【正文】 ........... 2 發(fā)射模塊 ............................................... 2 接收模塊 ............................................... 3 溫度補(bǔ)償?shù)日`差減小 ..................................... 3 顯示模塊 ............................................... 4 電源模塊 ............................................... 4 方案實(shí)施 ..................................................... 4 2 硬件設(shè)計(jì) .......................................................... 6 系統(tǒng)基本原理 ................................................. 6 單片機(jī)最小系統(tǒng) ............................................... 6 AT89C51 單片機(jī)的引腳功能 ............................... 6 復(fù)位電路 ............................................... 8 時(shí)鐘振蕩器 ............................................. 9 超聲波發(fā)射接收電路 .......................................... 9 超聲波發(fā)射電路 ......................................... 9 超聲波接收電路 ........................................ 10 溫度檢測(cè)電路 ............................................... 10 其它外圍電路 ............................................... 11 電源電路 .............................................. 11 報(bào)警電路設(shè)計(jì) .......................................... 11 顯示電路 .............................................. 12 本章小結(jié) ................................................... 13 II 3 軟件設(shè)計(jì) ......................................................... 14 主程序流程 ................................................. 14 子程序設(shè)計(jì) ................................................. 15 超聲波發(fā)送子程序及超聲波接收中斷子程序 ................ 15 測(cè)溫子程序 ............................................ 17 距離計(jì)算子程序 ........................................ 17 報(bào)警及顯示驅(qū)動(dòng)程序設(shè)計(jì) ................................ 18 顯示子程序和鍵盤(pán)掃描子程序 ............................ 18 本章小結(jié) ................................................... 19 結(jié)論 ............................................................... 20 參考文獻(xiàn) ........................................................... 21 附錄 A：電路原理圖 ................................................. 22 附錄 B：部分源程序 ................................................. 23 致 謝 .............................................................. 34 III 基于單片機(jī)的超聲波倒車測(cè)距儀 設(shè)計(jì) 摘 要 隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，交通運(yùn)輸業(yè)日益興旺，汽車的數(shù)量在大副攀升。 10 理論意義或 實(shí)際價(jià)值 符合本學(xué)科的理論發(fā)展，有一定的學(xué)術(shù)意義；對(duì)經(jīng)濟(jì)建設(shè)和社會(huì)發(fā)展的應(yīng)用性研究中的某個(gè)理論或方法問(wèn)題進(jìn)行研究，具有一定的實(shí)際價(jià)值。該設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單實(shí)用，可在現(xiàn)有的小車上改裝運(yùn)行，具有一定市場(chǎng)前景。 F 湖南科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）指導(dǎo)過(guò)程記錄表 畢業(yè)論文 (設(shè)計(jì) )題目 基于單片機(jī)的超聲波倒車測(cè)距儀 設(shè)計(jì) 學(xué)生姓名 齊帥 學(xué)號(hào) 202006002112 專業(yè)班級(jí) 電子信息工程 2020 級(jí) 指導(dǎo)教師 楊熙 職稱 講師 系（教研室） 電子工程系 指導(dǎo)過(guò)程記錄 指導(dǎo)內(nèi)容 記錄 (一 ) 建議論文研究方向，指導(dǎo)如何查閱文獻(xiàn)資料，并推薦一些參考文獻(xiàn)和相關(guān)書(shū)籍 。 C 研究方法： (1)文獻(xiàn)法。 在對(duì)資料充分研究的基礎(chǔ)上，確定方案，進(jìn)行硬件設(shè)計(jì)和編寫(xiě)程序 。 教研室意見(jiàn)： 負(fù)責(zé)人簽名： 注： 本任務(wù)書(shū)一式三份，由指導(dǎo)教 師填寫(xiě)，經(jīng)教研室審批后一份下達(dá)給學(xué)生，一份交指導(dǎo)教師，一份留系里存檔。將以前世人研究出的內(nèi)容、網(wǎng)上發(fā)表的文章加以歸納，進(jìn)行綜述，撰寫(xiě)相關(guān)的應(yīng)用性論文。 學(xué) 生 簽 名： 2020 年 2 月 8 日 指導(dǎo)教師簽名： 2020 年 2 月 8 日 指導(dǎo)內(nèi)容 記錄 (四 ) 指導(dǎo)系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)，根據(jù)系統(tǒng)功能的要求，建議采用模塊化程序設(shè)計(jì)。 10 選題恰當(dāng) 題目規(guī)模適當(dāng)，難易度適中；有一定的科學(xué)性。 10 綜合運(yùn)用 知識(shí)能力 能運(yùn)用所學(xué)專業(yè)知識(shí)闡述問(wèn)題；能對(duì)查閱的資料進(jìn)行整理和運(yùn)用；能對(duì)其科學(xué)論點(diǎn)進(jìn)行論證。為了減少因此帶來(lái)的損失，需要有一種專門(mén)的輔助裝置幫助司機(jī)安全倒車 —— 倒車測(cè)距儀 。 超聲波可用于非接觸測(cè)量，具有不受光、電磁波以及粉塵等外界因素的干擾的優(yōu)點(diǎn)，是利用計(jì)算超聲波在被測(cè)物體和超聲波探頭之間的傳輸來(lái)測(cè)量距離的，對(duì)被測(cè)目標(biāo)無(wú)損害。 方案比較 發(fā)射模塊 方案一：利用超聲波專用發(fā)生電路或通用發(fā)生電路產(chǎn)生 40kHz 的超聲波信號(hào)，并直接驅(qū)動(dòng)換能器產(chǎn)生超聲波。在使用時(shí)，如果溫度變化不大，則可認(rèn)為聲速是基本不變的。 方案二 ： 采用 主要 由 三端穩(wěn)壓片構(gòu)成 的 電源 。本設(shè)計(jì)采用的就是發(fā)送超聲波傳感器 T40 及接收超 聲波傳感器 R40，其外觀如圖 12。在 FLASH 編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。并因此作為輸入時(shí)， P2 口的管腳被外部拉低，將輸出電流。 復(fù)位電路 本復(fù)位電路采用手動(dòng)復(fù)位，在 Vcc和 RST端接一容量為 22uF左右的電解電容，其兩端并接一個(gè)輕觸按鈕（為限制按鈕按下時(shí)電容瞬間釋放的電流，避免產(chǎn)生火花，在按鈕一側(cè)串聯(lián)一個(gè)電阻），利用 RST內(nèi)部復(fù)位下拉電阻便構(gòu)成復(fù)位電路。上位電阻 R R2 一方面可以提高反向器 74LS04 輸出高電平的驅(qū)動(dòng)能力，另一方面可以增加超聲波換能器的阻尼效果，縮短其自由振蕩時(shí)間。低溫度系數(shù)晶振的震蕩頻率受溫度影響很小，用于產(chǎn)生固定頻率的脈沖信號(hào)送給計(jì)數(shù)器 1。 因此本方案采用典型的 555振蕩電路，通過(guò)單片機(jī)控制 555定時(shí)器的 4腳 (手動(dòng)復(fù)位腳 )的電平來(lái)控制振蕩器的工作：高 電平時(shí)工作，低電平時(shí)停止。 圖 31 為主程序流程圖。通過(guò)這些系統(tǒng)的組合工作，實(shí)現(xiàn)測(cè)距儀的功能。同時(shí)數(shù)碼管顯示相應(yīng)距離。 DS18B20溫度測(cè)量范圍為 55 ℃ ～ +125℃ ，在 10℃ ～ +85℃ 范圍內(nèi)，精度為 177。 10pF。在由外部程序存儲(chǔ)器取指期間，每個(gè)機(jī)器周期兩次 /PSEN 有效。 P1 口： P1 口是一個(gè)內(nèi)部提供上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P1 口緩沖器能接收輸出 4TTL 門(mén)電流。 圖 22 AT89C51 引腳圖 VCC(40)： +5V. GND(20)：接地。有的超聲波傳感器既作發(fā)送，也能作接收。 以上優(yōu)勢(shì)使得 LED 廣泛運(yùn)用于數(shù)字儀器 、 數(shù)控裝置 、 計(jì)算機(jī)等顯示部件中 。 方案二：采用集成運(yùn)放芯片（ LM324） 作為比較器對(duì)放大后的信號(hào)進(jìn)行波形變換。本文研究對(duì)象是測(cè)距儀與被測(cè)物之間的距離，因?yàn)槿说淖钚》磻?yīng)時(shí)間為 ，根據(jù)音速所以最小距離起碼要在 以上，而考慮到硬件電路的制約，測(cè)距儀的測(cè)距范圍最遠(yuǎn)只能在在 5m 內(nèi)，所以測(cè)量范圍在 ～ m，測(cè)量精度為 5cm，并且測(cè)量時(shí)測(cè)距儀不能與被測(cè)物體直接接觸，以及用十進(jìn)制數(shù)碼管顯示結(jié)果，而且要在小于安全距離之后馬上警報(bào)。利用超聲波反射來(lái)測(cè)量車與障礙物的距離。 你的不同距離情況下的不同警報(bào)方式是怎么實(shí)現(xiàn)的？ 答：不同的警報(bào)方式主要是由單片的編程來(lái)實(shí)現(xiàn)的，如果要警報(bào)器長(zhǎng)鳴，只需一直輸入高電平，而如果需要不同頻率的警報(bào)，只需加一個(gè)延時(shí)程序，設(shè)定不同的值即可實(shí)現(xiàn)不同頻率的警報(bào)，而依據(jù)情況來(lái)判斷的話，只需要判斷計(jì)算得出的 距離值是否在此區(qū)間內(nèi)就可以了，用 C語(yǔ)言的 if 語(yǔ)句是比較容易實(shí)現(xiàn)的。 J 評(píng)閱教師評(píng)定成績(jī) 評(píng)審基元 評(píng)審要素 評(píng)審內(nèi)涵 滿分 評(píng) 閱教師 實(shí)評(píng)分 選題質(zhì)量25% 目的明確 符合要求 選題符合專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)，體現(xiàn)學(xué)科、專業(yè)特點(diǎn)和教學(xué)計(jì)劃的基本要求，達(dá)到畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）綜合訓(xùn)練的目的。首先，儀器超聲波發(fā)射模塊發(fā)出超聲波信號(hào)，到達(dá)物體后反射回來(lái)，信號(hào)接收模塊接 收信號(hào)并放大，傳遞給距離計(jì)算模塊，距離計(jì)算模塊根據(jù)聲速計(jì)算出車子與物體的距離，在顯示屏上顯示，當(dāng)距離小于安全距離時(shí)發(fā)出警報(bào)提醒駕駛?cè)俗⒁鈩x車。 簽名： 注：此表用于指導(dǎo)教師 在學(xué)生 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）初稿完成后對(duì)學(xué)生執(zhí)行任務(wù)書(shū)情況進(jìn)行中期檢查時(shí)用，由指導(dǎo)教師填寫(xiě)。 （ 1）根據(jù)設(shè)計(jì)要求，進(jìn)行方案的論證， 確定設(shè) 計(jì)方案和總體框架 ； （ 2）系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)； （ 3）軟件調(diào)試、系統(tǒng)測(cè)試以及創(chuàng)新型設(shè)計(jì)方案。 文獻(xiàn)查閱指引 ： [1] 馮若．超聲手冊(cè) [M] ．南京：南京大學(xué)出版社， 2020. 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