【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 出報(bào)警聲時(shí)，時(shí)基電路 CC7555 處于暫穩(wěn)態(tài)，此時(shí)電源向電容充電，從而使 CC7555 結(jié)束暫穩(wěn)態(tài)回復(fù)到穩(wěn)定狀態(tài)，輸出低電平，使揚(yáng)聲器停止發(fā)出報(bào)警聲，直到下一次測(cè)距結(jié)束產(chǎn)生新的報(bào)警聲。 LED 顯示電路由數(shù)碼管和驅(qū)動(dòng)電路組成。用兩個(gè)數(shù)碼管顯示距離，數(shù)碼管采用靜態(tài)顯示，由芯片 MCS14495 驅(qū)動(dòng)顯示， 、 分別作為驅(qū)動(dòng)芯片 MCS14495的鎖存 信號(hào)，用于控制產(chǎn)生的 BCD(Binary Code Decimal，二進(jìn)制編碼表示的十進(jìn)制數(shù)碼 )是顯示高位還是低位 [8]。 圖 32 AT89C2051 外圍接口電路圖 主控單片機(jī) AT89C2051 主要 是 完成程序的執(zhí)行、數(shù)據(jù)的處理和對(duì)外部電路的實(shí)時(shí)控制。內(nèi)部定時(shí)器 T0 工作在定時(shí)方式， T0 在超聲波發(fā)射時(shí)開始計(jì)數(shù)，當(dāng) 引腳收到回波后，停止計(jì)數(shù)， T0 所計(jì)時(shí)間即為超聲波往返傳輸時(shí)間，單片機(jī)對(duì)該數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，即可測(cè)出距離。內(nèi)部定時(shí)器 T1 工作在計(jì)數(shù)方式，由 引腳輸入的脈沖信號(hào)控制 T1 計(jì)數(shù)，由 T1 所計(jì)數(shù)值確 定汽車的車速 [9]。 單片機(jī)根據(jù)所測(cè)距離和車速進(jìn)行比較，判斷是否驅(qū)動(dòng)報(bào)警電路報(bào)警，如設(shè)定： 平頂山學(xué)院 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 基于單片機(jī)的倒車防 撞 報(bào)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 張部興 7 當(dāng)車速小于等于 30km/min 時(shí)，安全距離應(yīng)大于等于 1m；當(dāng)車速小于等于 80km/min時(shí)，安全距離應(yīng)大于等于 2m；當(dāng)車速大于 80km/min 時(shí)，安全距離應(yīng)大于等于 5m 等 。主控單片機(jī) 外圍接口電路圖如 上 圖 32 所示。 AT89C2051 單片機(jī)的性能及特點(diǎn) AT89C205 是一種低功耗、高性能 CMOS 8 位微控制器，具有 2K 的系統(tǒng)可編程Flash 存儲(chǔ)器。使用 Atmel 公司高密度非易失性存儲(chǔ)器技術(shù)制造，與工業(yè) 80C51 產(chǎn)品指 令和引腳完全兼容。片上 Flash 允許程序存儲(chǔ)器在系統(tǒng)可編程，亦適于常規(guī)編程器。在單芯片上，擁有靈巧的 8 位 CPU 和在系統(tǒng)可編程 Flash，使得 AT89C205 為眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高靈活、超有效的解決方案。 AT89C205 具有以下標(biāo)準(zhǔn)功能：2K 字節(jié) Flash， 128 字節(jié) RAM， 32 位 I/O 口線，兩個(gè)數(shù)據(jù)指針，三個(gè) 16 位定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器，一個(gè) 6 向量 2 級(jí)中斷結(jié)構(gòu)，全雙工串行口，片內(nèi)晶振及時(shí)鐘電路。 AT89C2051是一個(gè)低功耗、高性能的 CMOS 8位微處理器，與 MCS51系列指令集和引腳兼容，具有以下特點(diǎn) ： 128bytes內(nèi)部 RAM， 2kbytes EPROM， 15根 I/O線， 2個(gè) 16位定時(shí) /計(jì)數(shù)器， 5個(gè)兩級(jí)中斷源， 1個(gè)全雙工串行口，一個(gè)片內(nèi)精密模擬比較器和片內(nèi)振蕩器，低功耗的閑置和掉電模式。工作電壓范圍 ~，工作頻率取12MH[10]。 AT89C2051中 的 兩個(gè) 16位定時(shí) /計(jì)數(shù)器寄存器 T0和 T1，作定時(shí)器時(shí)，可計(jì)數(shù)機(jī)器周期，計(jì)數(shù)頻率為振蕩頻率的 1/12；作計(jì)數(shù)器時(shí)，可對(duì)外部輸入引腳 上出現(xiàn)從 1至 0的變化時(shí)增 1，計(jì)數(shù)頻率為振蕩頻率的 1/24。 T89C2051的 引 腳排列如圖33所 示。 其 主要功能特性如表 31所示。 對(duì) 管腳 的 說明如下： (1)端口 P1可以用作為 8位雙向 I/O引腳控制， 內(nèi)部提升電阻， 及 ， (AIN1)輸入， P1的輸出緩沖器可以吸入 20mA而直接驅(qū)動(dòng) LED顯示器， 。 (2)端口引腳 ~ 7位雙向 I/O引腳控制，并提供內(nèi)部提升電阻， ，無法做一般 I/O控制， P3口輸出緩沖器可以吸入 20mA電 流。 超聲波傳感器 超聲波傳感器是超聲波倒車防撞雷達(dá)中的重要部件，每套 含 1 個(gè)發(fā)射頭 (T)和 1 平頂山學(xué)院 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 基于單片機(jī)的倒車防 撞 報(bào)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 張部興 8 個(gè)接收頭 (R)，應(yīng)配對(duì)使用。為防止泥水污染宜選用防水型結(jié)構(gòu)。超聲波傳感器的主要參數(shù)有 ： 發(fā)射、接收的中心頻率通常為 177。1kHz、帶寬 1kHz(3dB)；發(fā)射頭的最大余振時(shí)間 ~(因生產(chǎn)廠家、型號(hào)不同而異 )。 圖 33 標(biāo)準(zhǔn)工作模式引腳圖 表 31 AT89C2051主要功能特性 由于車后障礙物 (或人 )的反射面積或大或小，為提高檢測(cè)的可靠 性、不留盲區(qū)，需要在車輛后尾架或底盤上安裝左、中、右 3 套超聲波傳感器。 超聲波諧振頻率發(fā)生與調(diào)理電路設(shè)計(jì) 超聲波諧振頻率 的 發(fā)生與調(diào)理電路如圖 34 所示。 NE555 和電容電阻組成的電路產(chǎn)生 40KHz 的方波，以使超聲波傳感器產(chǎn)生諧振；而后面的 CD4049 則對(duì) 40KHz兼容 MCS51 指令系統(tǒng) 2K 可反復(fù)擦寫 (1000 次 ) Flash ROM 15 個(gè)雙向 I/O 接口 6 個(gè)中斷源 兩個(gè) 16 位可編程定時(shí) /計(jì)數(shù)器 時(shí)鐘頻率 0~24MHz 兩個(gè)外部中斷源 可直接驅(qū)動(dòng) LED 低功耗睡眠功能 可編程 UARL 通道 ~ 的寬工作電壓范圍 128*8bit 內(nèi)部 RAM 兩個(gè)串行中斷 兩級(jí)加密位 內(nèi)置一個(gè)模擬比較放大器 軟件設(shè)置睡眠和喚醒功能 平頂山學(xué)院 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 基于單片機(jī)的倒車防 撞 報(bào)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 張部興 9 頻率信號(hào)進(jìn)行調(diào)理。 PLUS_EN1 是超聲波信號(hào)發(fā)射的使能控制端口，當(dāng)該端口接低電平時(shí)，模組將不能發(fā)射超聲波信號(hào)，即 40KHz 的方波 [2]。 圖 34 超聲波諧振頻率發(fā)生與調(diào)理電路 超聲波回波接收與處理電路設(shè)計(jì) 超聲波回波接收與處理電路如圖 35 所示。超聲波接收處理部分電路前級(jí)采用NE5532 構(gòu)成 10000 倍放大器，對(duì)接收信號(hào)進(jìn)行放大；后級(jí)采用 LM311 比較器對(duì)接收信號(hào)進(jìn)行調(diào)整，比較電壓為 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(cè)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 [5]。 顯示電路和報(bào)警電路設(shè)計(jì) 電路如圖 36所示。由于系統(tǒng)用到單片機(jī)的輸入 /輸出端口不多，在不考慮功能擴(kuò)展時(shí)，從功能夠用和低成本的角度考慮，采用 AT89C2051單片機(jī)作為控制電路的核心器件。 AT89C2051單片機(jī)共有 20個(gè)引腳，其中有 15個(gè) I/O端口 ( )。兩個(gè)16位定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器，其體積小、價(jià)格低。采用 12 MHz高精度的晶振，以獲得較穩(wěn)定的時(shí)鐘頻率，減小測(cè)量誤差。單片機(jī)的 P3． 3端口周期性的輸出一串 40 kHz的矩形脈沖，通過雙路四選一模擬開關(guān) CD4052周期性地加到四路超聲波發(fā)射與回波接收電路。單片機(jī)的 CD4052的選通信號(hào)。單片機(jī)的 端口為外部中斷 0中斷申請(qǐng)信號(hào)輸入端。三位 LED數(shù)碼 管采用動(dòng)態(tài)掃描顯示。 U4的小 平頂山學(xué)院 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 基于單片機(jī)的倒車防 撞 報(bào)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 張部興 10 數(shù)點(diǎn)常亮， U4的單位為 m， U5的單位為 dm， U6的單位為 cm。采用有源蜂鳴器作為報(bào)警發(fā)音器件，一是器件成本低，二是便于動(dòng)態(tài)掃描顯示的軟件編程。 圖 35 超聲波回波接受處理電路 圖 36 單片機(jī)控制、顯示與報(bào)警電路 平頂山學(xué)院 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 基于單片機(jī)的倒車防 撞