【文章內容簡介】 0**停止110正轉101反轉111剎停100停止4 軟件設計 本設計的軟件設計利用keil軟件，采用C語言編寫。與同樣具有單片機編寫能力的匯編語言相比，C語言在編寫程序時，更加簡單、容易理解而且移植性特別強，可以靈活運用，使得本設計的軟件設計可以直接利用現(xiàn)有的模塊程序。 主程序設計 結束是否再次檢測距離顯示在數(shù)碼管上發(fā)出報警，制動系統(tǒng)自動剎車判斷超聲波測到的距離是否小于報警距離將報警距離寫入EEPROM中采用系統(tǒng)設置的報警距離判斷是否有鍵按下，需要設置距離定時器初始化，賦初值開始 N Y Y N Y N 主程序設計框圖本設計的程序設計主要是利用52單片機eeprom的存儲功能，系統(tǒng)初始化后，將預先設置好的最小報警距離參數(shù)存進eeprom中，再利用超聲波測距模塊發(fā)送超聲波，計算出最終的距離，并且與預先設置好的最小報警距離作比較。如果小于報警距離，蜂鳴器發(fā)出報警聲，并且同時向電機驅動電路發(fā)送剎停信號，產生自動剎車；如果距離合適就顯示在數(shù)碼管上，如此反復。 超聲波測距子程序設計結束超聲波接收端接收超聲波判斷定時器計數(shù)是否大于40000定時器發(fā)送超聲波，并且開始計數(shù)ECHO是否為低電平定時器初始化，賦初值開始 Y N Y N 超聲波測距子程序框圖單片機向超聲波測距模塊的ECHO口發(fā)送最少10us的高電平，觸發(fā)超聲波測距模塊開始工作，發(fā)射端發(fā)射若干個40KHZ的方波，并且同時啟動定時器，當接收端接收到數(shù)據(jù)時，關閉定時器，定時器計算出從超聲波信號被發(fā)送出去到信號被接收到整個過程所需的時間，根據(jù)這個時間可以計算出車尾到障礙物的具體距離。當超聲波從發(fā)射到接收所花的時間超過300ms時，可以判定超聲波測距失效，結果錯誤。 數(shù)碼管顯示子程序本設計采用四位共陽極數(shù)碼管進行距離顯示，數(shù)碼管的段選位分別與單片機的P1口相連。由于數(shù)碼管為共陽顯示，需要顯示的數(shù)碼管段選位應該為低電平，根據(jù)數(shù)碼管顯示數(shù)字時的段選位可以編碼出P1口的高低電平數(shù)據(jù)。當共陽數(shù)碼管顯示數(shù)字時，其0,1,2,3,4,5,6,7,8,9，a, b, c, d, e, f所對應的編碼數(shù)應該為0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8, ox80,0x98,0x88,0xc3, 0xc6,0xa1,0x86,0x8e。其相應的四位位選位也應該用低電平觸發(fā)數(shù)碼管閃亮，哪一位位選信號為零，就選通哪一位數(shù)碼管。本設計采用數(shù)碼管動態(tài)顯示方式，輪流向各位數(shù)碼管動態(tài)顯示送出段選碼和控制哪一位亮的位選碼，利用發(fā)光二極管的余輝和人眼的視覺暫留作用，使人感覺好像四位數(shù)碼管在同時顯示，而實際上四位數(shù)碼管是一位一位輪流顯示的，只是輪流的速度相當快，人眼無法分辨出來。 。 數(shù)碼管顯示子程序框圖 鍵盤子程序設計本設計采用獨立鍵盤，三個鍵盤裝在P2口，單片機不斷的檢測P2口并將P2口與0x07相與，若最終所得的值不等于0x07，則有鍵被按下。最終值為0x03，表示K1鍵被按下；最終值為0x05，表示K2鍵被按下；最終值為0x06，表示K3鍵被按下。判斷出被按下的鍵，不同的鍵執(zhí)行不同的功能，K1按下時整個模塊停止工作，這時按下K2或K3可以分別加減最小的報警距離，提醒汽車駕駛員停止倒車，當設置完成后，再次按下K1鍵模塊重新開始工作。由于本設計的鍵盤采用的是彈性小按鍵，在按鍵時會產生按下抖動和釋放抖動，會對單片機的檢測產生影響，所以當單片機I/O口第一次檢測到低電平時，應對單片機進行5ms的延時，若單片機延時后仍然還是低電平，則認為鍵盤被按下，這時執(zhí)行其所要進行的工作，應該等待按鍵被釋放后，其按鍵工作才能算真正完成。 鍵盤控制子程序設計 定時器子程序設計本設計應用了STC89C52單片機定時器0的方式一進行工作，當超聲波測距模塊開始發(fā)送超聲波時，定時器0被清0、賦初值、初始化、開始工作，當超聲波測距模塊接收到返回的超聲波時，定時器0結束計時，關閉中斷。定時器0的高八位和低八位分別被賦予0，當定時器計時完成后，就可以根據(jù)16位定時器的值得到超聲波所經過的時間，利用標志位flag_time0計算定時時間，flag_time0=TH0*256+TL0,可以計算出高電平持續(xù)時間。定時器1應用在中斷服務子程序中，向定時器1的TH1賦值為0xf8,向TL1賦值為0x30，表示定時器計時2ms后產生中斷，當定時器產生中斷150次后表示超聲波沒有接收到返回的超聲波，測距失敗，顯示器顯示‘888’。定時器啟動后，它便在原來的數(shù)值上開始進行加1計數(shù)，若程序開始時，沒有設置TH1和TL1，則系統(tǒng)默認它們的值都是0，因為晶振選擇的頻率為12MHZ，又因為12個時鐘周期為一個機器周期，那么此時系統(tǒng)的機器周期為1us，計滿TH1和TL1需要65536個數(shù)，再來一個脈沖計數(shù)定時器就會產生溢出，這時定時器申請中斷。由上可知，定時器產生一次中斷溢出需要65536us，如果要計時2ms產生中斷,那么就需要給TH1和TL1先賦初值，在這個初值基礎上計2000個數(shù)后，定時器溢出，此時剛好就是2ms，當定時器產生150次中斷后，也就是300ms產生程序中斷，這樣提高了定時時間，提高了超聲波測距的準確性。 要計2000個數(shù)，TH1和TL1中應該裝入的總數(shù)為655362000=63536,把63536對256求模：63536/256=248，用十六進制表示為0xf8,把63536對256求余：63536%256=96，用十六進制表示為0x30 。 。 定時器子程序框圖 EEPROM子程序設計 STC89C52單片機內部自帶有2KB的EEPROM，STC單片機是利用IAP技術實現(xiàn)的EEPROM，內部Flash擦寫次數(shù)可達100 000次以上。ISP是指在系統(tǒng)編程，通俗一些來講，就是單片機已經焊接在板子上，不用取下，就可以簡單而方便地對其進行編程，比如：我們通常通過計算機給STC單片機下載程序，這就是利用了ISP技術[7]。 根據(jù)對EEPROM的操作，將需要的數(shù)據(jù)存入EEPROM中，在需要使用時，將數(shù)據(jù)從EEPROM中讀取出來，這都是基于EEPROM優(yōu)良的讀寫、擦除性能。EEPROM中每個扇區(qū)為512B，在寫程序時，將每次設置的數(shù)據(jù)放在同一個扇區(qū)內，將設置數(shù)據(jù)的標志符放在另外的扇區(qū)內，因為每次更新數(shù)據(jù)時，都要擦除一個扇區(qū)，這樣剛好可以有效的利用EEPROM中每個扇區(qū)。所以本設計的數(shù)據(jù)部分只采用了EEPROM的第一扇區(qū)，將設置的最小報警距離存放進第一扇區(qū)，每次將超聲波測距測到的距離與EEPROM中存放的距離進行比較，標志部分則放在另外的扇區(qū)內。STC89C52單片機內部可用的Data 。 STC89C52單片機內部EEPROM地址表扇區(qū)起始地址結束地址第一扇區(qū)2000H21FFH第二扇區(qū)2200H23FFH第三扇區(qū)2400H25FFH第四扇區(qū)2600H27FFH第五扇區(qū)2800H29FFH第六扇區(qū)2A00H2BFFH第七扇區(qū)2C00H2DFFH第八扇區(qū)2E00H2FFFH5 硬件調試與分析 硬件調試 在用焊錫和電烙鐵焊接完硬件電路后，利用STCISP將編譯好的程序下載到單片機中，（RXD）,(TXD)口作為下載數(shù)據(jù)口，也可以直接將單片機放進單片機開發(fā)板中下載，這樣可以減少實物的焊接，本設計就是直接利用單片機開發(fā)板下載的。 在硬件設計完成后，可以先將元器件插在面包板上進行測試，這樣可以減少很多不必要的麻煩，如果元器件燒毀或本身就是壞的，一旦將元器件焊接到實驗板上后，很不方便更換，整個實驗板都可能需要重新焊接，所以在制作實物時，一定要認真檢查每一個元器件的安裝、排版是否正確。在實物焊接完成后，給單片機載入程序，單片機可能會出現(xiàn)各種運行不正常，但是如果之前已經在面包板上成功驗證過，則只需要檢查整個實驗板是否焊接好就可以很容易的判斷實物是否正確。 簡而言之，在硬件的實際制作過程中，保持認真，距離成功就已經不遠了。 結果分析完成實物的調試后，接下來就是對實物的精確性進行驗證了，通過對實際距離和該設計測量出來的距離進行比較，分析比較本設計的可利用性。 超聲波測距分析實際距離/cm測量距離1/cm測量距離2/cm 誤差分析/cm112+1222010911177。15048492808081+1160161160+1240240243+3320316320440040139644804784812 本設計在設計時，其范圍為2cm到500cm。根據(jù)以上測試，得出該超聲波測距的誤差范圍在177。4cm之內，當距離較小時，其測量值較準確；隨著測量距離的增大，測量的準確性降低，誤差越來越大。造成這些誤差的可能應該為以下幾點：，實驗室內障礙物較多，可能造成超聲波遇到桌子，柜子等障礙物就已經返回，于是結果不太準確。、焊接的，可能在設計方面有不利于該器件穩(wěn)定的因素，在焊接時也可能出現(xiàn)很多漏洞，所以造成結果不夠準確。，當距離越大，超聲波的衰減性就越強，當距離超過10米時，超聲波測距的弊端會很大的暴漏出來，這是造成超聲波測距不準確的重要原因。，所以對于汽車倒車防撞系統(tǒng)來說，隨著一年四季室內外溫度變化，本設計可能造成測量結果存在較大誤差。如果需要更加準確的測量，則應該加上溫度補償系統(tǒng)，使用溫度傳感器DS18B20采集實時溫度，將溫度的變化考慮進去，有利于提高測距的準確性，這是本設計需要改進的地方。致謝歷時將近五個月的時間，終于完成了畢業(yè)設計，從畢業(yè)設計選題，設計準備到完成實物的設計，再到最終論文的寫作過程中,遇到了很多的困惑，都在老師和同學的指導下度過了?！　‘厴I(yè)設計讓我深深地感受到，老師教給學生的知識是很有局限性的，但是大學中，老師交給我們學習知識的能力和在大學培養(yǎng)出來的自學能力，賦予我們人生未來無限的學習可能。在大四結束時，我們每個人都會踏上自己的工作崗位，或者繼續(xù)自己的學業(yè)，但無論走什么樣的道路，學習仍然是最重要的事情。當我們沒有老師，沒有指定的學習內容時，我們應該充分利用學習能力和自學能力去解決遇到的問題。由于在大學的四年中，我一心一意準備考研從來沒有接觸過項目。因此，在做畢業(yè)設計時，我咨詢了指導教師之后自行尋找資料，自行學習，遇到問題尋找合理的解決方案，從資料中查詢，或從有經驗的同學、老師那里借鑒，最終解決了畢業(yè)設計中所遇到的問題。在這短短的幾個月我學習了單片機、C語言，還買了單片機開發(fā)板自己寫程序進行調試，雖然都沒有很全面的學習，但是通過與實際相結合的方法學習，取得了非常不錯的效果。畢業(yè)設計讓我感受到人脈是一筆巨大財富。在制作畢業(yè)設計的時候，由于涉及到各方面的知識，我不可避免的去接觸各個方面，我們班幾位曾經參加過電賽、“飛思卡爾”智能車賽的同學幫助了我很多，從他們的經驗中，我學習到了很多也給了我很大的啟發(fā)，我很感謝他們。同時，我也深刻感受到不能做一個只會學習的學生，在未來的職業(yè)或生活中，并不是一個人就可以完成所有事情，我們應該合理利用身邊的合作資源，使得效率最大化?！　∽詈螅谖壹磳厴I(yè)之際，我由衷的感謝陜西理工學院物理與電信工學院給了我一個美好的大學生活，為我提供了良好的教育環(huán)境和學習資源，希望陜西理工學院以后發(fā)展的越來越好，培育出能多人才。感謝我的指導老師—王婷老師，她向我提供了各種幫助，并且多次不厭其煩的幫我修改畢業(yè)論文，指導我答辯時應該注意的問題。 感謝那些自己也同樣被畢業(yè)設計忙的焦頭爛額的同學，雖然自己很忙，但卻仍然指導幫助我。 由于我的專業(yè)水平有限，若本論文有任何不合理的地方，還請各位老師和同學批評指教！ 參考文獻[1]張齊，杜群貴.《單片機應用系統(tǒng)設計技術》[M].,2035. 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