【文章內(nèi)容簡介】 片機(jī)進(jìn)行動(dòng)態(tài)顯示，動(dòng)態(tài)顯示的特點(diǎn)是將所有位數(shù)碼管的段選線并聯(lián)在一起，由位選線控制是哪一位數(shù)碼管有效。所謂動(dòng)態(tài)掃描顯示即輪流向各位數(shù)碼管送出字型碼和相應(yīng)的位選，利用發(fā)光管的余輝和人眼視覺暫留作用，使人的感覺好像各位數(shù)碼管同時(shí)都在顯示。、b、c、d、e、f、g、h。、從而達(dá)到動(dòng)態(tài)顯示的目的。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(dòng)。 由于蜂鳴器的工作電流一般比較大，以致于單片機(jī)的I/O口是無法直接驅(qū)動(dòng)的，所以要利用放大電路來驅(qū)動(dòng)，一般使用三極管來進(jìn)行放大電流。 聲音報(bào)警電路 鍵盤模塊設(shè)計(jì)本按鍵模塊使用的是多位獨(dú)立按鍵，按鍵一端接IO口，一端接地，由于單片機(jī)的IO口都有內(nèi)部上拉，因此當(dāng)按鍵沒有按下的時(shí)候，IO檢測到的時(shí)候高電平，當(dāng)按鍵按下的時(shí)候，相當(dāng)于IO短接地，因此這時(shí)候單片機(jī)檢測到的電平為低電平，通過檢測不同時(shí)刻的IO口狀態(tài)就可以判斷按下的是哪個(gè)按鍵。 鍵盤模塊電路圖 電源設(shè)計(jì) 出于實(shí)際應(yīng)用的考慮，可以同時(shí)滿足實(shí)用性和經(jīng)濟(jì)因素的考慮。當(dāng)電源接通時(shí)，二極管發(fā)光，表示系統(tǒng)正在工作。開關(guān)控制采用自鎖開關(guān)，圖中P2為電源盒接口或USB輸入的接口，SW1為電源開關(guān)，用來接通電源或斷開電源。 電源接口電路第5章 系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)采用的是模塊化的思路來進(jìn)行設(shè)計(jì)和編寫程序，程序主要由系統(tǒng)主程序和中斷程序構(gòu)成。主程序完成單片機(jī)的初始化，超聲波的發(fā)射和接收、計(jì)算超聲波發(fā)射點(diǎn)與障礙物之間的距離、數(shù)碼管顯示和蜂鳴器報(bào)警等。系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)的主要的功能是發(fā)射超聲波、接受超聲波、計(jì)算測量距離、蜂鳴器報(bào)警和數(shù)碼管顯示。 系統(tǒng)的主程序設(shè)計(jì) 超聲波測距系統(tǒng)的控制核心是單片機(jī)，軟件主要完成測量過程控制、精確計(jì)時(shí)、數(shù)據(jù)計(jì)算及結(jié)果處理等功能。主程序?qū)φ麄€(gè)單片機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行初始化后，由單片機(jī)的IO口TRIG觸發(fā)測距，給測距模塊輸入端最少10us的高電平信號(hào)，模塊自動(dòng)發(fā)送8個(gè)40khz的方波，自動(dòng)檢測是否有信號(hào)返回，同時(shí)將定時(shí)器T0啟動(dòng)。有信號(hào)返回，通過IO口ECHO輸出一個(gè)高電平，高電平持續(xù)的時(shí)間就是超聲波從發(fā)射到返回的時(shí)間，同時(shí)系統(tǒng)進(jìn)入中斷服務(wù)程序。然后調(diào)用距離計(jì)算的子程序，再根據(jù)定時(shí)器T0記錄的時(shí)間計(jì)算出所需要測量的距離，然后再調(diào)用顯示子程序，再將測出的距離以十進(jìn)制的形式送到數(shù)碼管顯示，同時(shí)調(diào)用聲音處理程序來控制蜂鳴器進(jìn)行報(bào)警。，完成后續(xù)的工作，假如標(biāo)志位清零則說明接收到了回波信號(hào)，那么主程序就返回到初始端重新將回波接收標(biāo)志位置位并且在單片機(jī)的TRIG端口上發(fā)送10us的高電平信號(hào)到超聲波發(fā)射電路，就這樣，連續(xù)不斷地運(yùn)行，循環(huán)不斷地工作用來實(shí)現(xiàn)測距。在進(jìn)行超聲波測距時(shí)，實(shí)際上測距就是記錄從超聲波發(fā)射電路發(fā)射超聲波信號(hào)開始到接收到信號(hào)的聲波的往返時(shí)間差，然后通過數(shù)據(jù)計(jì)算出距離。其中，N為計(jì)數(shù)器的值，聲速的值取為340m/s綜合以上的分析可得到系統(tǒng)主程序流程圖。開始開始單片機(jī)初始化初始化定時(shí)器T0發(fā)射超聲波 檢測是否有回波 NO NO 開啟定時(shí)器 YES 讀取計(jì)數(shù)值計(jì)算距離蜂鳴報(bào)警LED數(shù)碼管顯示 標(biāo)志位清零 主程序工作流程圖 中斷處理程序 負(fù)責(zé)計(jì)算車尾與障礙物之間的距離是INT0的中斷程序。根據(jù)前面的對(duì)超聲接收電路的分析，在超聲波集成模塊接收到超聲波回波信號(hào)后，使系統(tǒng)中斷，則系統(tǒng)轉(zhuǎn)入中斷處理程序。進(jìn)入中斷處理后，定時(shí)器T0就立即被關(guān)閉，同時(shí)讀取返回的高點(diǎn)平的持續(xù)時(shí)間值，并給回波接收標(biāo)志位清零即成功接收到回波信號(hào)。 中斷處理程序流程圖 顯示子程序在顯示數(shù)據(jù)時(shí)，為了節(jié)省I/O端口資源，降低功耗，本設(shè)計(jì)采用動(dòng)態(tài)顯示的方法。其中P1口是段碼，低電平有效。P3口是位碼，低電平有效。究竟是哪個(gè)數(shù)碼管會(huì)顯示出字形，取決于單片機(jī)對(duì)位選通端電路的控制，所以我們只要將需要顯示的數(shù)碼管的選通控制打開，該位就顯示出字形，沒有選通的數(shù)碼管就不會(huì)亮。通過分時(shí)輪流控制各個(gè)數(shù)碼管的的位選端，即可實(shí)現(xiàn)數(shù)字的動(dòng)態(tài)顯示。四個(gè)數(shù)碼管的段碼都是P1口的輸出,即四個(gè)數(shù)碼管輸入的段碼都是一樣的,為了使其分別顯示不同的數(shù)字,對(duì)已處理數(shù)據(jù)查表從高位顯示，經(jīng)過延時(shí)再顯示第二位、再經(jīng)過一段延時(shí)，依次下去直到最低位，然后循環(huán)。這樣測試結(jié)果可通過數(shù)碼管的動(dòng)態(tài)顯示方法顯示出來。在輪流顯示過程中，每位數(shù)碼管的點(diǎn)亮?xí)r間為1～2ms，由于人的視覺暫留現(xiàn)象及發(fā)光二極管的余輝效應(yīng)，盡管實(shí)際上各位數(shù)碼管并非同時(shí)點(diǎn)亮，但只要掃描的速度足夠快，給人的印象就是一組穩(wěn)定的顯示數(shù)據(jù)，不會(huì)有閃爍感，動(dòng)態(tài)顯示的效果和靜態(tài)顯示是一樣的。 顯示子程序的流程圖 距離計(jì)算子程序在主程序中已經(jīng)介紹了障礙物距離的計(jì)算公式為：S=(V*T0)/2=17T0/1000cm（其中T0為計(jì)數(shù)器T0的計(jì)數(shù)值），由于本次設(shè)計(jì)使用的是程序語言，所以需要調(diào)用乘法與除法子程序。 距離計(jì)算子程序流程超聲波距離計(jì)算方法設(shè)計(jì)原理為超聲波發(fā)生器T在某一時(shí)刻發(fā)出一個(gè)超聲波信號(hào)，當(dāng)這個(gè)超聲波遇到被測物體（障礙物）后反射回來，回波被超聲波接收器R所接收到。這樣只要計(jì)算出從發(fā)射超聲波到接收到超聲波信號(hào)所用的時(shí)間，就可以利用上述公式計(jì)算出超聲波發(fā)生器與被測物體之間的距離。在啟動(dòng)發(fā)射超聲波脈沖信號(hào)的同時(shí)啟動(dòng)內(nèi)部定時(shí)器T0，利用定時(shí)器的計(jì)數(shù)功能記錄超聲波發(fā)射與接收到回波之間的時(shí)間。當(dāng)收到超聲波反射波（回波）時(shí)，接收芯片在INT1端輸出一個(gè)中斷請(qǐng)求信號(hào)，單片機(jī)響應(yīng)外部中斷請(qǐng)求，執(zhí)行外部中斷服務(wù)子程序，讀取時(shí)間差T0。第6章 總結(jié)和展望 總結(jié) 隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，超聲波將在測距儀中的應(yīng)用越來越廣。但就目前技術(shù)水平來說，人們可以具體利用的測距技術(shù)還十分有限，因此，這是一個(gè)正在蓬勃發(fā)展而又有無限前景的技術(shù)及產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域。展望未來，超聲波測距儀作為一種新型的非常重要有用的工具在各方面都將有很大的發(fā)展空間，它將朝著更加高定位高精度的方向發(fā)展，以滿足日益發(fā)展的社會(huì)需求。 本設(shè)計(jì)主要是基于STC89C52芯片為核心的超聲波測距儀，并有HCSR04超聲波測距模塊、數(shù)碼管顯示等器件組成，包括單片機(jī)系統(tǒng)、超聲波發(fā)射電路、超聲波接收電路、單片機(jī)復(fù)位電路、LED顯示電路和按鍵電路，主要實(shí)現(xiàn)車輛超聲波測距并報(bào)警功能。設(shè)計(jì)的最終結(jié)果是使超聲波測距儀能夠產(chǎn)生超聲波，實(shí)現(xiàn)超聲波的發(fā)送與接收，從而實(shí)現(xiàn)利用超聲波方法測量物體間的距離。以數(shù)字的形式顯示測量距離。本文所設(shè)計(jì)的超聲波測距報(bào)警系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)簡單、體積小、抗干擾性能好，若要滿足更高的精度要求，還須進(jìn)行適當(dāng)改進(jìn)。在某些特殊場合的應(yīng)用中，還要考慮超聲波的人射角、反射角以及超聲波傳播介質(zhì)的密度、表面光滑度等因素。本系統(tǒng)不僅適用于車輛距離報(bào)警系統(tǒng)，還適用于水文液位測量，應(yīng)用范圍較廣。 展望本設(shè)計(jì)還可以在幾個(gè)方面進(jìn)行修改完善，進(jìn)而使得本設(shè)計(jì)的測距儀功能更加完善，諸如：1．因?yàn)槌暡ㄌ筋^的限制，本設(shè)計(jì)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(shí)際情況對(duì)探頭進(jìn)行合適的更換。2．系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能不高，當(dāng)與向障礙物移動(dòng)速度小的時(shí)侯，能夠穩(wěn)定測量并穩(wěn)定顯示，但是如果移動(dòng)速度太大就會(huì)使誤差也逐漸增大。3．本設(shè)計(jì)中并沒有溫度補(bǔ)償模塊，主要是本設(shè)計(jì)做為倒車?yán)走_(dá)使用對(duì)精確的距離要求不高主要是起到警報(bào)的作用，所以沒有采用溫度補(bǔ)償模塊進(jìn)行設(shè)計(jì)。如果在設(shè)計(jì)中考慮到溫度補(bǔ)償這個(gè)模塊，并添加到設(shè)計(jì)中去，那么整個(gè)系統(tǒng)將會(huì)更完善。4．整個(gè)設(shè)計(jì)利用的是超聲波模塊設(shè)計(jì)，電路簡單，編程容易，完全能實(shí)現(xiàn)功能要求。汽車倒車?yán)走_(dá)所涉及的學(xué)科的內(nèi)容比較多，諸如傳感器、單片機(jī)等，現(xiàn)在各個(gè)學(xué)科還在不斷的發(fā)展之中，相信也將推動(dòng)這個(gè)系統(tǒng)功能的更加完善，并且應(yīng)用將更為廣泛。 致 謝首先，我要感謝張瑞老師在畢業(yè)設(shè)計(jì)中對(duì)我給予的悉心指導(dǎo)和嚴(yán)格要求，在我畢業(yè)論文寫作期間，老師給我提供了各方面知識(shí)上的指導(dǎo)和日常生活上的關(guān)懷，沒有您這樣的幫助和關(guān)懷，我不會(huì)這么順利的完成畢業(yè)設(shè)計(jì)，借此機(jī)會(huì)，向您表示由衷的感激。接著，我要感謝我的室友給了我很多寶貴的意見。在畢業(yè)設(shè)計(jì)的短短3個(gè)月里，你們給我提出很多寶貴的意見，給了我不少幫助還有工作上的支持，在此也真誠的謝謝你們。感謝山東科技大學(xué)，感謝您為我提供了4年大學(xué)學(xué)習(xí)的機(jī)會(huì)，也許我馬上就要離開，但我永遠(yuǎn)不會(huì)忘記在這4年中哭過、笑過的回憶。參考文獻(xiàn)[1] Vizimuller. 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