【導(dǎo)讀】基于51的超聲波測距汽車防撞系統(tǒng)，介紹了超聲波測距的基本原理和系統(tǒng)框圖，給出了超聲波發(fā)射和接收電路，通過盲區(qū)的消除，提高了測距的精確度。量兩點(diǎn)間距離的超聲波液位檢測系統(tǒng)。系統(tǒng)主要由超聲波發(fā)射器電路、超聲波接收器。電路、單片機(jī)控制電路、按鍵電路及顯示電路構(gòu)成。提示司機(jī)作出相應(yīng)反應(yīng)動(dòng)作。此系統(tǒng)具有易控制、工作可靠、測量精度高的優(yōu)點(diǎn)，可

　　

【正文】 平高低來判斷是否有鍵按下。將常開按鍵的一端接地，另一端接一個(gè) I/O 口，程序開始時(shí)將此 I/O 口置于高電平，平時(shí)無鍵按下時(shí) I/O口保 護(hù)高電平。當(dāng)有鍵按下時(shí)，此 I/O口與地短路迫使 I/O 口為低電平。按鍵釋放后，單片機(jī)內(nèi)部的上拉電阻使 I/O 口仍然保持高電平。我們所要做的就是在程序中查尋此 I/O 口的電平狀態(tài)就可以了解我們是否有按鍵動(dòng)作了。在用單片機(jī)對鍵盤處理的時(shí)候涉及到了一個(gè)重要的過程，那就是鍵盤的去抖動(dòng)。這里說的抖動(dòng)是機(jī)械的抖動(dòng)，是當(dāng)鍵盤在未按到按下的臨界區(qū)產(chǎn)生的電平不穩(wěn)定正常現(xiàn)象，并不是我們在按鍵時(shí)通過注意可以避免的。這種抖動(dòng)一般 10~200毫秒之間，這種不穩(wěn)定電平的抖動(dòng)時(shí)間對于人來說太快了，而對于時(shí)鐘是微秒的單片機(jī)而言則是慢長的。硬件去 抖動(dòng)就是用部分電路對抖動(dòng)部分加之處理，軟件去抖動(dòng)不是去掉抖動(dòng)，而是避抖動(dòng)部分的時(shí)間，等鍵盤穩(wěn)定了再對其處理。所以這里選擇了軟件去抖動(dòng)，實(shí)現(xiàn)法是先查尋按鍵當(dāng)有低電平出現(xiàn)時(shí)立即延時(shí) 10~200 毫秒以避開抖動(dòng)（經(jīng)典值為 20 毫秒），延時(shí)結(jié)束后再讀一次 I/O 口的值，這一次的值如果為 1表示低電平的時(shí)間不到 10~200 毫秒，視為干擾信號。當(dāng)讀出的值是 0時(shí)則表示有按鍵按下，調(diào)用相應(yīng)的處理程序。硬件電路如圖 ： 定時(shí)器 控制 計(jì)算 傳輸 調(diào)制 40k 振蕩 超聲波發(fā)射 計(jì)時(shí) 增益放大 超聲波接收 障礙物 21 S1SW P BS2SW P BS3SW P BG ND 圖 按鍵 電路圖 22 6 系統(tǒng)程序的設(shè)計(jì) 系統(tǒng)程序主要包括主程序、顯示數(shù)據(jù)子程序、報(bào)警子程序和按鍵 子程序等。 主程序 主程序的主要功能是負(fù)責(zé)距離的顯示、讀出并處理 HCRS04 的測量距離值，按鍵控制有效距離限制，當(dāng)測量的值超過預(yù)設(shè)值時(shí)，蜂鳴器發(fā)聲報(bào)警。 主程序流程圖如圖 所示。 圖 主流程圖 顯示數(shù)據(jù)子程序 顯示數(shù)據(jù)子程序的主要功能就是把超聲波模塊測量后的結(jié)果經(jīng)單片機(jī)處理完畢的距離顯示在數(shù)碼管上。 顯示數(shù)據(jù)子程序流程圖如圖 所示。 Y N 初始化 調(diào)用顯示子程序 障礙物存在 讀出距離值 數(shù)值處理 開始 結(jié)束 23 圖 顯示數(shù) 據(jù)子流程圖 報(bào)警子程序 報(bào)警子程序的主要功能是在距離值超過預(yù)警值時(shí)，能夠使蜂鳴器發(fā)聲從而達(dá)到報(bào)警的目的。 報(bào)警子程序流程圖如圖 所示。 圖 報(bào)警子流程圖 按鍵子程序 按鍵子程序的主要功能是有效距離可調(diào)，功能鍵調(diào)整上限，再次功能鍵調(diào)整下限，再次按功能退出。 按鍵子程序流程圖如圖 所示。 Y 開始 超出預(yù)設(shè)值 Y 蜂鳴器報(bào)警 結(jié)束 開始 賦型和位 結(jié)束 24 圖 按鍵子流程圖 25 結(jié) 論 本論文中雖然對安全距離模型進(jìn)行了改進(jìn)，但仍需進(jìn)一步改進(jìn)和細(xì)化，采用一定的控制理論和算法，使模型更 具有科學(xué)性、可靠性和可操作性。本系統(tǒng)現(xiàn)階段只是就危險(xiǎn)情況實(shí)現(xiàn)了向駕駛員報(bào)警，事實(shí)上由于駕駛員的反應(yīng)性有差異及注意力不集中、疲勞駕駛等因素的存在，有時(shí)未必能及時(shí)采取減速、剎車等措施，因此系統(tǒng)下一步的目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)剎車的功能，使駕駛員的安全更有保障。 （ 1)本系統(tǒng)只是在理論上討論了汽車防碰撞的問題，由于實(shí)驗(yàn)設(shè)備和時(shí)間問題還沒有進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。 (2)本系統(tǒng)還應(yīng)該進(jìn)一步在復(fù)雜天氣 (雨、雪、大霧 )，潮濕、冰雪路面上進(jìn)一步測試，驗(yàn)證系統(tǒng)的設(shè)計(jì)功能。 (3)在本系統(tǒng)基礎(chǔ)上，進(jìn)一步開發(fā)車輛自適應(yīng)巡航控制系統(tǒng)，使車輛的舒適性和 主動(dòng)安全性得到提高 . 26 參考文獻(xiàn) [1] 胡漢才．單片機(jī)原理及 系統(tǒng)設(shè)計(jì) [M] .北京 :清華大學(xué)出版社， 2021. [2] 王守中 . 51 單片機(jī)開發(fā)入門與典型實(shí)例 [M].北京 :人民郵電出版社， 2021. [3] 陳雪麗 . 單片機(jī)原理及接口技術(shù) [M].北京 :化學(xué)工業(yè)出版社 , 2021. [4] 薛均義，張彥斌 .MCS51 系列單片微型計(jì)算機(jī)及其應(yīng)用 .西安：西安交通大學(xué)出版社， 2021. [5] 唐穎，程菊花，任條娟 .單片機(jī)原理與應(yīng)用及 C51 程序設(shè)計(jì) [M].北京：北京大學(xué)出版社， 2021 [6] 鐘勇，范森海， 王永輝 .高速公路事故的誘因及預(yù)防對策 [J].公路交通科技 .2021(6). [7] 鄭安國 .我國高速公路交通事故的基本特點(diǎn)與預(yù)防對策 [J].公路交通科技學(xué)報(bào) .2021(4). [8] 陳曉東 .鄭建祥汽車用微機(jī)可靠性試驗(yàn)研究 [J].汽車與電器 .2021(增刊 ). [9] 周立功 .發(fā)展有限公司 .P89V51RD2 器件手冊 .. . 27 附 錄 （ A） (單片機(jī)原理圖 ) Y11 2 M H ZR12 . 2 KR22 . 2 KR32 . 2 KR42 . 2 KR52 2 0R62 2 0R72 2 0R82 2 0R92 2 0R 1 02 2 0R 1 12 2 0R 1 22 2 0R 1 32 . 2 kQ19 0 1 2Q29 0 1 2Q39 0 1 2Q49 0 1 2Q59 0 1 2L S 1S P E A K E RS1S W P BS2S W P BS3S W P BC13 0 pC23 0 p123456789J21 0 kE A / V P31X119X218R E S E T9RD17WR16I N T 012I N T 113T014T115P 1 0 / T1P 1 1 / T2P 1 23P 1 34P 1 45P 1 56P 1 67P 1 78P 0 039P 0 138P 0 237P 0 336P 0 435P 0 534P 0 633P 0 732P 2 021P 2 122P 2 223P 2 324P 2 425P 2 526P 2 627P 2 728P S E N29A L E / P30T X D11R X D10U1S T C 8 9 C 5 2OC1C111D22D33D44D55D66D77D88D91Q192Q183Q174Q165Q156Q147Q138Q12U27 4 H C 5 7 3W1 W2 W3 W4W1W2W3W4+5G N DABCDEFGdpG N D1 2 3 4J P 1超聲波G N DTrigEchoT r i gE c h oG N D+5G N De1d2dp3c4g5S46b7S38S29f10a11S112U34 L E DA F BE Ddp C GS1 S2 S3S4R 1 41 0 K+ C31 0 u FG N D+5+5+532 1P1DC112233445566SZS W IT C HG N D+5 28 致 謝 首先，我要感謝我的指導(dǎo)老師在畢業(yè)設(shè)計(jì)中對我給予的悉心指導(dǎo)和嚴(yán)格要求，同時(shí)也感謝本校的一些老師在畢業(yè)設(shè)計(jì)期間 所給予我得幫助。在我畢業(yè)論文寫作期間，各位老師給我提供了種種專業(yè)知識上的指導(dǎo)和日常生活上的關(guān)懷，沒有您們這樣的幫助和關(guān)懷，我不會(huì)這么順利的完成畢業(yè)設(shè)計(jì)，借此機(jī)會(huì)，向您們表示由衷的感激。同時(shí)還要感謝系實(shí)驗(yàn)室在畢業(yè)設(shè)計(jì)期間提供給我們優(yōu)越的實(shí)驗(yàn)條件。 接著，我要感謝和我一起做畢業(yè)設(shè)計(jì)的同學(xué)。在畢業(yè)設(shè)計(jì)的短短幾個(gè)月里，你們給我提出很多寶貴的意見，給了我不少幫助還有工作上的支持，在此也真誠的謝謝你們。同時(shí)，我還要感謝我的寢室同學(xué)和身邊的朋友，正是在這樣一個(gè)團(tuán)結(jié)友愛，相互促進(jìn)的環(huán)境中，在和他們的相互幫助和啟發(fā)中，才有我 今天的小小收獲。 最后我要深深地感謝我的家人，正是他們含辛茹苦地把我養(yǎng)育成人，在生活和學(xué)習(xí)上給予我無盡的愛、理解和支持，才使我時(shí)刻充滿信心和勇氣，克服成長路上的種種困難，順利的完成大學(xué)學(xué)業(yè)。 還有許許多多給予我學(xué)業(yè)上鼓勵(lì)和幫助的朋友，在此無法一一列舉，在此也一并表示忠心地感謝！