【正文】 ........... 2 發(fā)射模塊 ............................................... 2 接收模塊 ............................................... 3 溫度補償?shù)日`差減小 ..................................... 3 顯示模塊 ............................................... 4 電源模塊 ............................................... 4 方案實施 ..................................................... 4 2 硬件設計 .......................................................... 6 系統(tǒng)基本原理 ................................................. 6 單片機最小系統(tǒng) ............................................... 6 AT89C51 單片機的引腳功能 ............................... 6 復位電路 ............................................... 8 時鐘振蕩器 ............................................. 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 溫度檢測電路 ............................................... 10 其它外圍電路 ............................................... 11 電源電路 .............................................. 11 報警電路設計 .......................................... 11 顯示電路 .............................................. 12 本章小結(jié) ................................................... 13 II 3 軟件設計 ......................................................... 14 主程序流程 ................................................. 14 子程序設計 ................................................. 15 超聲波發(fā)送子程序及超聲波接收中斷子程序 ................ 15 測溫子程序 ............................................ 17 距離計算子程序 ........................................ 17 報警及顯示驅(qū)動程序設計 ................................ 18 顯示子程序和鍵盤掃描子程序 ............................ 18 本章小結(jié) ................................................... 19 結(jié)論 ............................................................... 20 參考文獻 ........................................................... 21 附錄 A：電路原理圖 ................................................. 22 附錄 B：部分源程序 ................................................. 23 致 謝 .............................................................. 34 III 基于單片機的超聲波倒車測距儀 設計 摘 要 隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展，交通運輸業(yè)日益興旺，汽車的數(shù)量在大副攀升。 10 理論意義或 實際價值 符合本學科的理論發(fā)展，有一定的學術(shù)意義；對經(jīng)濟建設和社會發(fā)展的應用性研究中的某個理論或方法問題進行研究，具有一定的實際價值。該設計簡單實用，可在現(xiàn)有的小車上改裝運行，具有一定市場前景。 F 湖南科技學院畢業(yè)設計（論文）指導過程記錄表 畢業(yè)論文 (設計 )題目 基于單片機的超聲波倒車測距儀 設計 學生姓名 齊帥 學號 202006002112 專業(yè)班級 電子信息工程 2020 級 指導教師 楊熙 職稱 講師 系（教研室） 電子工程系 指導過程記錄 指導內(nèi)容 記錄 (一 ) 建議論文研究方向，指導如何查閱文獻資料，并推薦一些參考文獻和相關書籍 。 C 研究方法： (1)文獻法。 在對資料充分研究的基礎上，確定方案，進行硬件設計和編寫程序 。 教研室意見： 負責人簽名： 注： 本任務書一式三份，由指導教 師填寫，經(jīng)教研室審批后一份下達給學生，一份交指導教師，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，進行綜述，撰寫相關的應用性論文。 學 生 簽 名： 2020 年 2 月 8 日 指導教師簽名： 2020 年 2 月 8 日 指導內(nèi)容 記錄 (四 ) 指導系統(tǒng)的軟件設計，根據(jù)系統(tǒng)功能的要求，建議采用模塊化程序設計。 10 選題恰當 題目規(guī)模適當，難易度適中；有一定的科學性。 10 綜合運用 知識能力 能運用所學專業(yè)知識闡述問題；能對查閱的資料進行整理和運用；能對其科學論點進行論證。為了減少因此帶來的損失，需要有一種專門的輔助裝置幫助司機安全倒車 —— 倒車測距儀 。 超聲波可用于非接觸測量，具有不受光、電磁波以及粉塵等外界因素的干擾的優(yōu)點，是利用計算超聲波在被測物體和超聲波探頭之間的傳輸來測量距離的，對被測目標無損害。 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，并直接驅(qū)動換能器產(chǎn)生超聲波。在使用時，如果溫度變化不大，則可認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 。本設計采用的就是發(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， P2 口的管腳被外部拉低，將輸出電流。 復位電路 本復位電路采用手動復位，在 Vcc和 RST端接一容量為 22uF左右的電解電容，其兩端并接一個輕觸按鈕（為限制按鈕按下時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)一個電阻），利用 RST內(nèi)部復位下拉電阻便構(gòu)成復位電路。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送給計數(shù)器 1。 因此本方案采用典型的 555振蕩電路，通過單片機控制 555定時器的 4腳 (手動復位腳 )的電平來控制振蕩器的工作：高 電平時工作，低電平時停止。 圖 31 為主程序流程圖。通過這些系統(tǒng)的組合工作，實現(xiàn)測距儀的功能。同時數(shù)碼管顯示相應距離。 DS18B20溫度測量范圍為 55 ℃ ～ +125℃ ，在 10℃ ～ +85℃ 范圍內(nèi)，精度為 177。 10pF。在由外部程序存儲器取指期間，每個機器周期兩次 /PSEN 有效。 P1 口： P1 口是一個內(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)勢使得 LED 廣泛運用于數(shù)字儀器 、 數(shù)控裝置 、 計算機等顯示部件中 。 方案二：采用集成運放芯片（ LM324） 作為比較器對放大后的信號進行波形變換。本文研究對象是測距儀與被測物之間的距離，因為人的最小反應時間為 ，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，測距儀的測距范圍最遠只能在在 5m 內(nèi)，所以測量范圍在 ～ m，測量精度為 5cm，并且測量時測距儀不能與被測物體直接接觸，以及用十進制數(shù)碼管顯示結(jié)果，而且要在小于安全距離之后馬上警報。利用超聲波反射來測量車與障礙物的距離。 你的不同距離情況下的不同警報方式是怎么實現(xiàn)的？ 答：不同的警報方式主要是由單片的編程來實現(xiàn)的，如果要警報器長鳴，只需一直輸入高電平，而如果需要不同頻率的警報，只需加一個延時程序，設定不同的值即可實現(xiàn)不同頻率的警報，而依據(jù)情況來判斷的話，只需要判斷計算得出的 距離值是否在此區(qū)間內(nèi)就可以了，用 C語言的 if 語句是比較容易實現(xiàn)的。 J 評閱教師評定成績 評審基元 評審要素 評審內(nèi)涵 滿分 評 閱教師 實評分 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，體現(xiàn)學科、專業(yè)特點和教學計劃的基本要求，達到畢業(yè)論文（設計）綜合訓練的目的。首先，儀器超聲波發(fā)射模塊發(fā)出超聲波信號，到達物體后反射回來，信號接收模塊接 收信號并放大，傳遞給距離計算模塊，距離計算模塊根據(jù)聲速計算出車子與物體的距離，在顯示屏上顯示，當距離小于安全距離時發(fā)出警報提醒駕駛?cè)俗⒁鈩x車。 簽名： 注：此表用于指導教師 在學生 畢業(yè)論文（設計）初稿完成后對學生執(zhí)行任務書情況進行中期檢查時用，由指導教師填寫。 （ 1）根據(jù)設計要求，進行方案的論證， 確定設 計方案和總體框架 ； （ 2）系統(tǒng)硬件設計和軟件設計； （ 3）軟件調(diào)試、系統(tǒng)測試以及創(chuàng)新型設計方案。 文獻查閱指引 ： [1] 馮若．超聲手冊 [M] ．南京：南京大學出版社， 2020. [2] R. Raya, A. Frizera, R. Ceres, et al. Design and evaluation of a fast modelbased algorithm for ultrasonic range measurements[J]. Sensors and Actuators A: Physical, 2020. [3] 王安敏，張凱．基于 AT89C52 單片機的超聲波測距系統(tǒng) [J] ．儀表技術(shù)與傳感器 ,2020， (6)：4546 [4] 譚進懷，馮地耕，陳立萬．超聲波語音測距系統(tǒng)在車輛避障中的應用 [J] ．微計算機信息，2020， 1(2)： 122123 [5] 童詩白，華成英．模擬電子技術(shù)基礎 [M] ．高等教育出版社， 2020 [6] 樓然苗，李光飛．單片機課程設計指導 [M] ．北京：北京航空航天大學出版社， 2020. [7] 沈小豐等．電子技術(shù)實踐基礎 [M]．北京：清華大學出版社， 2020. [8]鮑祖尚，譚永宏 等編．單片機原理與開發(fā)技術(shù) [M] ．長沙：國防科技大學出版社， 2020. [9] Tsung Nan Chou ,Catherine Wykes. An integrated ultrasonic system for detection,recognition and measurement [D]. Department o