【導(dǎo)讀】水平的不斷提高，我國(guó)的汽車數(shù)量正逐年增加。人員中非職業(yè)汽車駕駛?cè)藛T的比例也逐年增加。停車場(chǎng)、車庫(kù)等擁擠、狹窄的地方倒車時(shí)，駕駛員既要前瞻，又要后顧，稍微不小心就會(huì)發(fā)生追尾事故。據(jù)相關(guān)調(diào)查統(tǒng)計(jì)，15％的汽車碰撞事故是因倒車時(shí)汽車的后視能力不良造成的。雷達(dá)便成為近些年來的研究熱點(diǎn)。安全避免障礙物的前提是快。速、準(zhǔn)確地測(cè)量障礙物與汽車之間的距離。為此，設(shè)計(jì)了以單。片機(jī)為核心，利用超聲波實(shí)現(xiàn)無接觸測(cè)距的倒車?yán)走_(dá)系統(tǒng)。減小，反射能力強(qiáng)等特點(diǎn)。工作時(shí)，超聲波發(fā)射器不斷發(fā)射出。一系列連續(xù)脈沖，給測(cè)量邏輯電路提供一個(gè)短脈沖。超聲波測(cè)距原理簡(jiǎn)單，成本低，制作方。越低，從而使超聲波測(cè)距方式只適用于較短距離。該設(shè)計(jì)由超聲波發(fā)射模塊、理、方法以及軟件結(jié)構(gòu)。測(cè)距器使用LCD顯示目標(biāo)物的距離。

　　

【正文】 壓值的大小 ,例如 ,將一個(gè)信號(hào)電壓 U1 和另一個(gè)參考電壓 UR 進(jìn)行比較 ,在 U1UR 和U1UR 時(shí) ,電壓比較器輸出兩個(gè)不同的電平 ,即高電平和低電平。比 較器 的輸出 通常 只有高 電平 和低 電平兩 個(gè)穩(wěn) 定狀 態(tài) ,因此它相 當(dāng)于 一個(gè)受 輸入 信號(hào)控 制的 開關(guān) ,當(dāng)輸 入電 壓經(jīng) 過閾值時(shí)開關(guān)動(dòng)作 ,使輸出從一個(gè)電平跳轉(zhuǎn)到另一個(gè)電平。系統(tǒng)中 ,比山東科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 較器的 作用 是將信 號(hào) 電 壓與設(shè) 定的 基準(zhǔn) 電壓相 比較 ,當(dāng) 信號(hào)電壓大于基準(zhǔn)電壓時(shí) ,比較器輸出正脈沖 ,Q1 導(dǎo)通 , 接收負(fù)脈沖信號(hào) ,單片機(jī) CPU 發(fā)出中斷 ,記錄發(fā)射信號(hào)與接受信號(hào)之間的時(shí)間 ,并計(jì)算 距離 。在比 較器 的設(shè) 計(jì)中要 考慮 兩點(diǎn)因 素 :第一 ,要使 Q1 導(dǎo)通 。第二 ,要使經(jīng)過 三極管以后的電壓與 AT89C52 的 口相匹配。為了在實(shí)際應(yīng)用時(shí)能得到合適的參數(shù) ,將 R10設(shè)計(jì)為最大阻值為 kΩ的電阻 ,這樣 ,R10 的阻值便可得到滿足上述條件的電壓信號(hào)。用做電壓比較器的的 LM358，從圖 可以看出比較器的的基準(zhǔn)電壓是可調(diào)的，因?yàn)閺某暡ń邮?的信號(hào)，要求有很高的靈敏度和精度，從放大電路出來的電壓變化是非常微妙的，必須配和可調(diào)的基準(zhǔn)電壓采能滿足進(jìn)行比較達(dá)到設(shè)計(jì)中的需要。 LM358 內(nèi)部包括有 兩個(gè)獨(dú)立的、高增益、內(nèi)部頻率補(bǔ)償?shù)碾p運(yùn)算放大器，適合于電源電壓范圍很寬的單電源使用，也適用于雙電源工作模式，在推薦的工作條件下，電源電流與電源電壓無關(guān)。它的使用范圍包括傳感放大器、直流增益模塊和其他所有可用單電源供電的使用運(yùn)算放大器的場(chǎng)合。 圖 37 為 LM358 的引腳結(jié)構(gòu)圖。 山東科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 圖 37 LM358 的引腳結(jié) LCD 液 晶顯 示部 分結(jié) 構(gòu) 在顯示模塊中，選擇了 OCMJ4X8C 型圖形點(diǎn)陣液晶顯示模塊進(jìn)行顯示。通過硬件電路和軟件結(jié)合使得 在液晶中顯示如圖38 所示。 OCMJ4X8C 一共有有 20 個(gè)引腳，包括數(shù)據(jù)引腳，控制引腳和電源引腳，硬件電路非常簡(jiǎn)單。強(qiáng)大的功能主要是通過軟件實(shí)現(xiàn)。 圖 38 LCD 顯示屏 LCD 的參數(shù)和 性能及引腳介紹 OCMJ4X8C 是一種圖形點(diǎn)陣液晶顯示器 ,它主要由行驅(qū)動(dòng)器 / 列驅(qū)動(dòng)器及 128 64 全點(diǎn)陣液晶顯示器組成 .可完成圖形顯示 , LCD OCMJ4X8C 超聲波測(cè)距儀 當(dāng)前 溫度 00 度 當(dāng)前距離： 00 米 山東科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 也可以顯示 8 4 個(gè) (16 16 點(diǎn)陣 )漢字 .LCD 顯示器是 把 LCD 顯示屏和控制模塊結(jié)合在一起組成一個(gè)的整體。 主要技術(shù)參數(shù)和性能 : ? 電源 :VDD:+5V； LCD 外接驅(qū)動(dòng)電壓為 ∽ ? 顯示內(nèi)容 :128(列 ) 64(行 )點(diǎn) ? 全屏幕點(diǎn)陣 ? 七種指令 ? 與 CPU 接口采用 8 位數(shù)據(jù)總線并行輸入輸出和 8 條控制線 . ? 占空比 1/64 ? 工作溫度 :10℃ ∽ +60℃ ,存儲(chǔ)溫度 : 20℃ ∽ +70℃ 顯示器模塊的外部接口是通過它的外接引腳，由外部對(duì)其進(jìn)行讀寫操作共同形 成的。外部引腳提供了接口的通道，而外部單片機(jī)對(duì)模塊的讀寫操作則執(zhí)行了單片機(jī)的模塊之間的信息交流，也就是顯示內(nèi)容的交流 .JM12864J 一共有 20 個(gè)引腳，外部引腳編號(hào)為 1～ 20。外接引腳編號(hào)、符號(hào)及其含義如表 2所示。 表 2 外部引腳及含義 管腳號(hào) 管腳名稱 電平 管腳功能描述 1 VSS 0V 電源地 2 VDD 電源電壓 3 V0 液晶顯示器驅(qū)動(dòng)電壓 :0～ 5V 4 RS H/L RS=“H”, 表示 DB7~DB0 為顯示數(shù)據(jù) RS=“L”, 表示 DB7~DB0 為顯示指令數(shù)據(jù) 5 R/W H/L R/W=“H”,E=“H”, 數(shù)據(jù)被讀到 DB7~DB0 山東科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 R/W=“L”,E=“H → L”, DB7~DB0 的數(shù)據(jù)被寫到 IR 或 DR 6 E H/L 使 能 信 號(hào) ： R/W=“L”,E 信 號(hào) 下 降 沿 鎖 存DB7~DB0 R/W=“H”,E=“H” DDRAM 數(shù)據(jù)讀到 DB7~DB0 7～ 14 DB0～ DB7 H/L 數(shù)據(jù)總線 15 CS1 H/L H:選擇芯片 (右半屏 )信號(hào) 16 CS2 H/L H:選擇芯片 (左半屏 )信號(hào) 17 RESET H/L 復(fù)位信號(hào) ,低電平復(fù)位 18 VOUT 10V LCD 驅(qū)動(dòng)負(fù)電壓 19 LED+ DC+5V LED 背光板電源 20 LED DC0V LED 背光板電源 AT89C52 和 LCD 顯示器模 塊的接口 AT89C52 和 LCD 顯示器模塊的接口包括硬件接口和軟件接口兩個(gè)部分。硬件接口是指 AT89C52 和 LCD 顯示器模塊的信息邏輯接線方法。軟件接口是指 AT89C52 對(duì) LCD 顯示器模塊的顯示控制方法及程序。下面分別介紹這兩種接口 方法。 和 LCD 顯示器 模塊的硬件接口 AT89C52 和 JM12864J 的硬件接口連線如圖 39 所示。在圖中看出， AT89C52 的 P2 端口的 用于 產(chǎn) 生串行通訊的時(shí)鐘信號(hào) ， 其中 用于 串口通訊的數(shù)據(jù)接收。 RST 懸空，默認(rèn)為高電平。 為使顯示屏能具有滿意的亮度，在 +5V 和 5V 之間接一個(gè)山東科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 電位器，用于調(diào)節(jié) VEE 的電壓。 VEE 的電壓一般取 0～ +5V。 圖 39 液晶顯示模塊 語 音報(bào) 警模 塊 在語音報(bào)警模塊中，主要是采用 AP I8108A 放音芯片來實(shí)現(xiàn)不同的距離下，播放不同的聲音，以警示司機(jī)，距離障礙物的距離已經(jīng)很近，注意安全。 山東科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 放音芯片的選擇 語 音 芯 片 從 使 用 功 能 上 ， 基 本 可 以 劃 分 為 錄 音 語 音 芯 片 和放 音 語 音 芯 片 。 通 常 帶 有 錄 音 功 能 的 語 音 芯 片 都 具 有 回 放 語 音 的功 能 ， 但 是 在 播 放 語 音 時(shí) ， 音 質(zhì) 都 沒 有 專 門 的 放 音 語 音 芯 片 好 ，考 慮 到 本 模 塊 只 是 用 來 播 放 提 示 音 ， 不 需 要 錄 音 ， 因 此 選 擇 只 有放音功能的放音芯片。因此選用了 API8108A。其 引腳如圖 310所示。 圖 3 10 AP I8108A 各引腳功能 API8108A 和 AT89C52 的硬件接口 用 AT89C52 的 ， ， ， 四個(gè)口來控制API8108 A 的四 個(gè)頻段來控 制輸 出不同的 警告提示信 號(hào)。其語音分段選擇如圖 所示。硬件接口如圖 311 所示。 山東科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 圖 311 語音分段選擇 山東科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 圖 312 語音報(bào)警電路 電 源模 塊 電源的輸入直接用汽車的 12 的線性電壓，但是該系統(tǒng)的供電只需要一個(gè) 5V的電源，因此采用 LM78 05, LM7809 進(jìn)行兩級(jí)穩(wěn)壓，得到想要的 5 伏電壓。 LM7805, LM78 09 的管腳圖如313 所示。 圖 313LM7805 其電氣特性如圖 314 所示： 山東科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 圖 314 LM7805 電氣特性 電源模塊的硬件如圖 315 所示： 圖 315 電源電路 山東科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 第四章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 系統(tǒng)軟 件部 分包 括主 程序 、中 斷子 程序和 其他 子程 序。主程序完成系統(tǒng)初始化后調(diào)用 LCD 液晶顯示程序 ，再調(diào)用測(cè)距在內(nèi)的各個(gè)子程序完成距離測(cè)量并顯示輸出。各子程序主要有 :延時(shí)子程序、距離計(jì)算子程序 等。主程序流程圖如圖 41 所示。 超 聲波 接收 發(fā)射 軟件 設(shè)計(jì) 超 聲 波 測(cè)距儀的 算法設(shè)計(jì) 測(cè)距系統(tǒng)中的超聲波傳感器采用 UC M40 的壓電陶瓷傳感器，它的工作電壓是 40 kH z 的脈沖信號(hào)， 有 單片機(jī)的 P1. 2 來控制 555 定時(shí)器 。 部分源程序如下： Trig=1 。 //首先 拉高脈沖輸入引腳 , /超聲波輸入端，使能 555產(chǎn)生 40Khz 方波 EA=1。 //打開總中斷 0 TH0=0X00。 TL0=0X00。 delay_20us()。 //延時(shí) 20us ET0=1。// 允許定時(shí)器 0 中斷 ET1=1。// 允許定時(shí)器 1 中斷 TR0=1。//啟動(dòng)定時(shí)器 0 Trig=0。 //產(chǎn)生一個(gè) 20us 的脈沖 山東科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 超聲波測(cè)距的原理為超聲波發(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)物體后反射回來，就被超聲波接收器 R 所接收到。這樣只要計(jì)算出從 發(fā)出超聲波信號(hào)到接收到返回信號(hào)所用的時(shí) 間，就可算出超聲 波發(fā)生器與反射物體的距離。距離的計(jì)算公式為： 22 tcsd ??? （ 1） 其中， d 為被測(cè)物與測(cè)距儀的距離， s 為 聲波的來回的路程， c為聲速， t 為聲波來回所用的時(shí)間。 在啟動(dòng) 發(fā)射電路的同時(shí)啟動(dòng)單片機(jī) 內(nèi)部的定 時(shí)器 T0，利 用定時(shí) 器的計(jì)數(shù) 功能記 錄超聲波發(fā)射的時(shí)間和收到反射波的時(shí)間。當(dāng)收到超聲波反射波時(shí)，接收電路輸出端產(chǎn)生一個(gè)負(fù)跳變，在 I NT0 或 I NT1 端產(chǎn)生一個(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，計(jì)算距離。 一旦 接收 到返回超聲波信號(hào)（即 IN T0 引腳出現(xiàn)低電平），立即進(jìn)入中斷程序。進(jìn)入中斷后就立即關(guān)閉計(jì)時(shí)器 T0 停止計(jì)時(shí)，并將測(cè)距成功標(biāo)志字賦值 1。如果當(dāng)計(jì)時(shí)器溢出時(shí)還未檢測(cè)到超聲波返回信號(hào)，則定時(shí)器 T0溢出中斷將外中斷 0 關(guān)閉，并將測(cè)距成功標(biāo) 志字賦值 2 以表示此次測(cè)距不成功。 前方測(cè)距電路的輸出端接單片機(jī) I NT0 端口，中斷優(yōu)先級(jí)最高，部分源程序如下： void int0_ceju(void) interrupt 1//外部中斷 0 山東科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 { TR0=0。// 關(guān)閉定時(shí)器 1 EA=0。//關(guān)閉總中斷 timeH =TH1。 //取出定時(shí)器的值 timeL =TL1。 //取出定時(shí)器的值 k=ReadTemperature()。 g=k/10。 h=k%10。 tab1[23]=tab2[g]。 tab1[24]=tab2[h]。 time=m*+ ti mh* +ti ml* 。 c=*(sqrt(1+k/273))。 distance=c*time/2。 山東科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 圖 41 主程序流程圖 串?dāng)_問題 設(shè)計(jì)中 ,超 聲波發(fā) 射極 和接 收極距 離較 近 ,這樣 ,當(dāng)發(fā) 射極山東科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 發(fā)射超 聲波 后 ,有 部分 超聲波 沒經(jīng) 過障 礙物反 射就 直接 繞射到接收極上 ,這部分信號(hào)是無用的 ,會(huì)引起系統(tǒng)誤測(cè) 。設(shè)計(jì)中采用延時(shí)技術(shù)來解決這個(gè)問題 ,并設(shè)定延時(shí)時(shí)間 為 1 ms,即在發(fā)射極發(fā)射超聲波 1 ms 內(nèi) ,沒有啟動(dòng)定時(shí)器 ,接收 電路對(duì)此期間接收到的任何信號(hào)不予理睬 ,1 ms 后立即啟動(dòng) T0,這時(shí)接收到的信號(hào)才有效 ,并在接收到回波信號(hào)的同時(shí) ,T0 停。此 時(shí) T0 所記錄的 CPU 發(fā)送脈沖信號(hào)的前沿到回波脈沖信號(hào)之間的時(shí)間才是需要的 . LCD 液 晶顯 示部 分軟 件設(shè) 計(jì) OCMJ4X8C 有 128χ 64 的點(diǎn)的顯示陣列?？娠@示漢字（ 4χ 8 個(gè)16χ 16 點(diǎn)陣漢字），也可顯示數(shù)字（ 4χ 16 個(gè) 16χ 8 點(diǎn)陣數(shù)字）。在軟件編程必須要嚴(yán)格遵守點(diǎn)陣的坐標(biāo)位置，否則就容易漢字?jǐn)?shù)字的重疊，達(dá)不到理想的效果，出現(xiàn)一批亂 碼。在軟件設(shè)計(jì)中，首先要寫入全部字符。查要尋址的的二進(jìn)制編碼的坐標(biāo)位置，定位好后，就寫進(jìn)二進(jìn)制字符。緊接著 就是內(nèi)部寫數(shù)據(jù)代碼指針定位，再寫入數(shù)據(jù)。每一次寫字符時(shí) ，都是寫字符的上半部，接著再寫字符的下半部。同時(shí)必須配合 刷新程序，才能在屏幕上顯示清晰的效果，不會(huì)出現(xiàn)亂碼 。 讀 /寫時(shí)序 利用單 片機(jī)可以實(shí)現(xiàn)對(duì) LCD 顯示器模塊的讀寫操作，也就山東科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 是把顯示信息取出或?qū)懭氲侥K中的顯示數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器 DDRAM 中讀寫有一定的時(shí)序要求。這時(shí)分別介紹其讀時(shí)序和寫時(shí)序。 型 LCD 顯示 模塊的讀時(shí)序 LCD 顯示器模塊的讀時(shí)序由信號(hào) E， R/W， CS， RS 和 DB0～DB7 組成。 E 是能動(dòng)信號(hào)， R/W 是讀寫信號(hào)， RS 是顯示 /指令標(biāo)志位， CS 是選擇信號(hào)， DB0～ DB7 是數(shù)據(jù)信