【導(dǎo)讀】在現(xiàn)實生活中應(yīng)用十分廣泛。本文根據(jù)聲波在空氣中可定向發(fā)射和反射。文章提出了微處理器控制的超聲波汽車倒車測距系統(tǒng)的設(shè)計方案。出不同等級的報警聲，同時顯示車后障礙物與車體的距離。論文概述了超聲波探測器的發(fā)展?fàn)顩r及基本原理。檢測、顯示等部分的設(shè)計方案進(jìn)行了分析。從系統(tǒng)的性能需求、實用要求出發(fā)，對系統(tǒng)組成、檢測原理和方法作出選擇并對軟硬件進(jìn)行了設(shè)計。汽車倒車時的不便被汽車制造行業(yè)所重視。人們希望有一種裝置能夠?qū)崿F(xiàn)汽車。的情況，幫助駕駛員掃除視野死角，提高駕駛的安全性。距離，用LED數(shù)碼管顯示距離，報警器及示意指示燈報警。最后對超聲波汽車倒車探測器研制過程中所做工作進(jìn)行了總結(jié)。另外安裝使用更加方便，精度及穩(wěn)定性也有極大提高。轟鳴聲越急，表示車輛離障礙物越近。提示，也沒有距離顯示，雖然司機(jī)知道有障礙物，但不能確定障礙物離車有多遠(yuǎn)，對司機(jī)幫助不大。

　　

【正文】 e)。 //讀 RAM中的 9位數(shù)據(jù) a=read_tempreadbyte()。 //讀低 8位 b=read_tempreadbyte()。 //讀高 8位 temp=b。 temp=temp8。 temp=temp|a。 f_temp=temp*。 //溫度在 RAM中為 12位 ， 分辨率為 176。 temp=f_temp*10+。 //乘以 10表示只取一位小數(shù)點(diǎn) ， 加 f_temp=f_temp+。 // return temp。 } DS18B20完成溫度轉(zhuǎn)換必須經(jīng)過三個步驟 :每一次讀寫之前都要對 DS18B20進(jìn)行復(fù)位，復(fù)位成功后發(fā)送一條 ROM指令，最后發(fā)送 RAM指令，這樣才能對 DS18B20進(jìn)行預(yù)定的操作。復(fù)位要求主 CPU將數(shù)據(jù)線下拉 500181。s，然后釋放， DS18B20收到信號后等待 1660181。s左右，后發(fā)出 60240181。s的存在低脈沖，主 CPU收到此 信號表示復(fù)位。通過對系統(tǒng)硬件電路和軟件的合理設(shè)計，本系統(tǒng)能在 20℃到 50℃之間正常工作。 中斷程序設(shè)計 在啟動發(fā)射電路的同時啟動單片機(jī)內(nèi)部的定時器 T0，利定時器的計數(shù)功能記錄超聲波發(fā)射的時間和收到反射波的時間值，當(dāng)收到超聲波反射波時，接收電路輸出端產(chǎn)生一個負(fù)跳變。在 INT0端產(chǎn)生一個中斷請求信號，單片機(jī)響應(yīng)外部中斷請求，執(zhí)行外部中斷服務(wù)子程序，提取時間及溫度值根據(jù)溫度補(bǔ)償方法計算距離。溫度補(bǔ)償通常采用方法是每次按照公式： v=+（ m/s）計算當(dāng)前聲速，進(jìn)行溫度補(bǔ)償。其特點(diǎn)是 : 根據(jù) 當(dāng)時的溫度得到精確聲速，從而計算得到的距離值也比較精確。中斷測距程序流程圖如圖 。 圖 中斷程序流程圖 溫度補(bǔ)償通過軟件編程由單片機(jī)實現(xiàn)，系統(tǒng)采用軟件來實現(xiàn)補(bǔ)償。其部分源程序如下 ： //*************************************************************** //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(biāo)志 EX0=0。 //關(guān)閉外部中斷 } //*************************************************************** //定時器 0中斷 ,用做顯示 timer0() interrupt 1 // 定時器 0中斷是 1號 { TH0=0xfd。 //寫入定時器 0初始值 TL0=0x77。 switch(flag) {case 0x00:P0=ge。 P2=0xfd。flag++。break。 case 0x01:P0=shi。P2=0xfe。flag++。break。 case 0x02:P0=bai。P2=0xfb。flag=0。break。 } } //*************************************************************** /* //定時器 1中斷 ,用做超聲波測距計時 timer1() interrupt 3 // 定時器 0中斷是 1號 { TH1=0。 TL1=0。 } */ 報警及顯示 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換 程序 //****************************************************************** //顯示數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換程序 void conversion(uint temp_data) { uchar ge_data,shi_data,bai_data 。 bai_data=temp_data/100 。 temp_data=temp_data%100。 //取余運(yùn)算 shi_data=temp_data/10 。 temp_data=temp_data%10。 //取余運(yùn)算 ge_data=temp_data。 bai_data=SEG7[bai_data]。 shi_data=SEG7[shi_data]。 ge_data =SEG7[ge_data]。 EA=0。 bai = bai_data。 shi = shi_data。 ge = ge_data 。 EA=1。 } //*************************************************************** void delay_20us() { uchar bt 。 for(bt=0。bt100。bt++)。 } /* void pai_xu() { uint t。 if (distance[0]distance[1]) {t=distance[0]。distance[0]=distance[1]。distance[1]=t。} /*交換值 if(distance[0]distance[2]) {t=distance[2]。distance[2]=distance[0]。distance[0]=t。} /*交換值 if(distance[1]distance[2]) {t=distance[1]。distance[1]=distance[2]。distance[2]=t。} /*交換值 } */ 5 結(jié)果 分析 所側(cè)結(jié)果在環(huán)境溫度為 20℃ 時，通過皮卷尺和倒車測距儀對照測量，測得數(shù)據(jù) 如下 圖 所示： 表 51結(jié)果 分析 從表中分析，可以看出在距離 60cm300cm范圍內(nèi)，測量誤差基本滿足要求，小于 3cm 誤差較大。產(chǎn)生誤差的原因主要來自溫度，以及超聲波發(fā)射器和接收器間小距離間隔，導(dǎo)致信號直接傳遞或多次反射。 6 結(jié) 論 超聲波測距是一種非接觸測距，在很多應(yīng)用場合有其它方式不 可比擬的優(yōu)越性。本文在研究超聲波測距原理的基礎(chǔ)上，設(shè)計了一套基于 STC12C5A60S2單片機(jī)的低成本、高精度超聲波汽車倒車探測器，具體完成了以下一些工作： (1) 對超聲波汽車倒車探測器產(chǎn)生背景，發(fā)展歷程及應(yīng)用現(xiàn)狀進(jìn)行深刻認(rèn)識根據(jù)使用現(xiàn)場環(huán)境及實際需求，提出了幾種測量方案，并且詳盡地分析了每種方案的誤差及優(yōu)劣。 (2) 分析了造成超聲波測距誤差的溫度因素，并給出了誤差修正公式，推導(dǎo)出了超聲波在空氣中傳播速度的線性化公式。 (3) 硬件中采用溫度采集電路來補(bǔ)償聲速。進(jìn)一步提高了測量精度。 (4) 硬件中采用 聲光報警及 液晶屏 顯示 距離 ，直觀詳細(xì)的把測量結(jié)果顯示給駕駛?cè)藛T。 (5) 基于模塊化程序設(shè)計思想，開發(fā)了軟件程序模塊，并進(jìn)行了軟硬件仿真調(diào)試。通過設(shè)置單片機(jī)內(nèi)部計數(shù)器的計數(shù)頻率，提高了測量的分辨率和精度，且通過有效延時，避開了發(fā)射到接收串?dāng)_的 “ 敏感時間 ” 。 本設(shè)計雖然做了 部分 改進(jìn) ,但是還是存在一些問題。比如很難消除惡劣天氣及復(fù)雜路況的影響。解決這樣的問題就需要采用多傳感器融合技術(shù)。 通過老師的幫助和借鑒經(jīng)驗人士的思想和電路以及自己的創(chuàng)新順利設(shè)計出能夠滿足設(shè)計要求的超聲波汽車倒車探測器。實驗證明，本探測器的性能 比較穩(wěn)定，硬 件設(shè)計中充分考慮回波信號的復(fù)雜性和不穩(wěn)定性，對其進(jìn)行放大、濾波、檢波處理，并增加了溫度補(bǔ)償裝置修正了聲速因溫度變化帶來的偏差。而且能夠?qū)崟r顯示距離和聲光報警。軟件設(shè)計中采用結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計方法，結(jié)構(gòu)簡潔。較好的完成此次設(shè)計任務(wù)。 致 謝 在我進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計的學(xué)習(xí)和論文的撰寫過程中，有許多老師和同學(xué)給予我大量的支持和幫助，在此我對他們表示衷心的感謝，在我即將完成學(xué)業(yè)之際，我要向我的導(dǎo)師 王洪誠 教授 致以祟高的敬意和深深的謝意 ，因為是他教了我們許多的做人道理，包括要嚴(yán)謹(jǐn)治學(xué)，刻苦勤奮，不怕困難 ，要有實干的精神，迎難而上！我能順利的完成課題和論文與老師們的精心指導(dǎo)和辛勤勞動是分不開的。老師以他們踏實肯干、孜孜不倦的工作精神影響著我，使我在學(xué)習(xí)上不斷提高進(jìn)步，在我在今后也將受益無窮。 在此我還要感謝 我的同學(xué)、朋友， 在學(xué)習(xí)、生活上的幫助。 最后，衷心的感謝家人的關(guān)心，理解和支持 ! 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