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正文內(nèi)容

汽車倒車防撞警報器設(shè)計畢業(yè)論文(編輯修改稿)

2025-07-21 02:19 本頁面
 

【文章內(nèi)容簡介】 較電壓為LM311的3管腳處,可由J1跳線選擇不同的比較電壓以選擇不同的測距模式。在放大器與比較器之間用PNP三極管(8550)作為通路選擇,本方案需要將此通路選擇跳線短接上,即把J2短接,固定使三極管導(dǎo)通即可。 超聲波測距模組電源接口J7為超聲波測距模組的外部電源接口,最高電壓不要超過12V,J9為電源選擇跳線,VCC_5即為由61板通過10PIN排線引入模組的電源;VCC即為模組的放大器、調(diào)理電路供電電源。當(dāng)用戶使用61板為其供電時,要把VCC與VCC_5V短接(本方案的用法);而使用外部電源時要把VCC與VCC_IN短接。 超聲波測距模式選擇跳線模組提供了測距模式選擇跳線J1,可以選擇短距測量模式、中距測量模式,或距離可調(diào)模式。跳線選擇LOW時為近距測量模式,選擇HIG時為中距測量模式;選擇SET時為距離可調(diào)模式。本方案采用可調(diào)方式,即選擇SET的模式,并將調(diào)節(jié)模組上的電位器,~(~)。 轉(zhuǎn)接板 轉(zhuǎn)接板電路前面已簡單介紹了轉(zhuǎn)接板的作用,這里介紹一下它的原理圖。圖中J1直接與61板的J6相接,即與61板的IOB口低八位接口相接,可知圖中的VDD為61板供電,即5V;而A0和A1分別接SPCE061A的IOB0和IOB1,以控制CD4052的兩個地址位,以控制通道的選通。IOB2接PLUS_B,作為回波信號的檢測輸入,不過經(jīng)過CD4052的選通,接到哪一個模組,由IOB0和IOB1的輸出決定;同樣COM_EN為超聲波測距模組的信號發(fā)射使能控制,接到SPCE061A的IOB3。CD4052的另外一端,接出COM_EN1/2/3分別接三個模組的發(fā)射使能,另外還用三個10K的電阻下拉到地,以保證沒有選通的模組不會發(fā)射出超聲波信號。JJJ4分別接三個超聲波測距模組的J8接口。 顯示電路顯示電路較為簡單,直接使用三個I/O口控制三個發(fā)光二極管。:第三章 系統(tǒng)軟件設(shè)計 軟件結(jié)構(gòu)本方案的軟件系統(tǒng)主要包含下列模塊: 超聲波測距程序:負(fù)責(zé)超聲波測距的控制、結(jié)果計算等,另外有部分代碼在中斷服務(wù)程序中。 語音播放程序:語音播放控制,,但為了使語音播放程序在初始化時不影響用戶的其它中斷。 中斷程序:,包括超聲波測距的中斷服務(wù)代碼,以及用于顯示刷新的IRQ4中斷服務(wù)程序。 系統(tǒng)程序:,包含系統(tǒng)端口初始化、測量結(jié)果處理、以及顯示刷新程序。 主程序:主控程序負(fù)責(zé)控制整個系統(tǒng)的工作流程。 超聲波測距原理超聲波脈沖法測距原理: 聲波在其傳播介質(zhì)中被定義為縱波。當(dāng)聲波受到尺寸大于其波長的目標(biāo)物體阻擋時就會發(fā)生反射;反射波稱為回聲。假如聲波在介質(zhì)中傳播的速度是已知的,而且聲波從聲源到達(dá)目標(biāo)然后返回聲源的時間可以測量得到,那么就可以計算出從聲波到目標(biāo)的距離。這就是本系統(tǒng)的測量原理。這里聲波傳播的介質(zhì)為空氣,采用不可見的超聲波。 ,測量得到的聲波從聲源到達(dá)目標(biāo)然后返回聲源的時間是t秒,距離d可以由下列公式計算:d=33550(cm/s)t(s) 因?yàn)槁暡ń?jīng)過的距離是聲源與目標(biāo)之間距離的兩倍,聲源與目標(biāo)之間的距離應(yīng)該是d/2。超聲波測距模組信號: ,此時J2跳線短接,使Q1始終導(dǎo)通;而傳感器距目標(biāo)面的距離為2米。圖中的波形為示波器抓拍圖,1通道為Q1集電極測得波形,即上方的波形;通道2為發(fā)射端測得波形。 圖中可見,接收回路中測得的超聲波信號共有兩個波束,第一個波束為余波信號,即超聲波接收頭在發(fā)射頭發(fā)射信號(一組40KHz的脈沖)后,馬上就接收到了超聲波信號,并持續(xù)一段時間。另一個波束為有效信號,即經(jīng)過被測物表面反射的回波信號。 超聲波測距時,需要測的是開始發(fā)射到接收到信號的時間差,在上圖中就可看出,需要檢測的有效信號為反射物反射的回波信號,故要盡量避免檢測到余波信號,這也是超聲波檢測中存在最小測量盲區(qū)的主要原因。 軟件控制脈沖發(fā)射、檢測回波信號: 程序設(shè)計時需要采用脈沖測量法,由SPCE061A控制模組發(fā)生40KHz的脈沖信號,每次測量發(fā)射的脈沖數(shù)至少要12個完整的40KHz脈沖(程序中為20個左右)。同時發(fā)射信號前要打開計數(shù)器,進(jìn)行計時;等計時到達(dá)一定值后再開啟檢測回波信號,以避免余波信號的干擾。 采用外部中斷對回波信號進(jìn)行檢測(回波信號送到單片機(jī)的為一序列方波脈沖)。接收到回波信號后,馬上讀取計數(shù)器中的數(shù)值,此數(shù)據(jù)即為需要測量的時間差數(shù)據(jù)。為避免測量數(shù)據(jù)的誤差,程序中對測距數(shù)據(jù)的處理方法是:每進(jìn)行一次測距,利用時基中斷測量4次,即取得4組數(shù)據(jù),經(jīng)過處理后得到這一次測距值。 各模塊程序說明 超聲波測距程序測距控制程序Demo程序中。用戶需要先調(diào)用測距初始化函數(shù)InitMeasure(),再調(diào)用該函數(shù)BeginMeasure()即可進(jìn)行一次測距操作,函數(shù)返回值為測量結(jié)果。每一次測距要進(jìn)行四次測量,這四次的測量結(jié)果需要經(jīng)過處理后才可得到最終的測距返回值,而四次測量的控制以及測量結(jié)果的處理都是在這個函數(shù)中完成的,具體的處理方法:每一次測距中的四次測量的間隔時間用16Hz的時基中斷來控制;每一次測量,先發(fā)射20個40KHz脈沖(參見16Hz中斷),然后使能測量時間基準(zhǔn)計數(shù)器,當(dāng)計數(shù)到4ms時,打開EXT1外部中斷,等待回波反射到接收頭。四次測量全部完成后,再對測量的結(jié)果進(jìn)行處理、換算,以及出錯處理,用戶可以根據(jù)不同的應(yīng)用對數(shù)據(jù)處理部分的程序作適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。其中等待4ms的原因:壓電式的電聲傳感器存在余波干擾,而有部份聲波會沿電路板直接傳到接收頭,經(jīng)接收電路的放大后,系統(tǒng)就有可能把它誤認(rèn)為是反射回來的回波信號。超聲波測距的功能函數(shù)流程圖見圖 。用戶需要先調(diào)用測距初始化函InitMeasure(),再調(diào)用該函數(shù)BeginMeasure()即可進(jìn)行一次測距操作,函數(shù)返回值為測量結(jié)果。每一次測距要進(jìn)行四次測量,這四次的測量結(jié)果需要經(jīng)過處理后才可得到最終的測距返回值,而四次測量的控制以及測量結(jié)果的處理都是在這個函數(shù)中完成的,具體的處理方法:每一次測距中的四次測
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