【正文】 .................................19 復位電路的設(shè)計 .................................................................18 顯示電路的設(shè)計 .................................................................19 聲音報警電路的設(shè)計 ..........................................................20 鍵盤模塊設(shè)計 .....................................................................21 電源設(shè)計 .............................................................................22 第 5章 系統(tǒng)的軟件設(shè)計 ............................................. 23 系統(tǒng)的主程序設(shè)計 .............................................................23 中斷處理程序 .....................................................................25 顯示子程序 .........................................................................28 距離計算子程序 .................................................................29 山東科技大學 畢業(yè)設(shè)計（ 論文 ） IV 第 6章 總結(jié)和展望 .................................................... 29 總結(jié) ...................................................................................299 展望 ...................................................................................300 致 謝 ....................................................................... 311 參考文獻 ................................................................... 322 附件 1： .................................................................... 333 PCB 圖 、代碼及實物圖 ..............................................................306 附件 2 .......................................................................... 43 中英文翻譯 ..................................................................................43 山東科技大學 畢業(yè)設(shè)計（ 論文 ） 1 第 1章 緒論 倒車雷達又稱泊車輔助系統(tǒng)， 是汽車泊車安全輔助裝置，能以聲音或者更為直觀的顯示告知駕駛員周圍障礙物的情況，解除了駕駛員泊 車和起動車輛時前后左右探視所引起的困擾，并幫助駕駛員掃除了視野死角和視線模糊的缺陷，提高了駕駛的安全性。該設(shè)計由超聲波模塊 HCSR0 LED 顯示電路、鍵盤控制電路以及報警模塊等部分組成，在探測范圍內(nèi)數(shù)碼管顯示出汽車與障礙物的距離，當距離小于所設(shè)計的安全距離時，蜂鳴報警器發(fā)出報警聲，輔助駕駛?cè)藛T能夠安全倒車駕駛。駕駛者可根據(jù)操作指示完成倒車工作。這一代產(chǎn)品有兩種顯示方式，數(shù)碼顯示產(chǎn)品顯示距離數(shù)字，而波段顯示產(chǎn)品由 3 種顏色來區(qū)別：綠色代表安全距離，表示障礙物距離有 ；黃色代表警告距離，表示障礙物距離只有 ~；紅色代表危險距離，表示障礙物距離只有不到，必須停止倒車。 山東科技大學 畢業(yè)設(shè)計（ 論文 ） 5 第 2章 總體設(shè)計方案及論證 系統(tǒng)的總體框圖 本設(shè)計包括硬件和軟件設(shè)計兩個部分。 測試距離 =（高電平時間 *聲速（ 340m/s）） /2； 采用 4 位共陽極動態(tài)顯示模式，用來顯示實時距離。但是也由于收發(fā)共用端口的原因，導致了在發(fā)射完成脈沖序列之前不能夠開始接收，這就導致了盲區(qū)的存在，這在原理是是不能消除的。 山東科技大學 畢業(yè)設(shè)計（ 論文 ） 11 圖 超聲波探測模塊 HCSR04 原理圖 根據(jù) HCSR04 的原理圖， HCSR04 測距模塊時一個相對獨立的系統(tǒng)。 山東科技大學 畢業(yè)設(shè)計（ 論文 ） 13 第 4章 硬件實現(xiàn)及單元電路設(shè)計 單片機 STC89C52RC 單片機簡介 本設(shè)計中選用的宏晶科技的 STC89C52RC 型單片機是一種低功耗、高性能、采用 CMOS 工藝的 8 位微處理器，與工業(yè)標準型 80C51 單片機的指令系統(tǒng)和引腳完全兼容。但也有一些單片機內(nèi)部不帶 ROM/EPROM，如 8031， 8032， 80C31 等。 主控制模塊設(shè)計 本設(shè)計的主控制模塊包括： STC89C52RC 單片機，復位電路，超聲波測距模塊，時鐘電路。 S 松開， C 又充電，在 10K電阻 R 上出現(xiàn)電壓，使得單片機復位。利用 、 、 、 口控制位選，從而達到動態(tài)顯示的目的。最后主程序通過對 端口返回的高電平的接收，完成后續(xù)的工作，假如標志位清零則說明接收到了回波信號，那么主程序就返回到初始端重新將回波接收標志位置位并且在單片機的TRIG 端口上發(fā)送 10us 的高電平信號到超聲波發(fā)射電路，就這樣，連續(xù)不斷地運行，循環(huán)不斷地工作用來實現(xiàn)測距。 顯示子程序的流程圖如圖 所示。 山東科技大學 畢業(yè)設(shè)計（ 論文 ） 30 展望 本設(shè)計還可以在幾個方面進行修改完善，進而使得本設(shè)計的測距儀功能更加完善，諸如： 1． 因為超聲波探頭的限制，本設(shè)計 裝置在溫度不同的環(huán)境下測量誤差也不一樣，所以要根據(jù)實際情況對探頭進行合 適的更換。 sbit c_send = P3^2。 } /***********************處理距離函數(shù) ****************************/ void smg_display() { dis_smg[0] = smg_du[distance % 10]。 write_eeprom()。 //得到 k3 鍵值 case 0x03: key_can = 1。 //a write_eeprom()。 0x07) { case 0x06: key_can = 3。 a_a = byte_read(0x2058)。iq。 //數(shù)碼管位選定義 sbit smg_we1 = P3^4。以數(shù)字的形式顯示測量距離。通過分時輪流控制各個數(shù)碼管的的位選端，即可實現(xiàn)數(shù)字的動態(tài)顯示。 系統(tǒng)的主程序設(shè)計 超聲波測距系統(tǒng)的控制核心是單片機，軟件主要完成測量過程控制、精確計時、數(shù)據(jù)計算及結(jié)果處理等功能。但是，在制作超聲波測距系統(tǒng)的過程中，由單片機直接驅(qū)動 LED顯示，電流較小， LED 雖然有顯示但是比較暗，因此顯示電路采用簡單的4 位共陽 LED 數(shù)碼管 ,位碼用 9012 驅(qū)動。 圖 時鐘電路 復位電路的設(shè)計 本設(shè)計的復位電路如圖 所示，具有上電復位和按鍵復位兩種功能，上電復位電路是由電容 C 與電阻 R 串聯(lián)組成，電容接 VCC，電阻接地，RESET 腳接在它們中間，當上電時，電容相當于短路，此時電阻上的電壓等于 VCC，經(jīng)過一段時間后電阻電壓逐漸變小直至為 0，以達到上電復位的目的。 STC89C52 單片機的中斷系統(tǒng) ： STC89C52 系列單片機的中斷系統(tǒng)有 5 個中斷源， 2 個優(yōu)先級，可以實現(xiàn)二級中斷服務嵌套。 STC89C52 單片機的基本組成框圖見圖 。使用單一電平閾值時，若設(shè)置 的閉值過高，則可能使較微弱回波漏觸發(fā)，出現(xiàn)測量錯誤 。 圖 HCSR04 超聲波模塊 山東科技大學 畢業(yè)設(shè)計（ 論文 ） 10 超聲波探測模塊 HCSR04 的使用方法如下： IO 口觸發(fā)，給 TRIG 口至少 10us 的高電平，啟動測量；模塊自動發(fā)送 8 個 40Khz 的方波，自動檢測是否有信號返回；有信號返回，通過 IO 口 ECHO 輸出一個高電平，高電平持續(xù)的時間就是超聲波從發(fā)射到返回的時間，測試距離 =（高電平時間 *340）/2，單位為 m。當需要測量的距離 H 遠遠大于 L 時 ,則 (34)變?yōu)?: vtH 21? ( 35) 而超聲波在空氣中的傳播速度是 340m/s,所以 ,只要需要測量出超聲波傳播的時間 t,就可以得出 測量的距離 H。并通過液晶模塊和報警模塊體現(xiàn)出來，若距離小于設(shè)定的距離，單片機控制蜂鳴器進行報警。本系統(tǒng)采用超聲波測距原理，包括超聲波傳感器（俗稱探頭）、控制器和顯示器等幾個部分。但沒有語音提示，也沒有距離顯示，雖然司機知道有障礙物，但不能確定障礙物離車有多遠，對駕駛員幫助不大。這意味 著相比較而言，當你向后移動車輛時發(fā)生事故的可能性相當高，在 20xx 年汽車事故的發(fā)生比例中，倒車引起的事故占 21%，倒車成為令人們頭痛的一項任務，即使是經(jīng)驗豐富的司機也在抱怨倒車是件費力費神的事。工作時，超聲波發(fā)射器不斷發(fā)射出一系列連續(xù)脈沖，給測量邏輯電路提供一個短脈沖。而本設(shè)計就是利用單片機知識、傳感器知識等，進行的汽車防撞裝置的設(shè)計，在汽車倒車時，這種裝置可以在駕駛員對車尾與障礙物體的距離遠近無法目測和判斷時進行 報警。 第一代：倒車時通過喇叭提醒 。不過 LCD 顯示外觀雖精巧，靈敏度較高，但抗干擾能力不強，所以誤報也較多。硬件包括單片機、輸入 /輸出 設(shè)備、以及外圍應用電路等組成的系統(tǒng)，軟件是各種工作程序的總稱。在使用時，如果傳播介質(zhì)溫度變化不大，則可近似認為超聲波速度在傳播的過程中是基本不變的。 超聲波測距 模塊 HCSR04超聲波模塊介紹 本設(shè)計的超聲波模塊采用現(xiàn)成的 HCSR04 超聲波模塊，該模塊可提供2cm400cm的非接觸式距離感測功能，測距精 度可達高到 3mm。 超聲波探測模塊 HCSR04 的電氣參數(shù)如圖 所示。 圖 STC89C52RC 單片機的引腳圖 山東科技大學 畢業(yè)設(shè)計（ 論文 ） 14 STC89C52 使用經(jīng)典的 MCS51 內(nèi)核，但做了很多的改進使得芯片具有傳統(tǒng) 51 單片機不具備的功能。為方便設(shè)計串行通信，目前的 52 系列單片機都會提供 3 個 16 位定時器 /計數(shù)器。 硬件電路總設(shè)計原理圖見 圖 ， 從以上的分析可知在本設(shè)計中要用 到如下器件： STC89C52RC、 超聲波 傳感器、按鍵、四位數(shù)碼管、蜂鳴器等一些單片機外圍應用電路。因此顯示部分采用七段半導體數(shù)碼管即 LED。 圖 鍵盤模塊電路圖 山東科技大學 畢業(yè)設(shè)計（ 論文 ） 22 電源設(shè)計 出于實際應用的考慮，本設(shè)計的電源采用 3 節(jié) 5 號干電池 供電，可以同時滿足實用性和經(jīng)濟因素的考慮。進入中斷處理后，定時器 T0 就立即