基于單片機(jī)的倒車?yán)走_(dá)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)-資料下載頁
2025-11-08 21:31本頁面
【導(dǎo)讀】袇莃薇蚆羇蒅莀羅羆膅薅袁羅芇莈袆羄葿蚃螂羃腿蒆蚈芁螞羇羈莄蒄袃羈蒆蝕蝿肀膅蒃蚅聿羋蚈薁肈蒀蒁羀肇膀螆袆肆節(jié)蕿螂肅莄螅蚈肅蕆薈羆肄膆莀袂膃艿薆螈膂莁荿蚄膁肁薄蝕膀芃莇罿腿蒞螞裊腿蒈蒅螁膈膇蟻蚇膇艿蒄羅芆莂蠆袁芅蒄蒂螇芄膄蚇螃袁莆薀蠆袀蒈螆羈衿膈薈襖袈芀螄螀袇莃薇蚆羇蒅莀羅羆膅薅袁羅芇莈袆羄葿蚃螂羃腿蒆蚈芁螞羇羈莄蒄袃羈蒆蝕蝿肀膅蒃蚅聿羋蚈薁肈蒀蒁羀肇膀螆袆肆節(jié)蕿螂肅莄螅蚈肅蕆薈羆肄膆莀袂膃艿薆螈膂莁荿蚄膁肁薄蝕膀芃莇罿腿蒞螞裊腿蒈蒅螁膈膇蟻蚇膇艿蒄羅芆莂蠆袁芅蒄蒂螇芄膄蚇螃袁莆薀蠆袀蒈螆羈衿膈薈襖袈芀螄螀袇莃薇蚆羇蒅莀羅羆膅薅袁羅芇莈袆羄葿蚃螂羃腿蒆蚈芁螞羇羈莄蒄
【正文】 kHz正弦電壓。因該高頻電壓幅值較小，故必須進(jìn)行放大。 東北大學(xué)秦皇島分校畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 第 9 頁 3 系統(tǒng) 硬件設(shè)計(jì) 硬件部分主要由單片機(jī)系統(tǒng)電路、超聲波發(fā)射電路和超聲波檢測接收電路以及聲音和顯示報(bào)警電路組成。單片機(jī)采用 AT89S52 實(shí)現(xiàn)對 CX20206A 紅外接收芯片和 TC/R系列超聲波轉(zhuǎn)換模塊的控制。單片機(jī)通過 引腳經(jīng)反相器來控制超聲波的發(fā)送，然后單片機(jī)不停地檢測 INT0 引腳，當(dāng) INT0 引腳的電平由高電平變?yōu)榈碗娖綍r(shí)表示超聲波已經(jīng)返回。計(jì)數(shù)器所計(jì)的數(shù)據(jù)就是超聲波從發(fā)出到回收到所經(jīng)歷的時(shí)間，通過換 算就可以得到汽車尾部與障礙物之間的距離。顯示電路采用簡單實(shí)用的 4 位共陽 LED 數(shù)碼管，段碼用 74LS244 驅(qū)動(dòng)，位碼用 PNP 三級管 8550 驅(qū)動(dòng)。下面分步介紹各硬件部分的具體設(shè)計(jì)分析。 超聲波發(fā)射電路 超聲波的發(fā)射 整個(gè)過程分為三部分： 產(chǎn)生調(diào)制信號、放大調(diào)制信號、發(fā)送超聲波信號 ： 產(chǎn)生調(diào)制信號：脈沖調(diào)制信號由單片機(jī)產(chǎn)生，經(jīng) I/O 口輸出， AT89S52 通過控制 端口發(fā)送一組頻率約 40kHz 的 PWM 波，脈沖發(fā)射同時(shí)把計(jì)數(shù)器 T0 打開進(jìn)行計(jì)時(shí)，等待回波反射到接收探頭。 放大調(diào)制信號：由于單片機(jī) I/O 口輸出高電平僅為 5V，而為使發(fā)射傳感器能夠工作，發(fā)射端工作電壓就不低于 15V，且工作電壓越大，超聲波的發(fā)射距離也越遠(yuǎn)，因此，在此電路上加功率放大電路，把調(diào)制信號放大。 發(fā)送超聲波信號：將放大后的調(diào)制信號加載于超聲波傳感器上。 超聲波發(fā)射電路包括超聲波產(chǎn)生電路和超聲波發(fā)射電路兩個(gè)部分，產(chǎn)生電路由超聲波探頭 (又稱 “ 超聲波換能器 ” )選用壓電式，發(fā)射電路利用軟件產(chǎn)生 40kHz 的超聲波信號，通過輸出引腳輸入至驅(qū)動(dòng)器，經(jīng)驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)后推動(dòng)探頭產(chǎn)生超聲波。 在本設(shè)計(jì)中， 脈沖發(fā)射采用軟件方式，利用 AT89S52 的 口發(fā)射 40kHz 的方波信號，經(jīng)過放大后輸出到超聲波換能器，產(chǎn)生超聲波。 74LS04 是一個(gè)高速 CMOS 六反相器，具有放大作用，具有對稱的傳輸延遲和轉(zhuǎn)換時(shí)間。本系統(tǒng)將 40KHz 方波信號分成兩路，分別由 74LS04 經(jīng)兩次和一次反向放大，從而構(gòu)成推拉式反向放大。電路圖如圖 所示。發(fā)射電路主要由反向器 74LS04 和超聲波換能器構(gòu)成，單片機(jī) 端口輸 東北大學(xué)秦皇島分校畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 第 10 頁 出 40kHz 方波信號一路經(jīng)一級反向器后送到超聲波換能器的一個(gè)電極，另一路經(jīng)兩級反向器后送到超聲波換能器的另一個(gè)電極。用這種推挽形式將方波信號加到超聲波換能器兩端 ，可以提高超聲波的發(fā)射強(qiáng)度。輸出端采用兩個(gè)反向器并聯(lián)，用以提高驅(qū)動(dòng)能力，上拉電阻 R1 R13 一方面可以提高反向器 74LS04 輸出高電平的驅(qū)動(dòng)能力，另一方面可以增加超聲波換能器的阻尼效果，縮短其自由振蕩的時(shí)間。 P 1 .0fa s h e 0fa s h e 1X T A L 218X T A L 119A L E30EA31P S E N29RS T9P 0 .0 /A D 039P 0 .1 /A D 138P 0 .2 /A D 237P 0 .3 /A D 336P 0 .4 /A D 435P 0 .5 /A D 534P 0 .6 /A D 633P 0 .7 /A D 732P 1 .01P 1 .12P 1 .23P 1 .34P 1 .45P 1 .56P 1 .67P 1 .78P 3 .0 /R X D10P 3 .1 /T X D11P 3 .2 /I NT 012P 3 .3 /I NT 113P 3 .4 /T 014P 3 .7 /R D17P 3 .6 /W R16P 3 .5 /T 115P 2 .7 /A 1 528P 2 .0 /A 821P 2 .1 /A 922P 2 .2 /A 1 023P 2 .3 /A 1 124P 2 .4 /A 1 225P 2 .5 /A 1 326P 2 .6 /A 1 427U1A T 8 9 C5 11 21 21 21 21 2R 1 21 0 kR 1 31 0 kL S 1S P E A K E R 圖 超聲波發(fā)射電路 壓電式超聲波換能器是利用壓電晶體的諧振來工作的。超聲波換能器內(nèi)部有兩個(gè)壓電晶片和一個(gè)換能板。當(dāng)它的兩極外加脈沖信號，其頻率等于壓電晶片的固有振蕩頻率時(shí)，壓電晶片會(huì)發(fā)生共振，并帶動(dòng)共振板振動(dòng)產(chǎn)生超聲波，這時(shí)它就是一個(gè)超聲波發(fā)生器 。反之，如果兩電極問未外加電壓，當(dāng)共振板接收 到超聲波時(shí)，將壓迫壓電晶片作振動(dòng)，將機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電信號，這時(shí)它就成為超聲波接收換能器。 東北大學(xué)秦皇島分校畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 第 11 頁 超聲波檢測接收電路 集成電路 CX20206A 集成電路 CX20206A 是一款紅外接收的專用芯片，常用于電視紅外遙控器。常用的載波頻率 38kHz 與測距的 40kHz 較為相近，可以利用它來做接收電路。 CX20206A(國內(nèi)同類產(chǎn)品型號為 D20206A)是日本索尼公司生產(chǎn)的在紅外遙控系統(tǒng)中作接收預(yù)放用的雙極型集成電路。它還可廣泛用于視頻系統(tǒng)、家用電器遙控電路以及通信系統(tǒng)等。這種 IC 性能優(yōu)越，封裝形式及體 積與許多遙控信號接收器 IC 相同或相似，故可用來代換多種型號的遙控信號接收集成電路。 CX20206A 可用來完成遙控信號，CX20206A 是日本索尼公司生產(chǎn)的紅外解調(diào)集成電路，采用 8 腳單列直插式塑料超小型封裝， +5V 供電，內(nèi)部含可前置放大、自動(dòng)偏置、限幅放大、通帶攄波、峰值檢波、積分比較及施密特整形輸出等電路。其主要功能是從 38kHz 紅外載波信號中，將編碼信號解調(diào)出來，并加以放大和整形，然后再送到微處理器進(jìn)行處理，以實(shí)現(xiàn)遙控操作功能，其具體引腳圖如圖 所示。 +A B L C1 2 3 4 5 6 7 8前置放大 限幅放大 寬頻帶濾波器 檢波器及比較器 整形 滯后比較器紅外信號 增益 檢測端 地 帶通濾波器 積分端 電源端信號輸出端IN C1 C2 G N D F0 C3 O UT V CC輸入端 調(diào)節(jié)器 調(diào)整端圖 集成電路 CX20206A 內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖 CX20206A 的引腳注釋： (1)l 腳：超聲波信號輸入端，該腳的輸入阻抗約為 40kΩ。 (2)2 腳：該腳與 GND 之間連接 RC 串聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，它們是負(fù)反饋串聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)組成部分，改變它們的數(shù)值能改變前置放大器的增益和頻率特性。增大電阻 R 或減小 C，將使負(fù)反饋量增大，放大倍數(shù)下降，反之則放大倍數(shù)增大。但 C 的改變會(huì)影響到頻率特 東北大學(xué)秦皇島分校畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 第 12 頁 性，一般在實(shí)際使用中不必改動(dòng)，推薦選用參數(shù)為 R=， C=。 (3)3 腳：該腳與 GND 之間連接檢波電容，電容量大為平均值檢波，瞬間相應(yīng)靈敏度低 。若容量小，則為峰值檢波，瞬間相應(yīng)靈敏 度高，但檢波輸出的脈沖寬度變動(dòng)大，易造成誤動(dòng)作，推薦參數(shù)為 。 (4)4 腳：接地端。 (5)5 腳：該腳與電源端 VCC 接入一個(gè)電阻，用以設(shè)置帶通濾波器的中心頻率
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