單片機(jī)課設(shè)汽車倒車測(cè)距儀的設(shè)計(jì)(編輯修改稿)
2025-11-13 12:13 本頁面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 和車內(nèi)裝飾選配。 近年來由于電子技術(shù)的飛躍發(fā)展，使得相關(guān)技術(shù)日新月異，尤其是汽車電子產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展，使得高度信息化、電子化的車輛研制有了基礎(chǔ)。目前主流的汽車倒車測(cè)距儀都是以單片機(jī)為核心的智能測(cè)距傳感系統(tǒng)。這種測(cè)距儀能夠連續(xù)測(cè)距和顯示障礙物距離，并采用間歇不同的鳴叫聲進(jìn)行報(bào)警和提示距離，以盡量不占用駕駛員的視覺。此外，汽車電子系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展還要求作為駕駛輔助系統(tǒng)子系統(tǒng)的測(cè)距儀具有通信功能，能夠把數(shù)據(jù)發(fā)送到汽車總線上去。 2 其中由于超聲波指向性強(qiáng)，能量消耗緩慢，在介質(zhì)中傳播 的距離較遠(yuǎn)，因而超聲波經(jīng)常用于距離的測(cè)量，如測(cè)距儀和物位測(cè)量?jī)x等都可以通過超聲波來實(shí)現(xiàn)。利用超聲波檢測(cè)往往比較迅速、方便、計(jì)算簡(jiǎn)單、易于做到實(shí)時(shí)控制，并且在測(cè)量精度方面能達(dá)到工業(yè)實(shí)用的要求，因此得到了廣泛的應(yīng)用。 本設(shè)計(jì)主要對(duì)利用超聲波測(cè)距來對(duì)汽車倒車應(yīng)用的介紹，能測(cè)量并顯示車輛后部距障礙物的距離，并能發(fā)出“嘟嘟”聲報(bào)警。本設(shè)計(jì)針對(duì)超聲波來測(cè)量距離，通過發(fā)射和接收到超聲波的時(shí)間間隔來算出即時(shí)的車尾距障礙物的距離，該設(shè)計(jì)由單片計(jì)算機(jī)控制電路、超聲波發(fā)射電路、超聲波接收電路、報(bào)警電路、數(shù)顯電路構(gòu)成。 二、系統(tǒng) 組成及工作原理 整體電路框圖 圖 1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖 本設(shè)計(jì)主要由單片機(jī)系統(tǒng)及顯示電路、超聲波發(fā)射電路和超聲波檢測(cè)接收電路三部分組成。采用AT89S51 來實(shí)現(xiàn)對(duì) CX20206A紅外接收芯片和 TCT4010 系列超聲波轉(zhuǎn)換模塊的控制單片機(jī)通過 引腳經(jīng)反相器來控制超聲波的發(fā)送，然后單片機(jī)不停的檢測(cè) INT0 引腳，當(dāng) INT0 引腳的電平由高電平變?yōu)榈碗娖綍r(shí)就認(rèn)為超聲波已經(jīng)返回。計(jì)數(shù)器所計(jì)的數(shù)據(jù)就是超聲波所經(jīng)歷的時(shí)間，通過換算就可以得到 傳感器與障礙物之間的距離。 3 三．主要硬件電路設(shè)計(jì) 單片機(jī)控制電路設(shè)計(jì) 本設(shè)計(jì)采用 AT89S51 作為系統(tǒng)控制器。它是美國(guó) ATMEL 公司生產(chǎn)的低功耗、高性能 CMOS8 位單片機(jī)，器件采用 ATMEL 公司的高密度、非易失性存儲(chǔ)技術(shù)生產(chǎn)，兼容標(biāo)準(zhǔn) 8051 指令系統(tǒng)及引腳。它集Flash 程序存儲(chǔ)器既可在線編程，也可用傳統(tǒng)方法進(jìn)行編程。 AT89S51 提供以下標(biāo)準(zhǔn)功能： 4k 字節(jié) Flash閃速存儲(chǔ)器， 128 字節(jié)內(nèi)部 RAM， 32 個(gè) I/O 口線，看門狗， 2 個(gè)數(shù)據(jù)指針， 2 個(gè) 16 位定時(shí) /計(jì)數(shù)器，一個(gè) 5向量?jī)杉?jí)中斷結(jié)構(gòu)，一 個(gè)全雙工串行通信口，單片機(jī)振蕩器及時(shí)鐘電路。 圖 2 最小系統(tǒng)圖 單片機(jī)最小系統(tǒng)是指能讓單片機(jī)工作的最簡(jiǎn)單的電路，包括電源電路、振蕩電路、復(fù)位電路如圖 2。對(duì)于其 P0 口，這組引腳共有 8 條， 為最高位， 為最低位。這 8 條引腳共有兩種不同的功能，分別使用于兩種不同情況。第一種情況是 8051 不帶片外存儲(chǔ)器， P0 口可以作為通用 I /O 口使用， ~用于傳送 CPU 的輸入 /輸出數(shù)據(jù)。這時(shí)，輸出數(shù)據(jù)可以得到鎖存，不需外接專 用鎖存器，輸入數(shù)據(jù)可以得到緩沖，增加了數(shù)據(jù)輸入的可靠性。 第二種情況是 8051 帶片外存儲(chǔ)器， ~ 在 CPU 訪問片外存儲(chǔ)器時(shí)先是用于傳送片存儲(chǔ)器的低 8位地址，然后傳送 CPU 對(duì)片外存儲(chǔ)器的讀寫數(shù)據(jù)。與此類似， ~ 口作為 I /O 口使用時(shí)， ~的功能和 P0 口的第一功能相同，也用于傳送用戶的輸入 /輸出數(shù)據(jù)。同理， P2 口也有相似的功能。 89S51有 INT0 和 INT1 兩條外部中斷請(qǐng)求輸入線，用于輸入 兩個(gè)外部中斷的中斷請(qǐng)求信號(hào)，并允許外部中斷源以低電平或負(fù)邊沿兩種中斷觸發(fā)方式輸入中斷請(qǐng)求信號(hào)。 89S51 究竟工作于哪種工作中斷觸發(fā)方式，可由用 4 戶通過對(duì)定時(shí)器控制寄存器 TCON 中 IT0 和 IT1 位狀態(tài)的設(shè)定來選取。 89S51 在每個(gè)機(jī)器周期的 S5P2 時(shí)對(duì) INT0/INT1 線上的中斷請(qǐng)求信號(hào)進(jìn)行一次檢測(cè)，檢測(cè)方式和中斷觸發(fā)方式的選取有關(guān)。若 89S51 設(shè)定為電平觸發(fā)方式（ IT0=0 或 IT1=0），則 CPU 檢測(cè)到 INT0/INT1 上低電平時(shí)就認(rèn)定其中斷請(qǐng)求有效；若設(shè)定為邊沿觸發(fā)方式（ IT0=1 或 IT1=1），則 CPU 需 要兩次檢測(cè) INT0/INT1 線上的電平方能確定其中斷請(qǐng)求是否有效，即前一次檢測(cè)為高電平且后一次檢測(cè)為低電平時(shí) INT0/INT1 上的中斷請(qǐng)求才有效。因此， 89S51檢測(cè) INT0/INT1 上負(fù)邊沿中斷請(qǐng)求的時(shí)刻不一定恰好是其上中斷請(qǐng)求信號(hào)發(fā)生負(fù)跳變的時(shí)刻，但兩者之間最多不會(huì)相差一個(gè)機(jī)器周期時(shí)間。 超聲波發(fā)生及接收電路設(shè)計(jì) 超聲波是一種頻率超過 20KHz 的機(jī)械波。它沿直線傳播，方向性好，傳播距離較遠(yuǎn)，在質(zhì)中傳播時(shí)在不同的分界面上會(huì)產(chǎn)生反射波。由于超聲波具有以上特點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于測(cè)量物體的距離、厚度、 液位等領(lǐng)域。利用超聲波測(cè)量是一種有效的非接觸式測(cè)距方法。 超聲波發(fā)射電路的設(shè)計(jì) 超聲波發(fā)射電路由超聲波換能器（或稱
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