【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 大電阻 R4 或減小 C4,將使負(fù)反饋量增大，放大倍數(shù)下降，反之則放大倍數(shù)增大。但 C4 的改變會(huì)影響到頻率特性，一般在實(shí)際使用中不必改動(dòng)，推薦選用參數(shù)為 R4=，C4=1μF。3 腳：該腳與地之間連接檢波電容，電容量大為平均值檢波，瞬間相應(yīng)靈敏度低；若容量小，則為峰值檢波，瞬間相應(yīng)靈敏度高，但檢波輸出的脈沖寬度變動(dòng)大，易造成誤動(dòng)作，推薦參數(shù)為 。第 4 腳：接地端。第 5 腳：該腳與電源間接入一個(gè)電阻，用以設(shè)置帶通濾波器的中心頻率 f0，阻值越大，中心頻率越低。例如，取 R=200kΩ 時(shí)，f0≈42kHz，若取 R=220kΩ，則中心頻率 f0≈38kHz。第 6 腳：該腳與地之間接一個(gè)積分電容，標(biāo)準(zhǔn)值為 330pF，如果該電容取得太大，會(huì)使探測(cè)距離變短。第 7 腳：遙控命令輸出端，它是集電極開路輸出方式，因此該引腳必須接上一個(gè)上拉電阻到電源端，推薦阻值為 22kΩ，沒有接受信號(hào)是該端輸出為高電平，有信號(hào)時(shí)則產(chǎn)生下降。第 8 腳：電源正極，～5V。 L298小車驅(qū)動(dòng)電機(jī) L298是SCS公司的產(chǎn)品，他是15個(gè)管腳的單塊集成電路，高電壓高電流，四通道驅(qū)動(dòng)，設(shè)計(jì)用L298N來接受DTL或者TTL的邏輯電平，驅(qū)動(dòng)感性負(fù)載和開關(guān)電源晶體管，內(nèi)部包含四通道邏輯驅(qū)動(dòng)電路，其額定工作電流為1A，，最大可達(dá)36V。Vs最大電壓也是36V，L298可直接對(duì)電機(jī)進(jìn)行控制，無須隔離電路，可以驅(qū)動(dòng)雙電機(jī)，根據(jù)L298芯片特點(diǎn)，把I0A4I0A7作為輸出口，分別于L298N的IN1IN4相接。其驅(qū)動(dòng)電路如下圖所示：圖 25 電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路圖 LCD5110 顯示電路 本設(shè)計(jì)采用LCD液晶顯示屏顯示。其具有體積小、功耗低、界面美觀大方等優(yōu)點(diǎn)，這里使用 LCD51102液晶屏，5110顯示模塊用點(diǎn)陣圖形顯示字符，它具有8個(gè)引腳，其正面左起為第一腳，如下圖所示： 26 LCD5110 引腳圖 5110液晶模塊內(nèi)部的字符發(fā)生存儲(chǔ)器（CGROM)已經(jīng)存儲(chǔ)了160個(gè)不同的點(diǎn)陣字符圖形，這些字符有：阿拉伯?dāng)?shù)字、英文字母的大小寫、常用的符號(hào)、和日文假名等，每一個(gè)字符都有一個(gè)固定的代碼，比如大寫的英文字母“A”的代碼是01000001B（41H） 顯示時(shí)模塊把地址41H 中的點(diǎn)陣字符圖形顯示出來，我們就能看到字母“A”。 因?yàn)?602識(shí)別的是 ASCII 碼，試驗(yàn)可以用 ASCII 碼直接賦值，在單片機(jī)編程中還可以用字符型常量或變量賦值，如39。A’。1602通過 D0~D7的8位數(shù)據(jù)端傳輸數(shù)據(jù)和指令。顯示模式設(shè)置：(初始化)0011 0000 [0x38]設(shè)置162顯示，57點(diǎn)陣，8位數(shù)據(jù)接口；顯示開關(guān)及光標(biāo)設(shè)置：(初始化)0000 1DCB D 顯示(1有效)、C 光標(biāo)顯示(1有效)、B 光標(biāo)閃爍(1有效)00001NSN=1(讀或?qū)懸粋€(gè)字符后地址指針加1amp。光標(biāo)加1)，N=0(讀或?qū)懸粋€(gè)字符后地址指針減1amp。光標(biāo)減1)，S=1且 N=1(當(dāng)寫一個(gè)字符后，整屏顯示左移)S=0當(dāng)寫一個(gè)字符后，整屏顯示不移動(dòng)數(shù)據(jù)指針設(shè)置：數(shù)據(jù)首地址為80H，所以數(shù)據(jù)地址為80H+地址碼(027H，4067H)其他設(shè)置：01H(顯示清屏，數(shù)據(jù)指針=0，所有顯示=0)；02H(顯示回車，數(shù)據(jù)指針=0)。 報(bào)警電路通過將蜂鳴器連接到三極管的集成電極，一旦有被檢測(cè)物體進(jìn)入，單片機(jī)打開 SP 控制口，打開三極管，驅(qū)動(dòng)蜂鳴器報(bào)警。報(bào)警電路如下如27所示：圖27 報(bào)警電路 電源電路實(shí)際操作中用五號(hào)電池+電池盒模式代替 圖 28 電源電路圖3 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 系統(tǒng)程序結(jié)構(gòu)1) 基于 LCD5110的現(xiàn)實(shí)模塊，分為初始化子程序、寫入程序以及顯示子程序；2) 距離計(jì)算模塊、分為超聲波發(fā)送控制程序、接受處理程序等；3) 本次設(shè)計(jì)使用 C 語言編寫程序，C 語言相比匯編有許多的優(yōu)勢(shì)；編譯器使用keil u wersion2 進(jìn)行程序編譯，keil 功能強(qiáng)大使用方便；4) 主程序分為系統(tǒng)初始化以及各個(gè)子程序的調(diào)用管理等部分。 首先對(duì)系統(tǒng)環(huán)境進(jìn)行初始化，設(shè)置定時(shí)器 T0 的工作模式為 16 為定時(shí)器模式主程序首先對(duì)系統(tǒng)環(huán)境初始化，設(shè)置定時(shí)器 T0 工作模式為 16 位的定時(shí)計(jì)數(shù)器模式，置位總中斷允許位 EA 并給顯示端口 P0 和 P2 清 0。然后調(diào)用超聲波發(fā)生子程序送出一個(gè)超聲波脈沖，為避免超聲波從發(fā)射器直接傳送到接收器引起的直接波觸發(fā)，(這也就是測(cè)距器會(huì)有一個(gè)最小可測(cè)距離的原因)后，才打開外中斷 0 接收返回的超聲波信號(hào)。由于采12MHz 的晶振，機(jī)器周期為 1us,當(dāng)主程序檢測(cè)到接收成功的標(biāo)志位后，將計(jì)數(shù)器 T0 中的數(shù)（即超聲波來回所用的時(shí)間）按下式計(jì)算即可測(cè)得被測(cè)物體與測(cè)距儀之間的距離，設(shè)計(jì)時(shí)取20℃時(shí)的聲速為 340 m/s 則有: d=(C*T0)/2 =175*T0/10000 cm （其中 T0 為計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值）。超聲波發(fā)射子程序的作用是通過 端口發(fā)送 2 個(gè)左右的超聲波頻率約為 40khz 的方波，脈沖寬度為12us 左右，同時(shí)把計(jì)數(shù)器打開進(jìn)行計(jì)時(shí)。超聲波測(cè)距器主程序利用外中斷 T0 檢測(cè)返回超聲波信號(hào)，一旦接收到返回超聲波信號(hào)，立即進(jìn)入中斷程序。進(jìn)入該中斷后就立即關(guān)閉計(jì)時(shí)器 T0 停止計(jì)時(shí)，并將測(cè)距成功標(biāo)志位賦值 1。 4 安裝與調(diào)試 汽車?yán)走_(dá)實(shí)物圖1）汽車?yán)走_(dá)內(nèi)部實(shí)物如下圖 41 所示：圖 41 汽車?yán)走_(dá)實(shí)物圖 硬件調(diào)試1）在學(xué)校領(lǐng)器材超聲波模塊、LCD5110 顯示模塊進(jìn)行使用；2）將各個(gè)模塊用杜邦線進(jìn)行連接，用數(shù)字萬用表測(cè)量各引腳之間是否連接正常。 軟件調(diào)試使用 keil uVision3 編寫各個(gè)模塊子程序，通過 avr_fighter 將每一個(gè)模塊的程序下載到單片機(jī)中進(jìn)行調(diào)試，使其各部分功能實(shí)現(xiàn)。由于 c 語言具有較好的移植性，可以將各部分的程序進(jìn)行組合、調(diào)試，使其能夠?qū)崿F(xiàn)整體功能。 整機(jī)調(diào)試1）連接好各硬件電路；2) 將各個(gè)模塊的功能進(jìn)行程序編寫，使其能夠按照需要的功能進(jìn)行運(yùn)行，并將其下載到 AT89s52 芯片中觀察其功能；3) 在進(jìn)行整體程序的編寫，將 2 中的程序進(jìn)行模塊程序的移植和調(diào)用。使其能夠完整的實(shí)現(xiàn)其所需的功能；4) 在下載程序調(diào)試的過程中，由于顯示距離的變量定義不正確，導(dǎo)致無法正常的顯示其距離。通過調(diào)整之后能在 LCD 中正常的顯示其距離。 記錄并分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果 測(cè)量結(jié)果和誤差進(jìn)行分析：對(duì)于超聲波測(cè)距主要是根據(jù)超聲波在空氣中的傳播速度和時(shí)間決定，超聲波在空氣中傳播的速度受到磁場(chǎng)、溫度和風(fēng)速的影響。但起決定性作用的是風(fēng)速和氣溫。在測(cè)量的過程中可以忽略磁場(chǎng)和風(fēng)速的影響，其測(cè)量誤差主要是由以下一些原因造成：1) 溫度：在測(cè)量過程中，由于對(duì)溫度的測(cè)量也存在著一定的誤差，對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果也造成一定的誤差；2) 測(cè)量工具：超聲波在空氣中的傳播是以平面度方式進(jìn)行傳播的，由于測(cè)量卷尺、超聲波傳感器的垂直位置、人眼的觀測(cè)角度等都會(huì)對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果造成一定的誤差。因此在試驗(yàn)過程中要注意測(cè)量的方式和結(jié)果的讀取。3) 干擾：超聲波的發(fā)射波形是一種 40khz 的方波，但實(shí)驗(yàn)過程中用我們采用的是約為40khz 的波形，在空氣可能受到一些近似波形的干擾對(duì)試驗(yàn)的結(jié)果造成誤差。因此可以在試驗(yàn)過程中對(duì)方波進(jìn)行載波調(diào)制，接受時(shí)候在接收端對(duì)其進(jìn)行解調(diào)，可以提高測(cè)距的精確度。在本設(shè)計(jì)中，對(duì)汽車倒車的安全距離設(shè)定為 50cm，當(dāng)汽車與障礙物的距離小于50cm 是就會(huì)發(fā)出警報(bào)，因此可以對(duì)上述一些除溫度外的誤差忽略不計(jì)，總的來說本設(shè)計(jì)是成功的，基本實(shí)現(xiàn)了所需要的功能。5 結(jié)論本課題是基于 51 單片機(jī)的超聲波倒車?yán)走_(dá)設(shè)計(jì)與制作，實(shí)現(xiàn)了所要實(shí)現(xiàn)的功能，能夠測(cè)出所要測(cè)的距離，使其測(cè)得的距離更加精確。各硬件單元的設(shè)計(jì)也符合課題的要求，但是在設(shè)計(jì)過程中還有許多不足之處。比如所設(shè)計(jì)的功能還有所欠缺，只有基本的功能，測(cè)距的精度也存在著一定的誤差。還有就是考慮到當(dāng)汽車倒車離障礙物一定距離就發(fā)生報(bào)警，以提示要碰到障礙物，當(dāng)?shù)管囘_(dá)到最小距離時(shí)，系統(tǒng)將自動(dòng)切斷引擎，將其強(qiáng)制停下來。如果在不能強(qiáng)制停下來，可以在汽車后備箱中加入安全氣囊，盡可能減少碰撞過程中造成的災(zāi)害。在以