【文章內(nèi)容簡(jiǎn)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(jué)暫留作用，使人的感覺(jué)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(jiǎn)單的4位共陽(yáng)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(wú)法直接驅(qū)動(dòng)的，所以要利用放大電路來(lái)驅(qū)動(dòng)，一般使用三極管來(lái)進(jìn)行放大電流。 聲音報(bào)警電路 鍵盤(pán)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(méi)有按下的時(shí)候，IO檢測(cè)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(cè)到的電平為低電平，通過(guò)檢測(cè)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(pán)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(kāi)關(guān)控制采用自鎖開(kāi)關(guān)，圖中P2為電源盒接口或USB輸入的接口，SW1為電源開(kāi)關(guān)，用來(lái)接通電源或斷開(kāi)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(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)和編寫(xiě)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(cè)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(cè)距系統(tǒng)的控制核心是單片機(jī)，軟件主要完成測(cè)量過(guò)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(cè)距，給測(cè)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(cè)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(guò)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(cè)量的距離，然后再調(diào)用顯示子程序，再將測(cè)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(lái)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(shuō)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(lái)實(shí)現(xiàn)測(cè)距。在進(jìn)行超聲波測(cè)距時(shí)，實(shí)際上測(cè)距就是記錄從超聲波發(fā)射電路發(fā)射超聲波信號(hào)開(kāi)始到接收到信號(hào)的聲波的往返時(shí)間差，然后通過(guò)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(kāi)始開(kāi)始單片機(jī)初始化初始化定時(shí)器T0發(fā)射超聲波 檢測(cè)是否有回波 NO NO 開(kāi)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(chē)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(kāi)，該位就顯示出字形，沒(méi)有選通的數(shù)碼管就不會(huì)亮。通過(guò)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(guò)延時(shí)再顯示第二位、再經(jīng)過(guò)一段延時(shí)，依次下去直到最低位，然后循環(huán)。這樣測(cè)試結(jié)果可通過(guò)數(shù)碼管的動(dòng)態(tài)顯示方法顯示出來(lái)。在輪流顯示過(guò)程中，每位數(shù)碼管的點(diǎn)亮?xí)r間為1～2ms，由于人的視覺(jué)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(yǔ)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(cè)物體（障礙物）后反射回來(lái)，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(cè)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(cè)距儀中的應(yīng)用越來(lái)越廣。但就目前技術(shù)水平來(lái)說(shuō)，人們可以具體利用的測(cè)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(wú)限前景的技術(shù)及產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域。展望未來(lái)，超聲波測(cè)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(cè)距儀，并有HCSR04超聲波測(cè)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(chē)輛超聲波測(cè)距并報(bào)警功能。設(shè)計(jì)的最終結(jié)果是使超聲波測(cè)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(cè)量物體間的距離。以數(shù)字的形式顯示測(cè)量距離。本文所設(shè)計(jì)的超聲波測(cè)距報(bào)警系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)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(chǎng)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(chē)輛距離報(bào)警系統(tǒng)，還適用于水文液位測(cè)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(cè)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(cè)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(cè)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(méi)有溫度補(bǔ)償模塊，主要是本設(shè)計(jì)做為倒車(chē)?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(méi)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(jiǎn)單，編程容易，完全能實(shí)現(xiàn)功能要求。汽車(chē)倒車(chē)?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(xiě)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(méi)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(jiàn)。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(jiàn)，給了我不少幫助還有工作上的支持，在此也真誠(chéng)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(kāi)，但我永遠(yuǎn)不會(huì)忘記在這4年中哭過(guò)、笑過(guò)的回憶。參考文獻(xiàn)[1] Vizimuller. 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