【正文】 頭） ，綜合考慮設(shè)計的要求出于簡便角度，選用了 HCSR04 超聲波集成模塊 。 封裝的形式多種多樣， 例 如 ： 雙列直插 封裝 、 PLCC 封裝及表面貼附等。單片機 使用 的工作方式是 自激振蕩 的 方式， XTAL1 和 XTAL2 外接 的是12 MHz 的 石英晶振，使內(nèi)部振蕩器按照石英晶振的頻率 頻率進行 振蕩， 從而 就 可以產(chǎn)生時鐘信號 。 P3 口的 第二 功能， 如表 所示 [5]。首先由 超聲波 發(fā)射 探頭 向 倒車的方向發(fā)射超聲波并同時啟動定時器計時，超聲波在空氣中 傳播 的途中一旦遇到障礙物后就 會 被反射回來，當接收探頭 收到反射波后 就會 給負脈沖到單片機使其 立刻停止計 時 []。 可以 減少了很大部分可能存在的角度干擾問題。 圖 顯示模塊 連接 電路圖 報警模塊設(shè)計 報警 模 塊通 過單片機給定不同頻率 利用 蜂鳴器發(fā)出不同聲音。 程序中對測距 距離的計算 方法是按 S=17N/1000=N(cm)進行計算 的 ，其中， N為計數(shù)器的值，聲速 的值 取為 340 m/s。//發(fā)射啟動脈沖 TR1=1。 TL1=0。 P1=WeiMa[2]。 delay(10)。 delay(10)。 因為 超 聲波測距所能測的距離的大小與傳感器的驅(qū)動功率、測量方法有很大關(guān)系，而 從 理論上 來 講， 本設(shè)計 系統(tǒng) 采用的超聲波模塊測距時 存在的盲區(qū) 大 約為 2 cm 左右 ， 而 且 本設(shè)計理論上 的 測量距離范圍為 2 cm～ 5 m，測量的 誤差比較 小 ， 測量 顯示值 穩(wěn)定，可以 精確到 cm， 能 滿足設(shè)計要求。 （ 3） 本設(shè)計中 并 沒有溫度補償 模塊， 主要是 本設(shè)計做為倒車雷達使用對精確的距離要求不高主要是 起到警報 的 作用，所以沒有采用溫度補償 模塊進行設(shè)計 。本系統(tǒng)在測距移動的過程，穩(wěn)定性不高， 移動的速度過快誤差也比較大。 //產(chǎn)生脈沖引腳 sbit Echo=P3^2。//減去 60 是為了消除誤差的 60mm if((xs=1000)amp。 delay(10)。 delay(10)。 } if((xs4000)|xs10) { P1=0。//等待 Echo 變高電平 EA=1。 qYpEh5pDx2zVkumamp。 qYpEh5pDx2zVkumamp。 QA9wkxFyeQ^! dj sXuyUP2kNXpRWXm Aamp。qYpEh5pDx2zVkumamp。 gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。 gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。qYpEh5pDx2zVkumamp。 qYpEh5pDx2zVkum amp。 qYpEh5pDx2zVkumamp。 6a*CZ7H$dq8Kqqf HVZFedswSyXTyamp。 // TH1=0。 delay(10)。 P2=DuanMa[xs/100]。 delay(10)。 for(z=0。 所以要感謝所有給我授過課的老師，無論是基礎(chǔ)課老師還是專業(yè)課老師 都表示深深謝意 。還有一個最關(guān)鍵的問題就是關(guān)于超聲波探頭 模塊 的選擇，之前設(shè)計的是超聲波發(fā)射電路和接收電路是分開各自 獨立的，但在裝配完調(diào)試發(fā)現(xiàn)調(diào)試難度有點大，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。通過 對 理論 和實際情況的 分析，本設(shè)計 的設(shè)計 方案 是 基本可行。 else beep=1。 delay(10)。 delay(10)。 P1=WeiMa[1]。 //取出定時器的值 display()。 EA=0。超聲波 接收回路中的超聲波信號 一 共有兩 種 波 信號 ： 第一 種 波 信號為余波信號 就是當 發(fā)射探頭 發(fā)射出 信號 之 后 ， 超聲波接收探頭 馬上就接收到 的 超聲波信號 ，實際就是超聲波的發(fā)射信號 [7]； 另一 種 波 信號就是 有效信號，即經(jīng)過 障礙物 表面反射 回來 的 超聲波 回波信號 [7]，也是所需要測量的距離數(shù)值。 單 片機對數(shù)碼管的顯示可以分為靜態(tài)顯示和動態(tài)顯示，靜態(tài)顯示能夠穩(wěn)定地顯示數(shù)值， 但是搭建電路 時 比較煩索， 而 動態(tài)顯示是數(shù)碼管輪流顯示再利用人眼的“視覺暫留”特性，這樣看出來的就是在顯示不同數(shù)值 [8]。 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 ， CX20216A 芯片 電路 ， 74LS04 芯片 放大 電路 集成 到 的 一起的 一個 超聲波 集成 模塊。 圖 單片機最小系統(tǒng) 原理圖 超聲波 發(fā)射 和接收 電路 設(shè)計 超聲波是一種 振動 頻率超過 20 kHz 的機械波， 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，在介質(zhì)中傳 播時 遇到 障礙物 在入射到它 的反射面上就 會產(chǎn)生反射波 [6]。 在訪問 8 位地址的外部數(shù)據(jù)存儲器時 ， P2 引腳上的內(nèi)容在此期間不會改變 [5]。 單片機的引腳功能圖 如圖 所示 。 （ 2）單片機的 某些 增強 的 功能。 本設(shè)計的汽車防撞裝置的 系統(tǒng) 框圖如圖 所示。 2 總體方案論證 本章從系統(tǒng)方案 等一些方面 來進行論證。 課題研究內(nèi)容及章節(jié)安排 本文 所 介紹的超聲 波 測距 報警 系統(tǒng) 在 測距 的時候 采用 的是 兩個超聲波探頭 分別進行超聲波 發(fā)射和接收來 進行 距離 的 測量的 。這樣駕駛員就能通過測距的顯 示甚至不同的聲音來直接判斷汽車玉障礙物之間的距離。 課 題背景 及 意義 我國社會 經(jīng)濟的 不斷 發(fā)展， 人們對汽車這種交通工具的依賴性也越 來越大， 導(dǎo)致了 車輛 的日益增加在 給城市交通不斷施加壓力 的同時 ， 也 引發(fā)了 非常多 行車 的 安全問題。 最新的一代倒車雷達是整合影音系統(tǒng)，除了具備前幾代倒車雷達的功能外還兼有影音系統(tǒng) [1]。首先 對 超聲波傳感器的工作原理 進行了分析 ，然后具體討論 了超聲波 測距模 塊中的超聲波發(fā)射電路和超聲波接收電路 的硬件設(shè)計， 最后介紹了顯示模塊電路 和蜂鳴器 報警 電路 的設(shè)計。超聲波 具有 振動 頻率高、波長短、 繞射現(xiàn)象小 而且 方向性好 還 能夠為反射線定向傳播 等優(yōu)點，而且超聲波傳感器的能量消耗緩慢有利于測距 [4]。汽車防撞 系統(tǒng)的測距 是利用超聲波測距的原理，在單片 機內(nèi)部程序 的 控制下，由超聲波發(fā)射探頭發(fā)射超聲波，在 超聲波 遇到障礙物時反射到超聲波接 收 探頭，由此回應(yīng)到單片機，由單片機進行 中斷處理和 數(shù)據(jù)的處理，計算出距離，由數(shù)碼管顯示距離，并由蜂鳴器報警提示。 （ 7） 單片機 在市面上的銷售渠道是 否暢通 、 其 價格是否 便宜 。 圖 單片機 復(fù)位電路圖 （ 4） 輸入輸出 口 （ I/O 口 ） 引腳 P0 口 是一個三態(tài) 的 雙向口 ， 既 可以作為 數(shù)據(jù) 和 地址 的 分時復(fù)用口， 又 可以作為通用輸入輸出口 [5]。 當89S51 從 外部程序存儲器取指令或常數(shù)時，每個機器周期 內(nèi) 輸出 2 個脈沖即兩次有效 ，以通過數(shù)據(jù)總線 P0 口讀回指令或常數(shù) 。 圖 超聲波發(fā) 射電路 工作時， 由單片機 產(chǎn)生 40 kHz 的脈沖 從 口 向超聲波 的 發(fā)射電路 部分 發(fā)出信號， 再 經(jīng) 74LS04 放大 電路放大后，驅(qū)動超聲波探頭 將 超聲波 發(fā)射出去 。 一有輸出就可以開定時器計時 ， 當此口變?yōu)榈碗娖綍r就可以讀定時器的值 ， 此時就為此次測距的時間 ， 就能夠 算出距離 。 4 系統(tǒng)軟件 設(shè)計 本設(shè)計采用 的是 模塊化 的 思路來進行 設(shè)計 和 編寫 程序， 程序主要由 系統(tǒng) 主程序和中斷程序構(gòu)成。 中斷 處理 程序的 程序流程圖如圖 所示 。 //在 EA=0 時打開外部中斷 0 和定時器 1 的設(shè)置 while(Echo==0)。當 超聲波接收電路 接收 了 到 回波 信號 的同時 時， 電路 便會 產(chǎn)生一個低電平 到單片機的 端口 ， 在 單片機 檢測到該信號后，定時器計時 就 將 停止 ， 同時 定時器的計數(shù) 的 次數(shù) 將被 提取 出來 ， 這樣 就可以得到以 cm 為單位的 測量的 距離 值。 P2=0xff。 P1=WeiMa[3]。 P2=0xff。 （ 2） 不同障礙物 表面材料的 不同 介質(zhì)引起的誤差 因為 表面 粗糙 的 障礙物 介質(zhì) 要 比 光滑介質(zhì) 的測量結(jié)果要差 ，如果 障礙物 的 發(fā)射 面比較粗糙會引起 發(fā)射信號散射開那么回波信號就會 減弱， 這樣就會導(dǎo)致 測量結(jié)果 的 誤差增大 [12]。 而超聲波測距模塊是 設(shè)計中的關(guān)鍵 模塊 ， 超聲波驅(qū)動電路使用的是 74LS04 放大電路 對信號放大轉(zhuǎn)換 發(fā)射超聲波去進行 測距， 超聲波 回波經(jīng)過CX20216A 芯 片增益整形放大濾波最終輸 到 單片機相應(yīng) 端口并執(zhí)行 中斷程序。除了敬佩張 老師的專業(yè)水平外，他嚴謹負責的工作態(tài) 度也 是非常值得學(xué)習(xí)的 ，并 且對今后的學(xué)習(xí)和工作 都將產(chǎn)生 影 。 void delay(uchar z) { uchar x,y。 P1=WeiMa[1]。 delay(10)。 delay(10)。 while(1) { delay(60)。 //取出定時器的值 outel=TL1。gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。 gTXRm6X4NGpP$vSTTamp。 ksv*3t nGK8!z89Am YWpazadNuKNamp。 gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。 ksv*3t nGK8!z89Am YWpazadNuKNamp。 qYpEh5pDx2zVkum amp。 6a*CZ7H$dq8Kqqf HVZFedswSyXTyamp。849Gx^Gj qv^$UE9wEwZQcUE%amp。 MuWFA5ux^Gj qv^$UE9wEwZQcUE%amp。MuWFA5ux^Gj qv^$UE9wEwZQcUE% amp。 // delay(50)。 Trig=1。 P2=0xff。 P2=0xff。 P2=DuanMa[xs%100/10]。y0。盡管井老師 工作 很忙，但是晚上 他 可以待到 10點多幫忙 檢查輔導(dǎo) 完畢才離開辦公室 。 設(shè)計的 程序是利用 Keil 編程軟件來完成的 ，程序 所用的 語言是 C 語言 ，程序內(nèi)容包括 40 kHz 方波信號 的 產(chǎn)生、讀取 超聲波傳送回波的時間 、 計算 距離、數(shù)碼管顯示、蜂鳴器報警等模塊。 特別是 在障礙物的距離較小的時候這個誤差就成為 了 距離 測量的主要誤差 的原因 ， 但是這種誤差是可以盡量減小的，利用發(fā)射能力強、散射小的探頭，或者多用幾個探頭 [13]。 } if((xs4000)|xs10) { P1=0。 delay(10)。 delay(10)。//減去 60 是為了消除誤差的 60mm if((xs=1000)amp。 if(xs=100) beep=0。首先是從定時器 0 得到超聲波傳播 中 往返所用 的時間，再運用公式計算得出 障礙物 與 車尾 之間 的 距離， 然后 再 將 測得的 距離值傳到其他 功能 模塊進行 其他功能的 處理。 系統(tǒng) 程序 設(shè)計的主要 的 功能是發(fā)射超聲波、接受超聲波、 計算測量距離、數(shù)據(jù)計算、 蜂鳴器報警 和 數(shù)碼管顯示。 但是， 為防止發(fā)射信號對回收信號的影響 ，本超聲波集成模塊的測量周期 最好 定在 60 ms 以上 ， 所以 本設(shè)計 將 測量周期 定在 80 ms。 超聲波接收 電路主要 是 由 集成 電路 CX20216A 芯片 電路構(gòu)成的 ， CX20216A 芯片 電路 可以 對超聲波信號進行 放大、限幅、 帶通 濾波、 峰值 檢波、 整形 、比較 等功能 ， 比 較完 之后 超聲波接收電路會 輸出一個低電平到單片機 去 請求中斷， 當即 單片機停止計時， 并 開始 去進行 數(shù)據(jù)的處理 。 （ c） /EA/Vpp（ 31 腳） ： /EA 為 片外程序存儲器訪選用端。 P1 口 是一個帶內(nèi) 部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口 ， 而 P1 口只有通用 I/O 接口一種功能，而且 P1 口能驅(qū)動 4 個 LSTTL 負載； 在使用時 通常 不需要外接上