【導(dǎo)讀】聲波在空氣中的速度為340米/秒。超聲波指向性強，能量消耗緩慢，可以計算出距離。使用這種方法測試距離迅速、方便、制作容易、價格低廉且測。量精度可達到工業(yè)要求。本課題意在使用51單片機設(shè)計與制作超聲波倒車雷達。繪制系統(tǒng)組成框圖，確定設(shè)計方案；了解電路所需集成芯片的功能，參數(shù)和工作原理；繪制整機電路圖；制作實物并完成軟、硬件調(diào)試；提交畢業(yè)設(shè)計論文。使用超聲波傳感器測距；使用4位數(shù)碼管顯示距離；使用18B20進行溫度補償（可選）。以及改進意見等；第7周：第二次檢查設(shè)計完成情況，并作好畢業(yè)答辯準備；報告等必要資料交指導(dǎo)教師審閱，由指導(dǎo)教師寫出審閱意見。準用徒手畫，必須按國家規(guī)定的標準或工程要求繪制。設(shè)計的超聲波汽車倒車探測器正是考慮安全方面的問題。其中硬件電路包括濾波電路、放大電路和整形電路。濾波電路的作用是濾掉。一些噪音；因為超聲波傳感器是通過振動產(chǎn)生電流的，所產(chǎn)生的電流非常微弱，

　　

【正文】 tmpchange 。 distance_data outeH。 //測量結(jié)果的高 8 位 distance_data 8。 //放入 16 位的高 8 位 distance_data distance_data|outeL。//與低 8 位合并成為 16 位結(jié)果數(shù)據(jù) distance_data* 11。 //因為定時器默認為 12分頻 distance_data 157+*tmp *distance_data /10000。 if succeed_flag 0 distance_data 0。 //沒有回波則清零 A2t tmp %100。 A1 A2t/10。 A2 A2t%10。 conversion distance_data 。 //*************************************************************** //外部中斷 0，用做判斷回波電平 INTO_ interrupt 0 // 外部中斷是 0 號 outeH TH1。 //取出定時器的值 outeL TL1。 //取出定時器的值 succeed_flag 1。 //至成功測量的標志 EX0 0。 //關(guān)閉外部中斷 //顯示數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換程 序 void conversion uint temp_data uchar ge_data,shi_data,bai_data,k_data,w_data 。 w_data temp_data/10000 。 temp_data temp_data%10000。 //取余運算 k_data temp_data/1000 。 temp_data temp_data%1000。 //取余運算 bai_data temp_data/100 。 temp_data temp_data%100。 //取余運算 shi_data temp_data/10 。 temp_data temp_data%10。 //取余運算 ge_data temp_data。 EA 0。 kk k_data。 ww w_data。 bai bai_data。 shi shi_data。 ge ge_data 。 EA 1。 //****************************************************************** void delay_20us uchar bt 。 for bt 0。bt 60。bt++ 。 第四章 安裝與調(diào)試 正確的調(diào)試系統(tǒng)才能使各模塊正常工作。 使用的設(shè)備： 示波器 一臺 數(shù)字萬用表 一臺 電烙鐵及焊接工具 一套 卷尺 一把 小一字起 一把 導(dǎo)線 若干 硬件調(diào)試 ，元器件極性是否正確。 ，把其打打到二極管檔位，用兩支表筆分別接觸需要測量的引腳，如果萬用表發(fā)出聲音，則兩引腳連接正常；如果萬用表不響，則表示兩點之間沒連上。 軟件調(diào)試 使用 keil uVision3 編寫程序，通過 avr_fighter 將程序下載到單片機 AT89S51 芯片內(nèi)。 整機調(diào)試 。 ，觀察各端口是否定義正確， LCD1602液晶顯示是否正常。在我們調(diào)試的過程中發(fā)現(xiàn)編程定義液晶所對應(yīng)的端口位出現(xiàn)錯誤，導(dǎo)致液晶不能正常顯示，經(jīng)過仔細檢查，將定義錯的端口改過來，液晶能夠正常的顯示。 ，將超聲波發(fā)射和接收頭放置在距離障礙物 20cm 左右處，觀察液晶是否能顯示距離。在我們調(diào)試過程中，發(fā)現(xiàn)不能顯示距離，經(jīng)過對硬件電路多次調(diào)節(jié)，液晶能顯示距離，但不準確，經(jīng)過對電路的調(diào)節(jié)和對程序的修改，最終能正常的測出距離。 第五章 使用說明 使用說明 使用超聲波測距時，先確保各部 件的電源和信號線已連接正確。將程序下載到 AT89S51 芯片內(nèi)，并將其裝入制作的電路板中。 當汽車倒車時，接通電源，這時超聲波測距模塊開始工作，當汽車移動便可以顯示當前離障礙物的距離。當距離超過能測的最大距離時，液晶顯示預(yù)設(shè)初值，當距離小于所允許的距離事，報警系統(tǒng)就開始報警。 按下 Srst1 時，系統(tǒng)還原為初始化狀態(tài)。 故障檢修 在硬件和軟件安裝與調(diào)試過程中出現(xiàn)了一些故障，通過反復(fù)檢查將故障排除。如下為出現(xiàn)的故障和排除的方法。 LCD1602 液晶不能顯示。原因在于編程時沒有注意到 液晶各引腳對應(yīng)單片機上的端口位，定義端口位錯誤，將定義端口位改過來液晶就能正常顯示。 不能接收到超聲波。原因在于沒有把發(fā)射端的頻率調(diào)到 40kHz，接收端cx20216 的增益偏大或偏小，經(jīng)過多次調(diào)節(jié)，最終能夠接收到超聲波并能夠顯示距離。 測得的距離與實際距離不符。原因在與超聲波的聲速受溫度等各種因素影響，在加上溫度補償和對超聲波在程序上的補償，最終在很大程度上縮小了測得距離和實際距離的誤差。 結(jié)論 本課題是基于 51 單片機的超聲波倒車雷達設(shè)計與制作，實現(xiàn)了所要實現(xiàn)的功能，能夠正確的測出所要測的距離，并 通過測得當前溫度對其進行了溫度補償，使其測得的距離更加準確。各硬件單元的設(shè)計也符合課題的要求，但是在設(shè)計過程中還有許多不足之處。比如所設(shè)計的功能還有所欠缺，只有基本的功能。還有就是考慮到當汽車倒車離障礙物一定距離就發(fā)生報警，以提示要碰到障礙物，當?shù)管囘_到最小距離時，系統(tǒng)將自動切斷引擎，將其強制停下來。 在以后的改進過程中將所能考慮到的和許多的不足之處逐一添加進去，使其功能更加齊全，設(shè)計的更加人性化。 參考文獻 [1] 王靜霞 ??單片機應(yīng)用技術(shù)（ C 語言版）：電子工業(yè)出版社， [2] 鄧木生 ??模擬電子電路分析與應(yīng)用：高等教育出版社， [3] 吳松林 ??傳感器與檢測技術(shù)基礎(chǔ)：北京理工大學(xué)出版社， [4] 電子制作 2021 年第 8 期：《電子制作》編輯部， [5] DS18B20 官方英文文檔： DS18B20 官方英文站點下載 [6] 中國電子開發(fā)網(wǎng)： /bbs 致謝 通過這次的畢業(yè)設(shè)計，使我不僅認識到了自己的許多不足，在整個過程中，也讓從中學(xué)到了許多東西，要想在未來的道路上走得更遠更好，我們就應(yīng)該從現(xiàn)在開始，抓緊每 一分每一秒，努力學(xué)習(xí)，遇到事情要多動手，不要一味的去想，只有在實踐中才能出真理。 本次關(guān)于基于 51 單片機的超聲波倒車雷達設(shè)計與制作是在余娟老師的精心指導(dǎo)下，和同組內(nèi)其他成員的共同努力下才得以順利完成。經(jīng)過這次畢業(yè)設(shè)計把我大學(xué)三年來所學(xué)的理論知識轉(zhuǎn)化為實際應(yīng)用，既鍛煉了我們的實際操作能力，又使理論知識得以加強和升華，激發(fā)了創(chuàng)新意識。在整個項目開發(fā)過程中我懂得了許多東西，也培養(yǎng)了我獨立工作的能力，樹立了對自己工作能力的信心，相信會對今后的學(xué)習(xí)、工作、生活有非常重要的影響。而且大大提高了動手的能力，使我充分體會到 了在創(chuàng)造過程中探索的艱難和成功的喜悅。雖然這個項目還不是很完善，但是在設(shè)計過程所學(xué)到的東西是我這次畢業(yè)設(shè)計的最大收獲和財富，使我終身受益。 再次感謝指導(dǎo)老師余娟老師和各位老師、同學(xué)們的幫助。 附錄 圖 A：總原理圖 圖 B： PCB 表 A：元件清單 元件清單 元件代號 元件名稱 元件規(guī)格 數(shù)量（個） 元件代號 元件名稱 元件規(guī)格 數(shù)量（個） U1 單片機芯片 AT89S51 1 C4 瓷片電容 330P 1 U2 555 芯片 NE555 1 C5 瓷片電容 1000P 1 U3 六位反相器 CD4069 1 C6 瓷片電容 10nf 1 U4 紅外接收芯片 CX20216A 1 C7,C8 瓷片電容 33P 2 LS23 超聲波傳感器 CBS40R/T 1 對 C9 電解電容 10uf 1 J1 溫度傳感器 18B20 1 C10 瓷片電容 104 1 J2 液晶顯示器 MC16204X 1 C11 電解電容 470uf/16V 1 RP1 排阻 470R 1 LS1 蜂鳴器 ― 1 R1 電阻 1 XTAL1 晶振 1 R2 電阻 200K 1 Srbt1 按鍵 ― 1 R3,R4,R8 電阻 10K 3 Q1 三極管 PNP 型 1 R5 電阻 1K 1 RW1 精密變阻器 200R 1 R6 電阻 10R 1 RW2 精密變阻器 20K 1 R7 電阻 200R 1 RW3 精密變阻器 10K 1 R9 電阻 1 C1 瓷片電容 473 1 R10 電阻 1 C2 電解電容 1uf 1 R11 電阻 1R 1 C3 電解電容 1 /hanqi2844 /hanqi2844 /hanqi2844 /hanqi2844 /hanqi2844 /hanqi2844 /hanqi2844 /hanqi2844 /hanqi2844 專業(yè)（系） 電氣工程系 班 級 鐵道通訊 082 班 學(xué)生姓名 何貽輝 指導(dǎo)老師 余娟 完成日期 2021 年 4 月 23 日 報警模塊 電源電路模塊 單片機最小系統(tǒng) LCD1602 顯示模塊 超聲波發(fā)射模塊 超聲波接收模塊 溫度補償模塊 DS18B20 初始化 溫度檢測 溫度補償 超聲波發(fā)射 距離計算 LCD 顯示模塊 超聲波接收 報警 開始 初始化 超聲波發(fā)射 定時器 1 溢出？ 是否收到？ N N Y Y 數(shù)據(jù)處理 顯示 開始 DS18B20 初始化 讀字節(jié) 寫字節(jié) DS18B20 初始化 讀取溫度 開始 LCD 初始化 LCD 是否為忙？ Y N 單片機向 LCD 寫命令 單片機向 LCD 寫數(shù)據(jù) 顯示數(shù)據(jù) 結(jié)束 中斷開始 取定時器 1 的值 成功標志位賦值 關(guān)外部中斷 返回