【導(dǎo)讀】的指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的成果。盡我所知，除文中特別加以標(biāo)。對(duì)本研究提供過幫助和做出過貢獻(xiàn)的個(gè)人或集體，均已在文。中作了明確的說明并表示了謝意。的規(guī)定，即：按照學(xué)校要求提交畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的印刷本和電子版本；閱覽服務(wù)；學(xué)?？梢圆捎糜坝?、縮印、數(shù)字化或其它復(fù)制手段保存論文；在不以贏利為目的前提下，學(xué)?？梢怨颊撐牡牟糠只蛉績?nèi)容。測(cè)距法設(shè)計(jì)的一種倒車防撞報(bào)警系統(tǒng)?？刂葡到y(tǒng)核心部分就是超聲波測(cè)距儀和語音。高，價(jià)格便宜的優(yōu)點(diǎn)。超聲測(cè)距模塊采用的是HC_SR04，語音播報(bào)模塊采用的是。超聲波測(cè)距模塊，延時(shí)模塊等組成。據(jù)單片機(jī)設(shè)定的報(bào)警范圍決定是顯示距離還是進(jìn)行相應(yīng)的語音播報(bào)。和軟件設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了各個(gè)模塊的功能。相關(guān)部分附有硬件電路圖、程序流程圖。和進(jìn)行相應(yīng)的語音提示，能較好地運(yùn)用到實(shí)際生活當(dāng)中。

　　

【正文】 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 26 TH0=0。 TL0=0。 //計(jì)算完距離之后，繼續(xù)清零為下次做準(zhǔn)備 S=(time*)/100。 //算出來是 CM if(S=50) {sp=0。 delay_ms(1)。 sp=1。 // 啟動(dòng)語音播報(bào)模塊 } else{。 } //語音模塊等待觸發(fā)命令 if((S=700)||flag==1) //超出測(cè)量范圍顯示 { flag=0。 disbuff[0]=10。 // disbuff[1]=10。 // disbuff[2]=10。 // } else //在正常測(cè)量范圍之內(nèi)正常顯示 { disbuff[0]=S%1000/100。 disbuff[1]=S%1000%100/10。 disbuff[2]=S%1000%10 %10。 } } 計(jì)算距離的時(shí)候，首先計(jì)算出超聲波發(fā)出到接收的時(shí)間差，然后由設(shè)定的公式進(jìn)行相應(yīng)的計(jì)算得出距離值，當(dāng)小于設(shè)定的報(bào)警距離時(shí)候，觸發(fā)語音報(bào)警模塊，進(jìn)行相應(yīng)的語音提示，如果在設(shè)定的距離范圍值之內(nèi)，則進(jìn)行相應(yīng)的顯示。 唐 山 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 27 5 實(shí)物性能測(cè)試 單片機(jī)測(cè)試 判斷單片機(jī)是否處于正常工作的狀態(tài)，就要判斷單片機(jī)電源 ,復(fù)位電路及時(shí)鐘電路是否正常工作有一個(gè)簡單的辦法，首先打開電 源觀察 led 是否亮起，如果亮起證明有電供應(yīng)。接下來，用萬用表檢測(cè)單片機(jī)的 20 和 40腳之間的電壓是不是為 5V,這兩項(xiàng)測(cè)試表明單片機(jī)已經(jīng)正常供電。接下來檢查復(fù)位電路是否正常工作，將萬用表的紅色針放在 9 號(hào)引腳上，黑色針放在 20 腳上，檢測(cè)電壓為 0V，按下復(fù)位按鍵，測(cè)到的電壓為 5V，說明復(fù)位電路工作正常。 程序調(diào)試 調(diào)試程序是意見非常鍛煉人的工作，寫程序是需要一步步來的，有時(shí)是缺個(gè)符號(hào)，少個(gè)分號(hào)，有時(shí)是大小寫的問題，有時(shí)候甚至不知道是什么問題，導(dǎo)致程序編譯出現(xiàn)問題。有時(shí)，程序進(jìn)行不下去，耽誤很長時(shí)間。但是，經(jīng) 過不斷的寫程序，改程序，最后終于通過了編譯。如圖 51所示，為編譯成功后的 KEIL 編程的界面。 圖 51 編譯成功的界面 唐 山 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 28 6 編程和下載軟件的介紹 Keil 的簡介 下面介紹 KEIL 的編程使用方法： 1. 使用 Keil 前必須先安裝。安裝過程簡單，這里不在進(jìn)行詳細(xì)的敘述。 2. 安裝好了 Keil 軟件以后，我們打開它。打開以后界面如圖 61。 圖 61 3. 我們先新建一個(gè)工程文件， 點(diǎn)擊 “ ProjectNew Project?” 菜單 ，如圖 62。 圖 62 ,輸入工程文件名 LED（名字根據(jù)需要可以隨便設(shè)置） , 最后單擊保存。 唐 山 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 29 圖 63 CPU 廠商及型號(hào)。 圖 64 Atmel 公司的 AT89S52(在實(shí)際使用中根據(jù)自己的芯片的型號(hào)選擇 ) 后 , 單擊確定。 唐 山 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 30 圖 65 “是”。 圖 66 8．新建一個(gè) C51 文件 , 單擊左上角的 New File 如圖 67。 圖 67 唐 山 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 31 ，單擊 SAVE 如圖 68。 圖 68 （注意后綴名必須為 .C），再單擊“保存”，如圖 69。 圖 69 : 用鼠標(biāo)在 Source Group1 上單擊右鍵 , 然后再單擊 Add Files to Group ‘ Source Group 139。 如圖 610。 圖 610 唐 山 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 32 , 找到 后 , 單擊 Add, 然后單擊 Close 。 圖 611 : 圖 612 , 現(xiàn)在我們開始編譯工程如下圖 613 和 614。我們先單擊編譯 , 如果在錯(cuò)誤與警告處看到 0 Error(s) 表示編譯通過 。 圖 613 圖 614 唐 山 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 33 .hex 燒寫文件 ,先單擊 Options for Target,如圖 615。 圖 615 616 中 ,我們單擊 Output, 選中 Create HEX F。再單擊“確定”。 圖 616 ‘實(shí)驗(yàn) 1’，查看是否生成了 HEX 文件，生成的 hex文件如圖 617。如果沒有生成，在執(zhí)行一遍步驟 10到步驟 12，直到生成。 圖 617 唐 山 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 34 Altium Designer 的簡介 為適應(yīng)日新月異的電子設(shè)計(jì)技術(shù)， Altium 于 2020年 7月在全球范圍內(nèi)推出最新版本 Altium Designer Summer 09 (Protel 系列 軟件 最新版本 )。 Summer 09的誕生延續(xù)了連續(xù)不斷的新特性和新技術(shù)的應(yīng)用過程。 Altium Designer 32位 的基于 FPGA 的處理器系統(tǒng)也有更多通用性，支持大量第三方的軟核和分立處理器，包括 Xilinx MicroBlaze 軟處理器、 Sharp BlueStreak LH79520(基于 ARM720T)和 AMCC PowerPC 405CR 分立處理器。這些新器件的支持，對(duì)于已經(jīng)有了 8位和 32位目標(biāo)獨(dú)立軟處理器支持的 Altium Designer 設(shè)計(jì)系統(tǒng)來說，使設(shè)計(jì)者在使用 FPGA 進(jìn)行 嵌入式系統(tǒng)開發(fā) 時(shí)更加靈活。 Altium Designer FPGA 開發(fā)方面有以下主要特點(diǎn)。 （ 1）支持不依賴于 FPGA 廠商即各個(gè)廠商通用的數(shù)字系統(tǒng)開發(fā)。 Altium Designer NanoBoard 開發(fā)器。 NanoBoard 開發(fā)器標(biāo)準(zhǔn)配置有兩塊可以選擇的 FPGA 子板，分別為： Altera Cyclone（ EP1C12Q240C7）和 Xilinx Spartan IIE（ XC2S300EPQ208C），由于各個(gè)廠家不同芯片引腳有些不同， Altium Designer 腳之間連接的約束文件（ Constrain Files），可以定義不同 FPGA 與 PCB 上的引腳對(duì)應(yīng)關(guān)系。這樣就可在 NanoBoard 上將設(shè)計(jì)好的 FPGA 邏輯關(guān)系換燒到不同的廠家生產(chǎn)的不同系列的 FPGA 上；就可以依賴于不同廠商的 FPGA 而進(jìn)行開發(fā)，這一點(diǎn)在實(shí)際開發(fā)中有很大的好處。 （ 2）豐富的原理圖庫，有大量的預(yù)綜合元件，包括處理器。 在原理圖 庫里 有大量預(yù)綜合的元器件，設(shè)計(jì)者可以調(diào)用到 FPGA 設(shè)計(jì)上。包括 很多 IP 模塊可以直接調(diào)用。有大量免費(fèi)使用的 IP 庫可以放心使用。在設(shè)計(jì)中需要的元件基本上都可以在 IP 庫里找到，包括 51核和 DSP模塊等。這給 IP 資源復(fù)用（ IP Reuse）帶來了很大的方便。 （ 3）在工程的設(shè)計(jì)和調(diào)試階段都支持原理圖導(dǎo)向設(shè)計(jì)方法。 （ 4）為了方便在 FPGA 上設(shè)計(jì)嵌入式系統(tǒng)， Altium Designer Altium 獨(dú)特的基于 FPGA 的現(xiàn)場(chǎng)設(shè) 計(jì) 開發(fā)板 —— NanaBoard（ Nanolevel Breadoard）和一系列的混合到原理圖層的 FPGA 物理設(shè)備。一旦設(shè)計(jì)被綜合并下載到 NanaBoard，設(shè)計(jì)者就可利用 JTAG 通信技術(shù)對(duì)任何核進(jìn)行通信和控制。 （ 5）支持軟硬件并行開發(fā)，克服以往嵌入式系統(tǒng)軟硬件開發(fā)的串行開發(fā)形式中的缺點(diǎn)。這種方法必將成為以后 FPGA 開發(fā)的主流方法。 唐 山 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 35 圖 618 Altium Designer 登陸界面 圖 619 Altium Designer 繪圖界面 唐 山 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 36 STC_ISP_V480 的 簡介 STC_ISP_V480 是下載程序用的軟件，在運(yùn)行 STC_ISP_V480 下載軟件之前，應(yīng)該先給出 ISP的 C程序源代碼 :此程序是在 KeilC中要建立工程文件 ,包含 函數(shù) ,并且在 和 中都要保留 STC 的定義 .傳入用戶代碼時(shí) ,需要與計(jì)算機(jī)進(jìn)行通信 ,一般采用 RS232 串行通信 ,數(shù)據(jù)協(xié)議采用簡單協(xié)議。 具體的使用方法： 一、先把學(xué)習(xí)實(shí)驗(yàn)板和計(jì)算機(jī)連接好（接好串口線和電源） 二、打開 STCISP v480，在 MCU Type 欄目下選中單片機(jī)，如 STC89C52RC：根據(jù)您的 9針的數(shù)據(jù)線連接情況選中 COM端口，最好把波特率適當(dāng)下調(diào)一些，按圖 620選中各項(xiàng)： 圖 620 STCISP v480的界面圖 三、先確認(rèn)硬件連接正確，按下圖點(diǎn)擊“打開文件”并在對(duì)話框內(nèi)找到您要下載的 HEX 文件： 四、選中兩個(gè)條件項(xiàng)，這樣可以使您在每次編譯 KEIL 時(shí) HEX 代碼能自動(dòng)加載到 STCISP，點(diǎn)擊“ Download/下載”： 五、按下電源開關(guān)的時(shí)候即可把可執(zhí)行文件 HEX 寫入到單片機(jī)內(nèi)，圖 621 所示是正在寫入程序截圖： 唐 山 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 37 圖 621 單片機(jī)程序下載截圖 唐 山 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 38 7 結(jié)論 本課題介紹了一種基于單片機(jī)的超聲波測(cè)距系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，主要是應(yīng)用在汽車倒車預(yù)警系統(tǒng)中，主要是出發(fā)點(diǎn)是由日常生活中經(jīng)常出現(xiàn)的汽車事故，為了應(yīng)用所學(xué)知識(shí)更好的造福社會(huì)，提出本次設(shè)想并在老師的指導(dǎo)下進(jìn)行實(shí)施。給出了硬件和軟件的設(shè)計(jì)方案。 超聲波傳感器是本系統(tǒng)的核心器件，本論文詳細(xì)地介紹了超聲波傳感器的原理、結(jié)構(gòu)、檢測(cè)方式以及它的一些特性。只有深入地了解超聲波傳感器的工作原理，才能更好的設(shè)計(jì)測(cè)距電路。單片機(jī)是本系統(tǒng)的控制部分，采用常用的STC89C52 單片機(jī)。驅(qū)動(dòng)超聲波傳感器的 40kHz 的方波信號(hào)，就是由單片機(jī)編程產(chǎn)生的。通過檢測(cè)發(fā)射和接受的時(shí)間差值，通過計(jì)算得到距離。本系統(tǒng)的 LED 顯示當(dāng)前的距離。但距離小于設(shè)定距離時(shí)，通過語音單元系統(tǒng)進(jìn)行報(bào)警。通過調(diào)試，最終實(shí)物可以實(shí)現(xiàn)功能，達(dá)到了設(shè)計(jì)的目的。但由于經(jīng)驗(yàn)不足，電路硬件、軟件部分還有不夠完善的地方，在今后的學(xué)習(xí)中會(huì)進(jìn)一步改進(jìn)。自己設(shè)計(jì)的產(chǎn)品在實(shí)用性上也存在很大差距，需要不斷的完善和改進(jìn)，也需要不斷的學(xué)習(xí)去盡力去實(shí)現(xiàn)一些創(chuàng)新的功能。 唐 山 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 39 謝辭 經(jīng)過半年的畢業(yè)設(shè)計(jì)，感覺自己無論是在學(xué)習(xí)的積極性上，還是親自 動(dòng)手的能力，都有了一個(gè)階躍式的發(fā)展和進(jìn)步，畢業(yè)設(shè)計(jì)帶給我的不僅是一次精神意志力的考驗(yàn)，更是對(duì)我以前不敢勇于嘗試的一個(gè)否定，很多事情都是想的很難，但是當(dāng)自己真正付諸行動(dòng)的時(shí)候才發(fā)現(xiàn)，很多難題都是因?yàn)樽约阂郧安桓覈L試，其實(shí)，這種啟迪將讓我受益終生。 在此，我不得不感謝我的指導(dǎo)老師??楊旭東老師，在每周二下午都要抽出一定的時(shí)間對(duì)我們進(jìn)行相應(yīng)的輔導(dǎo)，有時(shí)候在我們不能按時(shí)去的時(shí)候，他還會(huì)本人親自來宿舍為我們指導(dǎo)，當(dāng)我有時(shí)候懈怠，遇到困難不想繼續(xù)下去的時(shí)候，總是能給我鼓勵(lì)，鼓勵(lì)我努力完成自己的設(shè)想，最后終于克服重重困難 ，完成了自己的設(shè)計(jì)，并實(shí)現(xiàn)了自己預(yù)想的功能，當(dāng)出現(xiàn)結(jié)果的那一刻，那種喜悅之情溢于言表，同時(shí)也感謝我的舍友們，給我技術(shù)和精神上的支持和鼓勵(lì)，更加堅(jiān)定了我的信念，別人能做好的，我也一定要做好，謝謝大家。 最后，我還是得感謝我所參考論文的那些作者們，是你們的探索，為我指明了方向，謝謝你們！ 參考文獻(xiàn) [1] 韋穗林 ， 基于單片機(jī)的汽車防撞預(yù)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn) ，現(xiàn)代電子技術(shù)， 2020 [2] 孫琳琳等，倒車?yán)走_(dá) ——