【正文】 傳播是來回反射的，則 2 2tAF v?? ， 1 2tBF v?? ，也就是只要把時間 1t 與 2t 確定下來就可以計算出 BF 與AF ， 然 后 利 用 海 倫 公 式 ， 設(shè) ()2A F B F A BL ??? ， 有( ) ( ) ( )S L L A F L B F L A B? ? ? ?，這就可以求出 ABF? 的面積為 S ，則 2SEF AB? 其中 EF 就是 汽車前方與障礙物之間的距離。 超聲測距從原理上可分為共振式、脈沖反射式兩種。 在超聲波傳感器發(fā)出的聲波碰到障礙物后反射到換能晶片，在壓電反應(yīng)下產(chǎn)生一振蕩電壓送運算放大器電路進行運算放大并整形后送主機控制單元，主機根據(jù)發(fā)送和接收信號的時間差及相應(yīng)的那個 US回波，就能得出距離。充分運用單片機內(nèi)部資源，對汽車的轉(zhuǎn)速、顯示和串口通信進行了研究。當(dāng) P3口引腳寫入 “1” 時，它們被內(nèi)部上拉電阻拉高并可用作輸入端。利用超聲波測距具有以下特點：測量靈敏度高，穿透力強，測量速度快，測量角度大，可對較大范圍內(nèi)的物體進行檢測。閘門信號與已知脈沖信號的關(guān)系如圖 44所示。 長春工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 18 圖 46 測速原理框圖 轉(zhuǎn)速測量裝置的硬件包括脈沖發(fā)生部分以及脈沖信號與微機的接口電路兩部分。 倍頻電路設(shè)計 為了滿足對測速精度的更高要求，可將上述脈沖信號進行倍頻后，再送到單片機處理。 顯示電路的設(shè)計 LED 顯示電路由數(shù)碼管和驅(qū)動電路組成。 測距部分程序設(shè)計 測距主程序流程圖如圖 52。系 統(tǒng) 聯(lián) 調(diào) 時 發(fā) 現(xiàn) ，當(dāng) 檢 測 環(huán) 境 比 較 復(fù) 雜 時 ，檢 測 值 會 出 現(xiàn) 常 數(shù) 0或 隨 機 數(shù) 的 現(xiàn) 象 ，因 此 ，實 際 檢 測 并 不 是 以 一 次 檢 測 值 進 行 計 算 的 ，而 是 將 本 次 檢 測 值 與之 前 連 續(xù) 9 次 的 檢 測 值（ 共 10次 ）進 行 比 較（ 取 平 均值 ），從 而 得 出 一 個 最 終 檢 測 結(jié) 果 ，再 計 算 出 距 離 ，根據(jù) 距 離 所 屬 的 范 圍 報 警 。超聲波發(fā)射頭和接收頭之間存在干擾波，為了減少硬件成本，本系統(tǒng)特用軟件處理了此類干擾波。 最后，我要向我的家人表示深深的謝意。 /****************************** 。 長春工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 34 void init_14499(void)。i255。 if(ENTER) goto waitforstarting。 /************************** 系統(tǒng)主函數(shù) : ***************************/ void main(void) { uchar i,j,k。 sbit WDIO = P3^5。 /*標(biāo)志變量 */ uchar bdata flag1,flag2。不僅使我樹立了遠(yuǎn)大的學(xué)術(shù)目標(biāo)、掌握了基本的研究方法，還使我明白了許多待人接物與為人處世的道理。記得剛開始，面對這個畢業(yè)設(shè)計題目，自己一點思路都沒有，不知道從何下手。 測速部分程序設(shè)計 本系統(tǒng)采用兩個中斷子程序 ,外部中斷 INT0（其功能是來一個脈沖就產(chǎn)生中斷 ,并調(diào)用除法子程序 ,計算轉(zhuǎn)速）及定時中斷 T0。速度顯示模塊和距離顯示模塊 原理基本相同，只是速度顯示中 MC14499 的 DI， CLK 和 EN 與 AT89C2051 的， 和 連接，原理圖略。只使用比較器 2，將 PC2 與壓控振蕩器的控制電壓輸入端 VCIN 連接。比較器上拉電阻的大小會影響輸出幅度，由 500Ω 改為 15kΩ 后，使輸出幅長春工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 19 值增大。 當(dāng)車輪轉(zhuǎn)動時 ， 磁塊與霍爾元件相對位置發(fā)生變化 ， 磁塊靠近霍爾元件時 ， 磁場增強 ，霍爾元件輸出低電平 ， 相反則輸出高電平，因此車輪轉(zhuǎn)動，霍爾元件輸出連續(xù)脈沖信號，通過整形送單片機，根據(jù)具體要求進行信號處理計算。 門控電路（ RS 觸發(fā)器）設(shè)計 ]6[ 為了在本超聲波測距電路中實現(xiàn)對超聲波發(fā)射和接收的自動控制，必 須在電路中加入門控電路。較多的使用軟件來完成一些功能，則可以降低成本，簡化電路，但是增加了編程的工作量。 P1口還在閃速編程和程序校驗期間接收代碼數(shù)據(jù)。目前世界各生產(chǎn)單片機的公司都在努力提高時鐘頻率，以提高單片機速度；精簡指令，采用多級流水線操作方式以提高指令的執(zhí)行速度，擴大尋址能力 。 ]8[ 在超聲波測距中，雖然可以通過分析波形頻率、相位等特征通過數(shù)學(xué)關(guān)系來得到要測量的距離值，但更為一般的是通過分析發(fā)射波與回波的時間差來獲取距離值，這也就是一般所說的聲納原理。而這些系統(tǒng)大多是為自主移動機器人而開發(fā)的。 在每個測量周期中， 單片機 根據(jù) 設(shè)置的輸入信號處理參數(shù)值 ，評估每次測量是否合理，有問題的測量結(jié)果將被剔除，并用上一次周期的測量結(jié)果替代，在每一次測量周期結(jié)束后，CPU處于等待狀態(tài)直至下一個測量周期的到來。 長春工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 6 霍爾集成元件作為傳感器具有精度高、靈敏度高、線性度好、體積小、頻率響應(yīng)寬、動態(tài)范圍大、無觸點等優(yōu)點，故其測量變速器的轉(zhuǎn)速是合適的。測量發(fā)射一個超聲波脈沖至接收到反射信號所用的時間間隔，便可簡單地估計出被測物體的距離。脈沖式激光雷達采用短的、大功率紅外光脈沖，根據(jù)光脈沖所需的傳播時間確 定被測距離。該裝置具有將單片機進行實時控制及數(shù)據(jù)處理功能，與超聲波的測距技術(shù)、傳感器技術(shù)相結(jié)合，可檢測汽車運行中后方障礙物與汽車的距離及汽車車速，通過數(shù)顯裝置顯示距離，并由發(fā)聲電路根據(jù)距離遠(yuǎn)近情況發(fā)出警告聲。 2021年，中國共發(fā)生道路交通事故 ，造成 、 ，直接經(jīng)濟損失 。長春工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） I 目 錄 1 引言 ..............................................................................................................................1 選題研究背景、目的及意義 ...................................................................................1 2 總體方案論證 .............................................................................................................4 測距系統(tǒng)方案比較與選擇 .......................................................................................4 測速系統(tǒng)方案的確定 ...............................................................................................5 汽車防撞報警器的總體方案設(shè)計 ...........................................................................6 汽車防撞安全模型的建立 .......................................................................................7 3 超聲波測距系統(tǒng)簡介 .................................................................................................9 超聲波的應(yīng)用和發(fā)展現(xiàn)狀 .......................................................................................9 超聲波測距的工作方式 ...........................................................................................9 超聲波測距原理 .....................................................................................................10 4 系統(tǒng)的硬件設(shè)計 .......................................................................................................12 單片機控制系統(tǒng)設(shè)計工具平臺簡介 .....................................................................12 系統(tǒng)各部分的硬件設(shè)計 .........................................................................................14 5 系統(tǒng)軟件設(shè)計 ...........................................................................................................22 系統(tǒng)軟件原理及程序流程圖 .................................................................................22 各 部分電路程序設(shè)計 .............................................................................................23 6 總 結(jié) .....................................................................................................................29 參考文獻 .........................................................................................................................31 謝 辭 .........................................................................................................................32 附錄一 .............................................................................................................................33 附錄二 .............................................................................................................................47 長春工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 1 1 引言 選題研究背景、目的及意義 課題研究背景 據(jù)初步統(tǒng)計，汽車交通事故造成的人員死亡在這 100年內(nèi)大約有 2千多萬人。 2021年，全國共受理一般以上道路交通事故 ，這些事故造成 ，直接經(jīng)濟損失 。從而達到主動防范交通事故的發(fā)生，從本質(zhì)上降低交通事故。連續(xù)波激光雷達是把光調(diào)幅在約 100MHz 的正弦波上，根據(jù)發(fā)射光與反射光之間的相位差來推算被測距離 (也稱作相位法測距 )。數(shù)據(jù)處理簡單、快速，價格低 。將傳感器的輸入軸與汽車車速表驅(qū)動軸連接，該軸通過軟軸與汽車變速器第二軸后端的車速里程表驅(qū)動渦輪軸相連，磁鋼均勻地分布在傳感器輸入軸的周圍。傳播時間的測量如下 ： ? 單片機 復(fù)位清零 ； ? 清零傳播時間計數(shù)器 ； ? 單片機 給出發(fā)射信號，驅(qū)動發(fā)射換能器，發(fā)出超聲波，同時啟動傳播時間計數(shù)器 ； ? 接收換能器將接收到的超聲波脈沖轉(zhuǎn)換為電信號輸入到接收回路 ； ? 接收電路判斷輸入脈沖是否檢測電波的第一個脈沖沿； ? 校驗接收到的信號特征是否符合 ； ? 確定該信號是所測信號時停止傳播時間計數(shù)器 ； ? 如果在當(dāng)前最大估算時間沒有檢測到信號，則復(fù)位所有標(biāo)志位，重新測量； 根據(jù)確定的測量時間，就可以進行距離計算了，而測量時間的確定，還與具體的硬件電路設(shè)置有關(guān)，為了提高測量時間的精確性，則要采用比較好的算法。另外，在國外改進超聲波傳感器的工作也有所進展，在美國已經(jīng)有人采用