【正文】 TH0=0。 delay(5)。 for(。 send_isd4004(0x30)。//發(fā)送放音地址的高 8 位 send_isd4004(0xe0)。 flag2=1。//片選 (SS) 此端為低 ,即向該 ISD4004 芯片發(fā)送指令，兩條指令之間為高電平 sbit isd4004_int=P2^3。 此外，在程序指令運(yùn)行過程中需要占用一定的時(shí)間以及環(huán)境中的干擾因素等都會引起測量誤差。編譯調(diào)試成功后可將程序下載到 Proteus 中硬件電路中的單片機(jī)調(diào)試運(yùn)行。 TH0=0。 （ 3）語音報(bào)警程序 模塊，包括 ISD4004錄音子程 序、放音子程序以及停止子程序等部分組成。單片機(jī)的 口接 ISD4004 的片選引腳/SS，控制 ISD4004 是否選通； 接 ISD4004 的串行輸入引腳 MOSI，從該引腳讀入錄放音的地址； 接 ISD4004 的溢出中斷 INT； 接 ISD4004 的串行 時(shí)鐘引腳 超聲波倒車?yán)走_(dá)系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 14 SLCK。 (9) 串行時(shí) 鐘 (SCLK)：該引腳為 ISD4004語音芯片的串行時(shí)鐘輸入端，由主控制器產(chǎn)生串行時(shí)鐘，用于同步控制 MOSI和 MISO的數(shù)據(jù)輸入 /輸出。 具體接口如 圖 9所示 ，其 714管腳分別與單片機(jī)的 ， RS、 RW、 EN分別為寄存器選擇、讀寫信號選擇和使能端。 引腳 3－ C2 連接檢波電容，檢波方式為平均值檢波。超聲波換能器內(nèi)部有兩個壓電晶片和一個換能板。為了保證應(yīng)用系統(tǒng)可靠的復(fù)位，在設(shè)計(jì)復(fù)位電路時(shí)，通常使 RET 保持高電平，則單片機(jī)就循環(huán)復(fù)位。 單片機(jī)主控系統(tǒng)電路設(shè)計(jì) 單片機(jī) 選擇 AT89C51 是一種帶 4K 字節(jié) FLASH 存儲器的低電壓、高性能 CMOS 8 位微處理器 。這種振動在介質(zhì)中的傳播，便會產(chǎn)生超聲波。對于接收到的回波，超聲波在空氣介質(zhì)的傳播過程中會有很大的衰減，其衰減遵循指數(shù)規(guī)律，超聲波頻率越高，衰減越快，但頻率的增高有利于提高超聲波的指向性。通過單片機(jī)可得到超聲波信號往返所需要的時(shí)間，再結(jié)合當(dāng)?shù)芈曀偌纯汕蟮密圀w與障礙物之間的距離。 該系統(tǒng)用一個內(nèi)后視鏡和兩個外后視鏡采集汽車周圍的景象，三個景象合成一個全景圖像在中控臺的視屏上顯示出來，還用文字說明來傳達(dá)信息。 [關(guān)鍵詞 ]倒車?yán)走_(dá)；單片機(jī)控制；超聲波測距；語音報(bào)警 Design of Ultrasonic Reversing Radar System Electrical Engineering and Automation Specialty SUI Feng Abstract:Based on the ultrasonic distance measurement principle,this text put forward a design scheme of car reversing radar system based on ultrasonic distance measurement. Ultrasonic sensor sends a pulse signal when it is working,and the ultrasonic receiving decive send the reflected signal by the obstacle to the MCU,this system could achieve Realtime monitoring of the Obstacle distance when reversing and prompt the driver by voice overall design of ultrasonic reversing radar system based on the AT89C51 single chip as main controller was detailed introduced,include Ultrasonic transmitting and receiving part,MCU processing part,display by LCD, Voice Alarm part and its programming in the software. Keywords:Reversing radar。超聲波倒車?yán)走_(dá)系統(tǒng)一般由超聲波傳感器、控制器和報(bào)警裝置等部分組成。在今后的發(fā)展中，我們依然可以將倒車?yán)走_(dá)、車載導(dǎo)航，車載音頻等系統(tǒng)集成在一起，組成一個更為廣泛的集成化系統(tǒng)。 超聲波倒車?yán)走_(dá)系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 3 障礙物超 聲 波 接收 傳 感 器超 聲 波 發(fā)射 傳 感 器發(fā) 射 電 路接 收 電 路A T 8 9 C 5 1 單片 機(jī)電 源 電 路L C D 顯 示 電 路報(bào) 警 電 路 圖 1 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)框圖 超聲波測距理論分析 超聲波測距原理 一般來說，頻率在 20Hz20KHz 之間能為人耳所聽到的機(jī)械波稱為聲波；頻率低于20Hz 的機(jī)械波稱為次聲波；高于 20KHz 的機(jī)械波稱為超聲波；而高于 100MHz 的機(jī)械波則稱之為特超聲波。 在實(shí)際生產(chǎn)應(yīng)用中，提高精度的關(guān)鍵在于準(zhǔn)確得到當(dāng)?shù)氐臏囟葦?shù)據(jù)。當(dāng)然更多的超聲波傳感器是固定地安裝在不同的裝置上， “ 悄無聲息 ” 地探測人們所需要的信號。充分利用他的片內(nèi)資源，即可 在較少外圍電路的情況下構(gòu)成功能完善的超聲波測距系統(tǒng)。首先利用軟件編程的方法在單片機(jī)的一個接口產(chǎn)生頻率為 40KHz的方波信號，然后在經(jīng)過超聲波的發(fā)射電路產(chǎn)生超聲波 [6]。 CX20216A 是 CX20216 的改進(jìn)型，二者之間的主要差別在于電參數(shù)略有不同，CX20216A 多用于超聲波測試。 CX20216A接收超聲波有很高的靈敏度和抗干擾能力，可以滿足接收電路的要求。 (3) 同相模擬輸入端 (ANA IN+)： 錄音信號的同相輸入端，輸入放大器可用單端或差分電路驅(qū)動的方式。該信號保持高電平的時(shí)間為 175ms，低電平時(shí)間為 25ms。 4 系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì) 倒車?yán)走_(dá)系統(tǒng)各項(xiàng)功能的實(shí)現(xiàn)，離不開軟件的支持，本章主要介紹在系統(tǒng) 硬件設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上的系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)。 超聲波發(fā)送和接收程序 超聲波發(fā)射子程序的作用是通過 （頻率約 40kHz的方波），脈沖寬度為 12μs左右，同時(shí)把定時(shí)器 T0打開進(jìn)行計(jì)時(shí)。 發(fā) 送 P O W E R U P 命 令延 時(shí) 2 5 m s以 上發(fā) 送 帶 地 址 的 S E TP L A Y 命 令 和 發(fā) 送P L A Y 命 令發(fā) 送 S T O P 命 令 或 者 等待 O V F 、 E O M 自 動 停止延 時(shí) 一 段 時(shí) 間結(jié) 束開 始 發(fā)送POWER U命令延時(shí)25ms以上發(fā)送POWER U命令延時(shí)兩個25ms以上發(fā)送帶地址的SETRC命令和命令發(fā)送STOP命令延時(shí)一段間結(jié)束開始 圖 14 錄音操作流程圖 圖 15 放音操作流程 超聲波倒車?yán)走_(dá)系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 18 語音報(bào)警主程序設(shè)計(jì) 本系統(tǒng)采用分段語音報(bào)警來提示駕駛員。 （ 2） 超聲波回波時(shí)間測定的影響。 超聲波倒車?yán)走_(dá)系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 22 參考文獻(xiàn) [1] 馮若 .超聲手冊 [M].南京 :南京大學(xué)出版社 ,:2034 [2] 林書玉 .超聲換能器的原理及設(shè)計(jì) [M].北京 :北京科學(xué)出版社 ,:4970 [3] 莫品光 ,劉艷紅 .基于超聲波的倒車防撞報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì) [J].技術(shù)與應(yīng)用 ,:1416 [4] 陳濤 .單片機(jī)應(yīng)用及 C51程序設(shè)計(jì) [M].北京 :機(jī)械工業(yè)出版社 ,:830 [5] 韓博起 .車載倒車?yán)走_(dá)系統(tǒng)的研究 [D].哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大 學(xué) ,2021： 120 [6] 陳連坤 .單片機(jī)原理及接口技術(shù)（ C 語言版） [M].北京 :清華大學(xué)出版社 ,北京交通大學(xué)出版社 ,:124128 [7] 張涵 .AT89S51單片機(jī)在汽車倒車?yán)走_(dá)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用 [J].工程技術(shù) ,:363365 [8] 宋永東 ,周美麗 .高精度超聲波測距系統(tǒng)設(shè)計(jì) [J].現(xiàn)代電子技 術(shù) ,2021,31(15):137139 [9] Y//向 ISD4004 發(fā)送 0X10,使 ISD4004 發(fā)送數(shù) void isd4004_powerup()。 flag1=1。 isd4004_cs=1。 0x01)==1) { isd4004_mosi=1。 } if(S==200) { addr=0xa1。 //設(shè)置為下降沿中斷方式 while(1) { HC05_Init()。 在此我 同時(shí)還 要感謝我的室友， 感謝 他們對我的畢業(yè)設(shè)計(jì)及幾年的學(xué)習(xí)生活的幫助。 TL1=0Xf3。 if(S200) { addr=0xa0。i++) { 超聲波倒車?yán)走_(dá)系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 27 isd4004_sclk=0。 } void isd4004_powerup() { isd4004_cs=0。 } } } else { if(flag1==0) { isd4004_stopmode()。//向 ISD4004 發(fā)送數(shù)據(jù) void isd4004_stopmode()。 （ 3） 如何減小測距盲區(qū)。對于測距而言，引起超聲波傳播速度變化的主要原因是溫度的變化。 單片機(jī)向 ISD4004 發(fā)送放音指令后， ISD4004 就從指定的內(nèi)部存儲器里讀出數(shù)據(jù)并通過 ANA OUT 引腳輸出語音數(shù)據(jù)。在實(shí)驗(yàn)室情況下可認(rèn)為聲速是基本不變的，如果測距精 度要求很高，則應(yīng)通過溫度補(bǔ)償?shù)姆椒右孕Ｕ?。?dāng)?shù)管嚲嚯x大于 2 米時(shí)，語音提示為 “請放心倒車 ”；當(dāng)?shù)管嚲嚯x為 2 米時(shí)，語音提示為 “2 米， 2 米 ”；當(dāng)?shù)管嚲嚯x為 1 米時(shí)，語音提示為 “1 米， 1 米 ”；當(dāng)?shù)管嚲嚯x小于等于 米時(shí)，語音提示為 “危險(xiǎn)，緊急停車 ”。 EOM 標(biāo)志只在放音中檢測到內(nèi)部的 EOM 標(biāo)志時(shí) ， 此狀態(tài)位才置 1。 圖 10 ISD4004語音芯片的引腳排列 超聲波倒車?yán)走_(dá)系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 13 ISD4004各 引腳功能如下： (1) 電 源 (VCCA， VCCD)： VCCA和 VCCD接 源。 超聲波接收電路如 圖 8所示，采用 CX20216A集成電路作為接收電路的核心，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出到鎖相環(huán)路，實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確的計(jì)時(shí)。 CX20216A 芯片采用 8 腳單列直插式塑料超小型封裝， +5v 供 電， 內(nèi)部含可前置放大、自動偏置、限幅放大、帶通濾 波、峰值檢波、積分比較及施密特整形輸出等電路 。時(shí)鐘電路如圖 6 所示 。 掉電方式：保存 RAM 的內(nèi)容，振蕩器停振，禁止芯片所有的其他功能直到下一次硬件復(fù)位。在工業(yè)方面，超聲波的典型應(yīng)用是對 金屬的無損探傷和超聲波測厚兩種。即在超聲波的傳播速度是準(zhǔn)確的前提下，測量距離的傳播時(shí)間差值精度只要在達(dá)到微秒級，就能保證測距誤差小于 1mm 的誤差。 系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)系統(tǒng)應(yīng)用軟件由 C 語言編寫，程序采用模塊化設(shè)計(jì)思想，可對各子程序分別進(jìn)行設(shè)計(jì)和調(diào)試，然后將調(diào)試好的子程序塊鏈接起來進(jìn)行統(tǒng)調(diào)。 在日新月異的科學(xué)技術(shù)發(fā)展的背景下，倒車?yán)走_(dá)系統(tǒng)也會隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)等的發(fā)展而不斷創(chuàng)新，向著智能化、可視化、集成化的方向發(fā)展，逐漸將各個功能集中在一起，實(shí)現(xiàn)了一套硬件設(shè)備可以完成多項(xiàng)功能。由此，專為汽車倒車泊位設(shè)置的倒車?yán)走_(dá)應(yīng)運(yùn)而生。 ultrasonic distance measurement。 我國倒車?yán)走_(dá)從 2021年開始起步，從最初只是奔馳、寶馬等高檔車的專利，發(fā)展到現(xiàn)在成為許多轎車的標(biāo)準(zhǔn)配置。 2 系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)方案及理論基礎(chǔ) 總體設(shè)計(jì)方案 本設(shè)計(jì)的應(yīng)用背景是基 于 AT89C51 的超聲信號檢測的。 (2)當(dāng)?shù)芈曀賹y量精度的影響分析 超聲波倒車?yán)走_(dá)系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 4 當(dāng)?shù)芈曀賹Τ暡y距測量精度的影響也比較大。 圖 2 超聲波傳感器結(jié)構(gòu)示意圖 超聲波倒車?yán)走_(dá)系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 5 圖 2為超聲波傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)由壓電陶瓷晶片、錐形輻射喇叭、底座、引線、金屬殼及金屬網(wǎng)構(gòu) 成，其中，壓電陶瓷晶片是傳感器的核心，錐形輻射喇叭使發(fā)射和接收超聲波能量集中，并使傳感器有一定的指向角，金屬殼可防止外界力量對壓電陶瓷晶片及錐形輻射喇叭的損壞。 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