【正文】 報(bào)警電路及數(shù)碼管顯示部件等，裝置將各部件有機(jī)地結(jié)合起來，實(shí)現(xiàn)超聲波測(cè)距及蜂鳴器報(bào)警提示的功能。這個(gè)設(shè)計(jì) 的汽車倒車?yán)走_(dá)要能夠連續(xù)測(cè)距，數(shù)據(jù)經(jīng)過單片機(jī)的處理后，用 4位數(shù)碼管顯示所測(cè)量得到的距離，并利用不同頻率使蜂鳴器發(fā)出不同的鳴叫聲進(jìn)行語(yǔ)音報(bào)警。其優(yōu)點(diǎn)是測(cè)量的距離遠(yuǎn)、速度快、測(cè)量精確度高、量程范圍大，缺點(diǎn)是對(duì)人體存在安全問題，而且制作的難度大成本也比較高 [3]。 結(jié)合各方面的因素考慮，依據(jù)設(shè)計(jì)的要求，查閱相關(guān)數(shù)據(jù)資料，選擇了超聲波測(cè)距傳感器 TR4016Q（其中 T 表示超聲波發(fā)射探頭， R 表示超聲波接收探頭），綜合考慮設(shè)計(jì)的要求出于簡(jiǎn)便角 度，選用了 HCSR04 超聲波集成模塊。 （ 2）單片機(jī)的某些增強(qiáng)的功能。 單片機(jī)的引腳功能圖如圖 所示。在訪問 8 位地址的外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)， P2 引腳上的內(nèi)容在此期間不會(huì)改變 [5]。 專業(yè)技能綜合實(shí)訓(xùn)報(bào)告 第 14 頁(yè) 共 37 頁(yè) 圖 單片機(jī)最小系統(tǒng)原理圖 超聲波發(fā)射和接收電路設(shè)計(jì) 超聲波是一種振動(dòng)頻率超過 20 kHz 的機(jī)械波，它可以沿直線方向傳播，而且傳播的方向性好，傳播的距離也較遠(yuǎn)，在介質(zhì)中傳播時(shí)遇到障礙物在入射到它的反射面上就會(huì)產(chǎn)生反射波 [6]。 圖 超聲波接收電路 HRSR04 超聲波集成模塊 HRSR04 超聲波集成模塊是將超聲 波發(fā)射探頭，超聲波接收探頭， CX20206A 芯片電路， 74LS04 芯片放大電路集成到的一起的一個(gè)超聲波集成模塊。 專業(yè)技能綜合實(shí)訓(xùn)報(bào)告 第 19 頁(yè) 共 37 頁(yè) 圖 顯示模塊連接電路圖 報(bào)警模塊設(shè)計(jì) 報(bào)警模塊通過單 片機(jī)給定不同頻率利用蜂鳴器發(fā)出不同聲音。 程序中對(duì)測(cè)距距離的計(jì)算方法是按 S=17N/1000=N(cm)進(jìn)行計(jì)算的，其中， N為計(jì)數(shù)器的值，聲速的值取為 340 m/s。 //等待低電平 TR0=0。 TRIG=1。 C 程序如下： /* 蜂鳴器 */ void DIDI() { if(S100) bibi=1。 專業(yè)技能綜合實(shí)訓(xùn)報(bào)告 第 29 頁(yè) 共 37 頁(yè) 6 結(jié)論及展望 這個(gè)汽車倒車防裝裝置的設(shè)計(jì)主要是基于 89S51單片機(jī)控制核心的，同時(shí)以超聲波測(cè)距為主的顯示報(bào)警系統(tǒng)。在設(shè)計(jì)的過程中，關(guān)于顯示部分也斟酌許久，動(dòng)態(tài)掃描顯示和靜態(tài)顯示的選擇不定，之后通過指導(dǎo) 老師的解答和查閱相關(guān)資料，最終確定了動(dòng)態(tài)掃描的方式來顯示。 sbit clk=P1^4。 else bibi=0。 } void display() { dis(0)。//取出定時(shí)器值高 8 位和低 8 位合并 S=S/58。 //等待低電平 TR0=0。 flue[3]=S%1000%100/10。 DelayUs2x(245)。 sbit ECHO = P1^1 。 設(shè)計(jì)的過程中，遇到的問題也是頗多。但是這種 干擾能夠通過別的方法進(jìn)行處理，比如軟件算法的方法去消除直達(dá)波的干擾 [14]。 //延時(shí)決定采樣速度 } } 專業(yè)技能綜合實(shí)訓(xùn)報(bào)告 第 26 頁(yè) 共 37 頁(yè) 報(bào)警模塊設(shè)計(jì) 主程序根據(jù)距離計(jì)算公式計(jì)算數(shù)據(jù)即距離結(jié)果的遠(yuǎn) 近，通過數(shù)碼管顯示，并且同時(shí)控制蜂鳴器的鳴叫的頻率。 C 程序如下： main() { TIM0init()。 //等待高電平 TR0=1。余波就是在發(fā)射超聲波時(shí)超聲波信號(hào)直接到達(dá)接受探頭的波信號(hào)，同時(shí)余波信號(hào)也是超聲波測(cè)量時(shí)存在測(cè)量盲區(qū)的最主要的原因 [7]。顯示模塊選用 4 位 液晶片 進(jìn)行動(dòng)態(tài)掃描，此掃描方式能完全達(dá)到顯示要求。 CX20206A 芯片電路本身就具有很高的抗干擾的能力，而且靈敏度也比較高，所以，能滿足本設(shè)計(jì)的要求。對(duì)于 80S51 單片機(jī)，由于片內(nèi) 已經(jīng)自帶 有 了 程序存儲(chǔ)器， 所以 只 要單片機(jī) 外接時(shí)鐘電路和復(fù)位電路就 可以 組成了 單片機(jī)的 最小系統(tǒng) 了 。 P2 口是一個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口，而且 P2 口具有驅(qū)動(dòng) 4 個(gè) LSTTL負(fù)載的能力 [5]。根據(jù)本系統(tǒng)設(shè)計(jì)的實(shí)際要求，選擇AT89S51 單片機(jī)做為本設(shè)計(jì)的單片機(jī)使用，它是由 ATMEL 公司生產(chǎn)的高性能、低功耗的 CMOS 8 位單片機(jī)。在一般的情況下來講，在選擇單片機(jī)時(shí)要需要考慮的幾個(gè)方面有 [5]： （ 1）單片機(jī)最基本性能參數(shù)指標(biāo)。在超聲波發(fā)射電路啟動(dòng)的同時(shí)單片機(jī)啟動(dòng)中斷定時(shí)器，利用其計(jì)數(shù)的功能記錄超聲波發(fā)射超聲波到接收到超聲波回波的時(shí)間。而本設(shè)計(jì)的核心是超聲波測(cè)距模塊，其他相關(guān)模塊都是在測(cè)距的基礎(chǔ)上拓展起來的，測(cè)距模塊是利用超聲波傳感器，之后選擇合適單片機(jī)芯片，以下就是從相關(guān)方面來論述的。本系統(tǒng)利用一片89S51單片機(jī)對(duì)超聲波信號(hào)循環(huán)不斷地進(jìn)行采集。 汽車防撞裝置這種汽車安全輔助裝置能大大減少汽車駕駛員在倒車的時(shí)候顧慮和對(duì)距離判斷的失誤，從而能夠避免倒車的安全問題的發(fā)生，故此裝置對(duì)于提高交通安全將起到重要的作用。 附錄 B 程序清單 ....................................................................................................................33 專業(yè)技能綜合實(shí)訓(xùn)報(bào)告 第 3 頁(yè) 共 37 頁(yè) １ 緒論 當(dāng)前社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展和工業(yè)科學(xué)技術(shù)的不斷提高，汽車已逐漸進(jìn)入不少百 姓家。 倒車?yán)走_(dá)系統(tǒng)的開始是以蜂鳴器報(bào)警為標(biāo)志的。 論文構(gòu)成主要由以下部分組成： 第 1章主要介紹了本課題的背景意義和相關(guān)技術(shù)在國(guó)內(nèi)外的研究現(xiàn)狀。 （ 2） 紅外線測(cè)距傳感器 專業(yè)技能綜合實(shí)訓(xùn)報(bào)告 第 7 頁(yè) 共 37 頁(yè) 紅外線測(cè)距傳感器 利用的就 是 紅外線信號(hào)在遇到障礙物其距離的不同則其反射的強(qiáng)度也不同，根據(jù)這個(gè)特點(diǎn)從而對(duì)障礙物的距 離的遠(yuǎn)近進(jìn)行測(cè)量的。此超聲波模塊的最大探測(cè)距離為 5 m，精度可以達(dá)到 cm，盲區(qū)為 2 cm，而且發(fā)射擴(kuò)散角不大于 15176。 （ 3）單片機(jī)的存儲(chǔ)介質(zhì)。 圖 51 單片機(jī)的引腳功能圖 單片機(jī)引腳功能 （ 1） 電源引腳 Vcc（ 40 腳）：正電源的引腳，工作電壓是 5 V。 P3 口也是一個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P3 口能驅(qū)動(dòng) 4 個(gè) LSTTL 負(fù)載，這 8 個(gè)引腳還用于專門的第二功能 [5]。由于超聲波的以上幾個(gè)特點(diǎn)，所以超聲波被廣泛地應(yīng)用于物體距離的測(cè)量、厚度等方面 [6]。 HRSR04 超聲波集成 模塊正面外觀如圖 所示， HRSR04 超聲波集成 模塊的背面外觀如圖 所示。報(bào)警模塊電路圖如圖 所示。 綜合以上的分析可得到系統(tǒng)主程序流程圖，系統(tǒng)主程序的流程圖如圖 所示。 S=TH0*256+TL0。 //觸發(fā)信號(hào)是高電平脈沖，寬度大于 10us DelayUs2x(10)。 else bibi=0。通過對(duì)理論和實(shí)際情況的分析，本設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)方案是基本可行。還有一個(gè)最關(guān)鍵的問題就是關(guān)于超聲波探頭模塊的選擇，之前設(shè)計(jì)的是超聲波發(fā)射電路和接收電路是分開各自獨(dú)立的，但在裝配完調(diào)試發(fā)現(xiàn)調(diào)試難度有點(diǎn)大，后來在老師的指導(dǎo)下，改用了超聲波集成模塊，集成模塊把超聲波發(fā)射和接收電路集成在一起，而且能大大減少相互之間的干擾，在裝配完很容易就調(diào)試出來了。 sbit SH_CP=P1^5。 } /* 595 顯示 */ void dis(uchar num) { uchar i。 dis(table[flue[1]])。 //為什么除以 58 等于厘米， Y 米 =（ X 秒 *344） /2 // X 秒 =（ 2*Y 米） /344 X 秒 =*Y 米 厘米 =微秒 /58 TH0=0。 while(ECHO)。 flue[2]=S%1000/100。 } void DelayMs(unsigned char t) { while(t) { DelayUs2x(245)。 專業(yè)技能綜合實(shí)訓(xùn)報(bào)告 第 32 頁(yè) 共 37 頁(yè) 參 考 文 獻(xiàn) [1] 鞠永勝 . 基于嵌入式系統(tǒng)汽車倒車?yán)走_(dá)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) [D]. 山東：山東大學(xué)，2020. [2] 張國(guó)熊 . 測(cè)控電路 [M]. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 2020. [3] 閻石 . 數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ) [M]. 北京：高等教育出版社， 2020. [4] 侯媛彬等 . 凌陽(yáng)單片機(jī)原理及其畢業(yè)設(shè)計(jì)精選 [M]. 科學(xué)出版社， 2020. [5] 李建忠 . 單片機(jī)原理及應(yīng)用 [M]. 西安：西安電子科技大學(xué)出版社， 2020. [6] 霍孟友等 . 單片機(jī)原理與應(yīng)用 [M]. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 2020. [7] 劉洪恩 . 汽車倒車防撞超聲波雷達(dá)的設(shè)計(jì) [J]. 儀表技術(shù)， 2020， 15（ 04）：55～ 60. [8] 李朝青 . 單片機(jī)原理及接口技術(shù) [M]. 北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2020. [9] 高海生，楊文煥 . 單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)大全 [M]. 成都：西南交通大學(xué)出版社，1996. [10] 張友德，趙志英，涂時(shí)亮 . 單片機(jī)微型機(jī)原理、應(yīng)用與實(shí)驗(yàn) [M]. 上海：復(fù)旦大學(xué)出版社， 1992. [11] 陸冬妹 . 基于溫度補(bǔ)償?shù)某暡ǖ管嚋y(cè)距系統(tǒng)的設(shè)計(jì) [J]. 齊齊哈爾大學(xué)學(xué)報(bào)， 2020， 27（ 2） . 專業(yè)技能綜合實(shí)訓(xùn)報(bào)告 第 33 頁(yè) 共 37 頁(yè) [12] 劉典文等 . 基于單片機(jī) STC89C51 設(shè)計(jì)的超聲波測(cè)距儀 [J]. 中國(guó)新技術(shù)信產(chǎn)品， 2020， 8： 16～ 17. [13] Vizimuller. RF design guidesystems, circuits, and equations [M]. Boston： Artech House， 1995. [14] Keil Software. 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