【正文】 從而我也發(fā)現(xiàn)了許多我深思的問題，一方面我課 余了解資料很少，另一方面就是上課沒有很認真聽講，導致這次畢業(yè)論文很糟糕。由于時間和其它的原因，沒有做出實物，在超聲波傳感 技術和芯片 AT89c51的問題上，有些不了解甚至可以說不懂，但是在有老師和自己網上查閱資料中解決了一部分，基本上也完成了題目的要求。如果當計時器溢出是還未檢測到超聲波返回信號，則定時器 T0 溢出中斷將外中斷 0 關閉，并將測距成功標志字賦值 2，及 Testok=2 以表示此次測距失敗。然后再根據(jù)現(xiàn)場情況進行聲光報警。主程序流程圖如圖 ： 19 圖 主程序流程圖 工作時，微處理器 AT89C51 先把 置 0，啟動超聲波 傳感器發(fā)射超聲波，同時啟動內部定時器 T0 開始計時。 在啟動發(fā)射電路的同時啟動單片機內部的定時器 T0，利用定時器的計數(shù)功能記錄超聲波發(fā)射的時間和收到反射波的時間。 C 語言程序有利于實現(xiàn)較復雜的算法，匯編語言程序則具有較高的效率且容易精細計算程序運行的時間，在超聲波測距儀的程序設計中 ,計算距離時較為復雜，程序運行時間的計算又較為精細，控制程序的編程只使用一種語言編寫并不理想 ,所以該程序采用 C 語言和匯編語言混合編程 。它使控制端的電壓同步拉起，一旦電壓變高，電壓上拉部分將保持高電平直到人為地使電壓變低，從而防止偽 EOM 標記的產生。 ISD1700 電氣特性如下： （ 1） 工作電壓： ，最高不能超過 6V （ 2） 靜態(tài)電流 ISTB： 1181。 （ 4） 有豐富樣的工作狀態(tài)提示。在 SPI 模式下，用戶可對芯片進行更多功能操作。此外還有 4 種音效來提示用戶的操作結果，如開始錄音、停止錄音 、擦除、下一曲和全部擦除等。 ISD1700 系列錄放芯片可工作于獨立按鍵模式和 SPI 控制模式。顯示電路采用簡單實用的 4 位共陽 LED 數(shù)碼管，用于顯示障礙物的距離，由單片機 — 接 LED 的 a~g 七個筆段， ~接四位 8550 的公共端，通過軟件以動態(tài)掃描方式顯示。 第六節(jié) LED 顯示電路 圖 LED 顯示電路 超聲波測距儀顯示控制模塊電路如圖 所示。例如，取 R=200kΩ 時， f0≈42kHz，若取 R=220kΩ，則中心頻率f0≈38kHz。但 C12 的改變會影響到頻率特性，一般在實際使用中不必改 動，推薦選用參數(shù)為 R18=， C12=10μF。以下是 CX20xx6A 的引腳注釋 [10]。 積分濾波器與整形電路：檢測器輸出的信號經積分濾波器送到整形電路，輸出較好的矩形波。通過反饋將放 大器設定于適當?shù)臓顟B(tài)，再由限制電平電路進行自動控制。由于超聲波接收探頭的信號非常弱，所以必須用放大器放大，放大后的正弦波不能被微處理器處理，所以必須經過波形變換。單片機 端口輸出 40KHz 方波信號一路經一級反向器后送到超聲波換能器的一個電極，另一路經兩級反向器后送到超聲波換能器的另一個電極。 74LS04 是一個高速 CMOS 六反相器，具有放大作用，具有對稱的傳輸延遲和轉換時間，而相對于 LSTTL 邏輯 IC，它的功耗減少很多。第二種方法是利用超聲波專業(yè)發(fā)生電路或通用發(fā)生電路產生超聲波信號，并直接驅動換能器產生超聲波。電路圖如圖 11 所示。 第四節(jié) 控制電路 主控制器主要由單片機 AT89C5振蕩器和復位電路三部分組成，它是單片機工作的必要組成部分，又稱為單片機最小系統(tǒng)。 圖 電源電路 220V 交流電通過電源變壓器變換成交流低壓電源，再經過橋式整流電路 D1~D4和濾波電容的整理和濾波，在固定式三端穩(wěn)壓器 LM7805 的 Vin 和 GND 兩端形成一個并不十分穩(wěn)定的直流電壓。在掉電模式下，保存 RAM 的內容并且凍結振蕩器，禁止所用其他芯片功能，直到下一個硬件復位為止。在芯片擦操作中，代碼陣列全被寫 “1” 且在任何非空存儲字節(jié)被重復編程以前，該操作必須被執(zhí)行。石晶 振蕩和陶瓷振蕩均可采用。 XTAL1：反向振蕩放大器的輸入及內部時鐘工作電路的輸入。當 P3 口寫入 “1” 后，它們被內部上拉為高電平，并用作輸入。 P2 口當用于外部程序存儲器或 16 位地址外部數(shù)據(jù)存儲器進行存取時， P2 口輸出地址的高八位。在 FLASH 編程和校驗時， P1口作為第八位地址接收。當 P1口的管腳第一次寫 1 時，被定義為高阻輸入。由于將多功能 8 位 CPU 和閃爍存儲器組合在單個芯片中， ATMEL 的AT89C51 是一種高效微控制器， AT89C51 單片機為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價廉的方案。 圖 系統(tǒng)總體框圖 第二節(jié) AT89C51 單片機簡介 單片機是本系統(tǒng)的核心元件，它負責各個模塊的協(xié)調工作，記錄超聲波發(fā)送到遇障礙物后反射回來的時間差，并將這個時間差轉化為距離，然后通過 LED 顯示模塊把距離顯示出來。 6 第三章 系統(tǒng)硬件設計 第一節(jié) 系統(tǒng)總體方案設計 本系統(tǒng)基于超聲波反射原理利用單片機控制器產生 40Khz 的方波信號，通過發(fā)送模塊對方波信號進行功率放大 ，驅動超聲波探頭，發(fā)射 40K 超聲波。當所用壓電材料不變時，改變壓電陶瓷晶片的幾何尺寸，就可非常 方便的改變其固有諧振頻率。反之，如果兩級間為外加電壓，當共振板接收到超聲波時，將壓迫壓電晶片作振動，將機械能轉化為電信號，這時它就成為超聲波傳感器。也就是說，在壓電陶瓷晶片上加有頻率為 f0 交流電壓，它就會產生同頻率的機械振動，這種機械振動推動空氣等媒介，便會發(fā)出超聲波。前者用于超聲波的發(fā)射，后者即為超聲波的接收。因此，用這種材料可以制成超聲傳感器 [5]。壓電材料分為晶體和壓電陶瓷兩類。流體動力性中包括有氣體與液體兩種類型的哨笛。經分析和大量實驗表明，頻率為 40KHz 左右的超聲波在空氣中傳播效果最佳，同時為了處理方便，發(fā)射的超聲波被調制成具有一定間隔的調制脈沖波信號。假設超聲波在空氣中的傳播速度為 v ，根據(jù)計時器記錄的時間 t ， 發(fā)射點距障礙物的距離 H ，如圖 所示 : 3 圖 超聲波測距原理 圖 中被測距離為 H，兩探頭中心距離的一半用 M 表示，超聲波單程所走過的距離用 L 表示，由圖可得： ?cosLH? (1) ? ?HMarctan?? (2) 將式 (2)帶入式 (1)得： ? ?? ?HMLH a rc ta nc o s? (3) 在整個傳播過程中，超聲波所走過的距離為： vtL?2 (4) 式中： v 為超聲波的傳播速度， t 為傳播時間，即為超聲波從發(fā)射到接收的時間。軟件部分按不同功能模塊分別進行編程，便于調試和移植。 通過本課題的研究，將所學到的知識用在實踐中并有所創(chuàng)新和進步。 由于超聲波指向性強，能量消耗緩慢，在介質中傳播的距離較遠，因而超聲經常用于距離的測量，如測距儀和物位測量儀等都可以通過超聲波來實現(xiàn)。該系統(tǒng)通過聯(lián)調后，實現(xiàn)了預期各種功能，符合設計要求。本課題利用超聲波檢測、單片機系統(tǒng)設計出一種汽車倒車雷達，并能將汽車與障礙物的距離用 LED 實時顯示，同時對特定的距離進行聲光報警。本系統(tǒng)由兩部分組成，硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)。 關鍵詞： 倒車雷達 超聲波傳感器 單片機 LED 顯示 基于超聲波測倒車雷達系統(tǒng)設計 Abstract This paper introduces the design of car reversing radar based on the ultrasonic testing .The task uses ultrasonic testing andSingle Chip Micyoco(SCM) syetem to design a kind of car reversing radar .The distance between car and barrier can be displayed on LED real time ,and at the same time ,the sound ang light alarming can be given at appointed distance. The syetem consist of two parts: hardware sy