng)采用 SPI 控制模式，通過(guò)外接 1KΩ 電阻來(lái)設(shè)定芯片的采樣率為。軟件設(shè)計(jì)的總體結(jié)構(gòu)框圖如圖 所示 。要求通過(guò)設(shè)計(jì)能夠測(cè)出并顯示車(chē)與障礙物的距離，并能在距離小于 1m的時(shí)候根據(jù)設(shè)定值進(jìn)行聲光報(bào)警。當(dāng)收到超聲波反射波時(shí)，接收電路輸出端產(chǎn)生一個(gè)負(fù)跳變，在 INT0 或 INT1 端產(chǎn)生一個(gè)中斷請(qǐng)求信號(hào)，單片機(jī) 遼寧科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 28 頁(yè) 響應(yīng)外部中斷請(qǐng)求，執(zhí)行外部中斷服務(wù)子程序，讀取時(shí)間差，計(jì)算距離，由于精度要求較高，所以通過(guò)溫度補(bǔ)償?shù)姆椒ㄔ谲浖屑右孕Ｕ? 超聲波發(fā)送、接收中斷程序 超聲波發(fā)生子程序的作用是通過(guò) 端口發(fā)送 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 12μs左右，同時(shí)把計(jì)數(shù)器 T0 打開(kāi)進(jìn)行計(jì)時(shí)。本系統(tǒng)利用超聲波測(cè)距的原理檢測(cè)系統(tǒng)與障礙物之間的距離，并通過(guò)語(yǔ)音芯片進(jìn)行實(shí)時(shí)播報(bào)距離和 LED 顯示距離信息。 5 將各子程序綜合，完成系統(tǒng)的主程序流程設(shè)計(jì)。感謝身邊的每一個(gè)人，謝謝！ 遼寧科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 34 頁(yè) 參考文獻(xiàn) [1] 侯國(guó)章 ,賴一楠 ,田思慶 .測(cè)試與傳感技術(shù) .哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，2021 [2] 童詩(shī)白 ,華成英 .模擬電子技術(shù)基礎(chǔ) .北京：高等教育出版社， 2021 [3] 【日】松井邦彥，梁瑞林譯 .傳感器實(shí)用電路設(shè)計(jì)與制作 .北京：科學(xué)出版社，2021 [5] 楊欣 ,王玉鳳 ,劉湘黔 .電子設(shè)計(jì)從零開(kāi)始 .北京：清華大學(xué)出版社， 2021 [6] 蘇長(zhǎng)贊 .紅外線與超聲波遙控 [M].北京：人 民郵電出版社， ： 2635 [7] rotor S， ZHANG G X. Geometric Error Measurement and Compensation of Machines [M].Annals of the CIRP. 1995:599609 [8] 張謙琳 .超聲波檢測(cè)原理和方法 [M].北京：中國(guó)科技大學(xué)出版社， 1993： 1116 [9] 夏路易 ,石宗義 .電路原理圖與電路板設(shè)計(jì)教程 ：北京希望電子出版社， 2021 [10] 趙晶 電路設(shè)計(jì)與制版 — PROTEL99高級(jí)應(yīng)用 [M] 北京：人民郵電