【正文】 另外，目前倒車?yán)走_(dá)報(bào)警后，是采取駕駛員制動的方法，而非自動剎車，也是怕誤報(bào)警后的自動剎車帶來負(fù)面影響，因此下一步的工作會放在怎樣通過收集不同的探測信號建立信息庫，來正確判斷雷達(dá)所探測到的不同情況，以作出盡可能正確的反應(yīng)，最大限度避免誤報(bào)警的負(fù)面影響。SIMULINK包含多個(gè)子模型庫，每個(gè)子模型庫中又有多個(gè)功能模塊。建立el，e2及θ的隸屬度函數(shù)，選用三角形(trimf隸屬度函數(shù)，并在Rules Edito窗口中輸入25條隸屬度函數(shù))。計(jì)算機(jī)仿真試驗(yàn)對實(shí)際控制有重要指導(dǎo)意義?！岸嘀C”指矩形波中除了基波成分外，還含有豐富的高次諧波成分。電容器C3是為了濾除電阻R2上取樣電壓的波紋而設(shè)的旁路電容。集成穩(wěn)壓器由于使用方便、體積小、成本低、性能優(yōu)良、一致性好等優(yōu)點(diǎn)而在各種電子設(shè)備中得到了非常廣泛的應(yīng)用。若采用多收發(fā)器同步發(fā)射接收的工作方式，就存在收發(fā)器間信號串?dāng)_的問題。串行接口電路的種類和型號很多。它無需任何外圍硬件即可方便地進(jìn)行溫度測量，與單片機(jī)交換信息僅需要一根IO線。(2)比較電路的設(shè)計(jì)比較電路的目的：將放大電路放大、濾波得到的40KHZ頻率信號整形成能為單片機(jī)的INT0口辨識的脈沖信號，也就是將正弦波整形成方波。在非門輸出的兩端直接接上一個(gè)電容是為了防止直流直接加載在超聲波發(fā)射器上而導(dǎo)致其損壞。振蕩電路的目的是為超聲波傳感器提供40KHz脈沖。本章首先根據(jù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求，介紹了系統(tǒng)構(gòu)建，然后詳細(xì)闡述了系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì)，對系統(tǒng)的三個(gè)模塊：測距系統(tǒng)、控制系統(tǒng)和顯示報(bào)警系統(tǒng)分別方案設(shè)計(jì)，確定了本系統(tǒng)以AT89S52單片機(jī)系統(tǒng)為核心，以UCMT40KI、UCMR40KI為超聲波發(fā)射、接收器的汽車倒車?yán)走_(dá)預(yù)警系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì)并分析影響超聲波傳感器工作的多種因素。超聲波傳感器發(fā)射超聲波有一定的角度范圍，下圖為常用超聲波傳感器的探測角度：影響超聲波探測的因素以上陰影區(qū)只是超聲波傳感器發(fā)射超聲波的覆蓋區(qū)，而覆蓋區(qū)內(nèi)的障礙物是否能被探測到，則與以下因素有關(guān)：1．從物理學(xué)的反射原理可知：超聲波的反射規(guī)律為反射角等于入射角，因此，反射波是否能被超聲波傳感器捕捉，與反射面的角度有關(guān)。假設(shè)微處理器的周期為t，則T=Nt，則探測距離可由公式(12)表示：L=CT2=CNt2 （12）因?yàn)槌暡ㄖ赶蛐詮?qiáng)，所以超聲波對障礙物面的入射角對超聲波電子倒車?yán)走_(dá)的靈敏度影響較大。當(dāng)電壓作用于壓電陶瓷時(shí)，就會隨電壓和頻率的變化產(chǎn)生機(jī)械變形。完成這種功能的裝置就是超聲波傳感器，習(xí)慣上稱為超聲換能器，或者超聲探頭。(3)顯示報(bào)警系統(tǒng)模塊：顯示最小距離及報(bào)警以提醒駕駛員。第2章系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)。 第四代：液晶熒屏動態(tài)顯示。在幾年的時(shí)間里，隨著技術(shù)發(fā)展和用戶需求的變化，倒車?yán)走_(dá)經(jīng)過了大致六代的發(fā)展?！毕嘈乓话愕能囍髟谕＼噲霾次粫r(shí)，都會遇到車輛保管員的“熱情招呼”。摘 要采用超聲波測距原理，駕駛者在倒車時(shí)，將汽車的擋位推到R擋，啟動倒車?yán)走_(dá)，在控制器的控制下，由裝置于車尾保險(xiǎn)扛上的探頭發(fā)送超聲波，遇到障礙物，產(chǎn)生回波信號，傳感器接收到回波信號后經(jīng)控制器進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，從而計(jì)算出車體與障礙物之間的距離，判斷出障礙物的位置，再由LED顯示器和蜂鳴器聲發(fā)出警示信號，從而使駕駛者倒車時(shí)不至于撞上障礙物。車技純熟的倒也與人工提示配合默契；車技一般、方向感較差的，就經(jīng)常使負(fù)責(zé)指揮的那位人士高度緊張，脾氣急躁的還少不了擠兌車主幾句。 第一代：倒車時(shí)通過喇叭提醒。這一代產(chǎn)品有一個(gè)質(zhì)的飛躍，特別是屏幕顯示開始出現(xiàn)動態(tài)顯示系統(tǒng)。首先介紹課題的設(shè)計(jì)要求，詳細(xì)介紹系統(tǒng)測距模塊、控制模塊和顯示報(bào)警模塊的方案設(shè)計(jì)，然后提出本系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì)并分析影響超聲波傳感器工作的多種因素。除此之外，系統(tǒng)探測范圍及傳感器的布點(diǎn)對倒車也有很大的影響，如果系統(tǒng)探測范圍及傳感器的布點(diǎn)設(shè)置不當(dāng)，那么就容易出現(xiàn)盲區(qū)，對汽車周圍的障礙物探測不出，容易出現(xiàn)倒車事故。 超聲波探頭主要由壓電晶片組成，既可以發(fā)射超聲波，也可以接收超聲波。另一方面，當(dāng)振動壓電陶瓷時(shí)，則會產(chǎn)生一個(gè)電荷。理想的情況是讓超聲波垂直于入射面，可最大限度地接收反射回波以避免可能使超聲波電子倒車?yán)走_(dá)失靈（進(jìn)入超聲測距盲區(qū)）的情況出現(xiàn)。2．反射面的大小不同，也會影響反射波的強(qiáng)度。3 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)本章講述倒車?yán)走_(dá)系統(tǒng)的各個(gè)模塊的設(shè)計(jì)和主要元器件的介紹。用555定時(shí)器組成的多諧振蕩器如圖所示。其電路圖如圖34所示：測距系統(tǒng)所用的超聲波探頭UCMT40KI在頻率40KHz，幅值9V(可調(diào))的電壓驅(qū)動下，各種性能達(dá)到最佳，所以通過單片機(jī)AT89S52的P1．0管腳輸出脈沖信號給振蕩電路。采用集成電壓比較器LM393來實(shí)現(xiàn)這一功能，LM393的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖：圖37 LM393的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖在本文中只用一組比較器，另一組比較器的三個(gè)管腳必須接地，V接9V電壓，GND接地。DS18B20的供電方式有兩種：寄生供電和外部電源。能夠完成異步通信的硬件電路稱為UART，即通用異步接收器發(fā)送器；能夠完成同步通信的硬件電路稱為USRT；既能夠完成異步又能同步通信的硬件電路稱為USART。如收發(fā)器的發(fā)射信號通過側(cè)面空間直接被收發(fā)器2接收，并被誤作為回波信號，產(chǎn)生錯(cuò)誤測距。常用的集成穩(wěn)壓器件包括三端式固定穩(wěn)壓集成電路器件78XX和79XX系列和輸出可調(diào)的集成穩(wěn)壓電源電路LM319和LM317等。電阻R1和R2是取樣電阻，調(diào)節(jié)電阻R2的阻值可以改變穩(wěn)壓電路的輸出直流電壓。多諧振蕩器沒有穩(wěn)態(tài)，只有兩個(gè)暫穩(wěn)態(tài)。MATLAB的模糊邏輯工具箱及S1MULINK有如下特點(diǎn)：(1)可靈活的設(shè)計(jì)出模糊控制器。輸入量e1，e2的隸屬度曲線分別見圖4圖44。利用鼠標(biāo)可直觀地“畫”出系統(tǒng)模型，然后直接進(jìn)行仿真。隨著中國經(jīng)濟(jì)的持續(xù)增長和汽車價(jià)格的持續(xù)下降，越來越多的家庭擁有的汽車。不過目前市場上大多數(shù)倒車?yán)走_(dá)都或多或少存在誤報(bào)警和不報(bào)警的情況，也就是倒車?yán)走_(dá)的穩(wěn)定性問題，這是倒車?yán)走_(dá)最關(guān)鍵的性能，探測雷達(dá)所用的超聲波技術(shù)是一種模擬技術(shù)，性能不穩(wěn)定的雷達(dá)會出現(xiàn)亂跳的現(xiàn)象。 SIMULINK仿真及參數(shù)的調(diào)整MATLAB提供的SIMULINK是一個(gè)用來對動態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行建模、仿真和分析的軟件包，它支持連續(xù)、離散及兩者混合的線性和非線性系統(tǒng)。在MATLAB中鍵入命令FUZZY，進(jìn)入模糊邏輯編輯窗口FIS Editor如圖42所示。MATLAB的另一大特色就是具有豐富的工具箱，工具箱和具有矩陣數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)編程的特色使其成為一個(gè)功能強(qiáng)大的工具。多諧振蕩器是一種能產(chǎn)生矩形波的自激振蕩器，也稱矩形波發(fā)生器。圖中，電容器CC2和C4的作用與固定三端穩(wěn)壓器應(yīng)用電路中相同，C4還有防止自激的作用?，F(xiàn)在隨著功率集成技術(shù)的不斷發(fā)展，人們已經(jīng)可以把直流穩(wěn)壓電源電路中的電源調(diào)整管、比較放大電路、基準(zhǔn)電壓電路、取樣電路、過壓過流保護(hù)電路等集成在一片芯片上制成集成穩(wěn)壓器。本系統(tǒng)中設(shè)計(jì)的發(fā)射和接收電路各有4路，連接4個(gè)收發(fā)一體的超聲波探頭。按照串行數(shù)據(jù)的時(shí)鐘控制方式,串行通信可分為同步通信和異步通信兩類。它體積小、功耗低、抗干擾能力強(qiáng)、易與微處理器連結(jié)。由二極管和電容組成的檢波網(wǎng)絡(luò)的主要功能是通過二階帶通濾波網(wǎng)絡(luò)，檢測到系統(tǒng)所需要的40KHZ頻率信號。要求6個(gè)非門都來自同一個(gè)芯片上，以保證信號的上升沿和下降沿的同步。要求蕩電路振蕩頻率可調(diào)，同時(shí)具有一定的驅(qū)動能力可以驅(qū)動超聲波傳感器發(fā)出超聲波?？紤]到汽車的形體、行駛的需求和程序控制的輸入輸出點(diǎn)數(shù)，按設(shè)計(jì)要求，本系統(tǒng)在汽車尾部安裝多個(gè)超聲波傳感器，根據(jù)一般要求裝4—6個(gè)較合適，本系統(tǒng)設(shè)計(jì)成4個(gè)測量通道，具體安裝在汽車兩側(cè)中后部各安裝一個(gè)傳感器，尾部安裝兩個(gè)傳感器，4個(gè)距離值由單片機(jī)進(jìn)行處理運(yùn)算。報(bào)警裝置采用的是有源蜂嗚器，根據(jù)距離遠(yuǎn)近進(jìn)行報(bào)警，以提示駕駛員。采用微處理器脈沖計(jì)數(shù)的方法，可以精確地測出T的值。機(jī)電耦合系數(shù)大，靈敏度高；反之，靈敏度低。因此超聲波檢測廣泛應(yīng)用在工業(yè)、國防、生物醫(yī)學(xué)等方面以超聲波作為檢測手段，必須產(chǎn)生超聲波和接收超聲波。(2)控制系統(tǒng)模塊：本系統(tǒng)以單片機(jī)為控制核心，控制整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行，對各個(gè)接口電路進(jìn)行控制，發(fā)射脈沖，檢測到回波后，進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，測出從超聲波發(fā)射到接收回波信號的時(shí)刻差，從而測出距離。包括倒車?yán)走_(dá)的意義和發(fā)展過程。 第三代產(chǎn)品把數(shù)碼和波段組合在一起，但比較實(shí)用，但安裝在車內(nèi)不太美觀。倒車?yán)走_(dá)一般采用超聲波測距原理，在控制器的控制下，由傳感器發(fā)射超聲波信號，當(dāng)遇到障礙物時(shí)，產(chǎn)生回波信號，傳感器接收到回波信號后經(jīng)控制器進(jìn)行數(shù)據(jù)處理、判斷出障礙物的位置，由顯示器顯示距離并發(fā)出其他警示信號，得到及時(shí)警示，從而使駕駛者倒車時(shí)做到心中有數(shù)，使倒車變得更輕松?！巴蟮挂稽c(diǎn)，再往后，打方向盤，打多了，回一點(diǎn)再倒，好，停。整個(gè)過程，駕駛者無須回頭便可知車后的情況，使停車和倒車更容易，更安全?？墒?，并不是所有車主都有幸得到人工倒車指引，比如，有時(shí)回家晚了，一個(gè)人慢慢倒車，不小心還真容易磕磕碰碰，更有甚者，倒車時(shí)沒注意到車后有個(gè)小孩老人什么的，后果就會比較嚴(yán)重?！暗管囌堊⒁狻毕氡夭簧偃诉€記得這種聲音，這就是倒車?yán)走_(dá)的第一代產(chǎn)品，現(xiàn)在只有小部分商用車還在使用。不用掛倒檔，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。第3章系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)。而且在有的環(huán)境下，易造成無法偵測及偵測不良之情況。小功率超聲探頭多用作探測作用。利用這一原理，當(dāng)給由兩片壓電陶瓷或一片壓電陶瓷和一個(gè)金屬片構(gòu)成的振動器，所謂叫雙壓電晶片元件，施加一個(gè)電信號時(shí)，就會因彎曲振動發(fā)射出超聲波。圖 23是超聲波測距的原理圖。3．另外，障礙物會吸收掉一部分超聲波，反射回去的只是其中一部分，而吸收多少，反射又是多少，則與障礙物的材質(zhì)和表面處理相關(guān)。包括測距系統(tǒng)設(shè)計(jì)(超聲波發(fā)送接收系統(tǒng))、單片機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)和顯示報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)。接通電源后，電容C被充電，當(dāng)V上升到2V3時(shí)，使V為低電平，同時(shí)放電三極管T導(dǎo)通。由振蕩電路發(fā)出40KHz的脈沖信號給驅(qū)動電路。由LM393構(gòu)成的比較電路如圖所示：圖38 LM393構(gòu)成比較電路如圖所示，放大后的信號由LM393第2腳進(jìn)入，由于R2電阻可調(diào)，即根據(jù)輸入的信號可以調(diào)節(jié)滯回電壓。寄生供電就是從DQ數(shù)據(jù)獲取電源，采用這種方式供電時(shí)，需要V接地，這種供電方式可能使得DQ線沒有足夠的驅(qū)動能力，因此本文使用的是第二種供電方式，即將V直接接外部電源（3～）。從本質(zhì)上說，所有的串行接口電路都是以并行數(shù)據(jù)形式與CPU接口，以串行數(shù)據(jù)形式與外部邏輯接口。因此，系統(tǒng)采用了時(shí)分復(fù)用的工作方式，即讓每一收發(fā)器分時(shí)工作，每次單獨(dú)完成一個(gè)測距周期。用7879系列三端穩(wěn)壓器來組成穩(wěn)壓電源所需的外圍元件極少，電路內(nèi)部還有過流、過熱及調(diào)整管的保護(hù)電路，使用起來可靠、方便，而且價(jià)格便宜。晶體二極管D5和D6用來在電路輸入端或輸出端短路時(shí)保護(hù)集成穩(wěn)壓器。在工作時(shí)，電路的狀態(tài)在這兩個(gè)暫穩(wěn)態(tài)之間自動地交替變換，由此產(chǎn)生矩形波脈沖信號，常用作脈沖信號源及時(shí)序電路中的時(shí)鐘信號。