【正文】 //延時決定采樣速度 } } /* 定時器中斷子程序 */ void Timer0_isr(void) interrupt 1 { ECHO=0。 display()。 TL0=0。//取出定時器值高 8 位和低 8 位合并 S=S/58。 //等待低電平 TR0=0。 //等待高電平 TR0=1。 TRIG=0。 TRIG=1。 } /* 主函數(shù) */ 專業(yè)技能綜合實(shí)訓(xùn)報告 第 37 頁 共 37 頁 main() { TIM0init()。 dis(table[flue[4]])。 dis(table[flue[2]])。 } void display() { dis(0)。 flue[3]=S%1000%100/10。 } void chaifen() { flue[1]=S/1000。 _nop_()。 clk=1。0x80。i++) { clk=0。 for(i=0。 else bibi=0。 DelayUs2x(245)。 } /* 延時 */ void DelayUs2x(unsigned char t) { while(t)。 ET0=1。//定時器 0 工作方式 1 TH0=0x00。 uint flue[5]。 //距離變量 uchar code table[]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f}。 sbit bibi=P3^2。 sbit clk=P1^4。 sbit ECHO = P1^1 。 最后，再次感謝所有幫助過我的老師和同學(xué)。 所以要感謝所有給我授過課的老師，無論是基礎(chǔ)課老師還是專業(yè)課老師都表示深深謝意。 本次畢業(yè)設(shè)計已至尾聲。但本系統(tǒng)做為汽車倒車?yán)走_(dá)還是有廣闊的應(yīng)用前景的。而且，本設(shè)計在測距時沒將溫度變化對測距影響，如果將溫度補(bǔ)償模塊加入到設(shè)計中，系統(tǒng)將更加完善。在程序方面，關(guān)于蜂鳴器不同頻率的鳴叫程序，還有一個程序方面的問題就是關(guān)于超聲波來回時間差的問題，不過兩個問題都在老師的指導(dǎo)下順利完成了。在設(shè)計的過程中，關(guān)于顯示部分也斟酌許久，動態(tài)掃描顯示和靜態(tài)顯示的選擇不定，之后通過指導(dǎo) 老師的解答和查閱相關(guān)資料，最終確定了動態(tài)掃描的方式來顯示。 設(shè)計的過程中，遇到的問題也是頗多。設(shè)計的程序是利用 Keil 編程軟件來完成的，程序所用的語言是 C 語言，程序內(nèi)容包括 40 kHz 方波信號的產(chǎn)生、讀取超聲波傳送回波的時間、計算距離、數(shù)碼管顯示、蜂鳴器報 警等模塊。而超聲波測距模塊是設(shè)計中的關(guān)鍵模塊，超聲波驅(qū)動電路使用的是 74LS04 放大電路對信號放大轉(zhuǎn)換發(fā)射超聲波去進(jìn)行測距，超聲波回波經(jīng)過CX20206A 芯片增益整形放大濾波最終輸?shù)絾纹瑱C(jī)相應(yīng)端口并執(zhí)行中斷程序。 汽車倒車?yán)走_(dá)所涉及的學(xué)科的內(nèi)容比較多，諸如傳感器、單片機(jī)等，現(xiàn)在各個學(xué)科還在不斷的發(fā)展之中，相信也將推動這個系統(tǒng)功能的更加完善，并且應(yīng)用將更為廣泛。如果在設(shè)計中考慮到溫度補(bǔ)償這個模塊，并添加到設(shè)計中去，那么整個系統(tǒng)將會更完善。 （ 2）系統(tǒng)動態(tài)性能不高，當(dāng)與向障礙物移動速度小的時侯，能夠穩(wěn)定測量并穩(wěn)定顯示，但是如果移動速度太大就會使誤差也逐漸增大。實(shí)現(xiàn)了以單片機(jī)為主要的控制核心，本系統(tǒng)在工作時是 通過測距傳感器采集數(shù)據(jù)，由單片機(jī)控制核心快速地計算出距障礙物距離并通過數(shù)碼管顯示結(jié)果同時利用用蜂鳴器鳴叫進(jìn)行聲音報警提示，從而達(dá)到汽車防撞的目的。 專業(yè)技能綜合實(shí)訓(xùn)報告 第 29 頁 共 37 頁 6 結(jié)論及展望 這個汽車倒車防裝裝置的設(shè)計主要是基于 89S51單片機(jī)控制核心的，同時以超聲波測距為主的顯示報警系統(tǒng)。但是這種 干擾能夠通過別的方法進(jìn)行處理，比如軟件算法的方法去消除直達(dá)波的干擾 [14]。特別是在障礙物的距離較小的時候這個誤差就成為了距離測量的主要誤差的原因，但是這種誤差是可以盡量減小的，利用發(fā)射能力強(qiáng)、散射小的探頭，或者多用幾個探頭 [13]。 （ 2）不同障礙物表面材料的不同介質(zhì)引起的誤差 因?yàn)楸砻娲植诘恼系K物介質(zhì)要比光滑介質(zhì)的測量結(jié)果要差，如果障礙物的發(fā)射面比較粗糙會引起發(fā)射信號散射開那么回波信號就會減弱，這樣就會導(dǎo)致測量結(jié)果的誤差增大 [12]。 圖 測量情況顯示 圖 測量的一米距離顯示 本系統(tǒng)在設(shè)計和數(shù)據(jù)的計算過程中無可避免地會產(chǎn)生一定的誤差，以下對可能產(chǎn) 專業(yè)技能綜合實(shí)訓(xùn)報告 第 28 頁 共 37 頁 生誤差的原因進(jìn)行分析： （ 1）環(huán)境的溫度所引 起的誤差 環(huán)境溫度的影響是本設(shè)計在不同的溫度條件下測量數(shù)據(jù)存在誤差的主要原因，根據(jù)有關(guān)資料，在當(dāng)溫差較大時，前后兩次測距的誤差肯定前后相差也比較大 [11]。 經(jīng)測量一塊地磚的寬度為 10cm，本設(shè)計的測量距離為 ，距離基本能測準(zhǔn)，且比較穩(wěn)定，測量 情況如圖 ， 背部設(shè)計 如圖 。 超聲波測距時需要測的是從發(fā)射開始到接收到回波信號的這段時間里的聲波往返的時間差，由于需要對接收到的回波信號進(jìn)行檢測，而檢測的有效信號為反射的回 專業(yè)技能綜合實(shí)訓(xùn)報告 第 27 頁 共 37 頁 波信號，所以應(yīng)該要盡量避免檢測到余波信號而超聲波檢測中最小測量盲區(qū)存在的主要原因也是因?yàn)橛嗖ǜ蓴_的緣故 [10]。 } 5 硬件組裝及性能調(diào)試 本汽車防撞裝置以 HCSR04型的超聲波測距傳感器模塊為主體，中心頻率是基本穩(wěn)定在 40 kHz，安裝時保持模塊平整擺放即使兩超聲波探頭的中心軸線平行 [9]。 C 程序如下： /* 蜂鳴器 */ void DIDI() { if(S100) bibi=1。 //延時決定采樣速度 } } 專業(yè)技能綜合實(shí)訓(xùn)報告 第 26 頁 共 37 頁 報警模塊設(shè)計 主程序根據(jù)距離計算公式計算數(shù)據(jù)即距離結(jié)果的遠(yuǎn) 近，通過數(shù)碼管顯示，并且同時控制蜂鳴器的鳴叫的頻率。 display()。 TL0=0。//取出定時器值高 8 位和低 8 位合并 S=S/58。 //等待低電平 TR0=0。 //等待高電平 TR0=1。 TRIG=0。 TRIG=1。 C 程序如下： main() { TIM0init()。 所以當(dāng)主程序給超聲波發(fā)生器發(fā)送了信號后，此時中斷和定時器 0 就已經(jīng)被打開，并開始計時了。 本設(shè)計中 ， 采用了 4 位共陽極連接的數(shù)碼管顯示來顯示與障礙物之間的距離 ， 同時數(shù)碼管與 P1 口連接進(jìn)行動態(tài)的段掃描。 //延時決定采樣速度 } } /* 定時器中斷子程序 */ void Timer0_isr(void) interrupt 1 { ECHO=0。 display()。 TL0=0。//取出定時器值高 8 位和低 8 位合并 S=S/58。 //等待低電平 TR0=0。 //等待高電平 TR0=1。 TRIG=0。 TRIG=1。 計時停止 指定的報警聲開啟 中斷關(guān)閉 返回 距離計算處理 顯示距離并根據(jù)距離判斷是否報警 Y N 專業(yè)技能綜合實(shí)訓(xùn)報告 第 24 頁 共 37 頁 C 程序如下： main() { TIM0init()。 圖 中斷處理程序流程圖 在中斷處理程序過程中，對距離數(shù)據(jù)的計算是比較關(guān)鍵的。進(jìn)入中斷處理后，定時器 T0 和外部中斷 0 就 立即 被 關(guān)閉，同時讀取時間值，并給回波接收標(biāo)志位清零即成功接收到回波信號。 圖 系統(tǒng)主程序流程圖 開始 單片機(jī)初始化 超聲波模塊復(fù)位 發(fā)射超聲波并啟動 T0 開中斷 接收到回波的同時中斷停止 計算測量距離 顯示距離同時蜂鳴器報警 延時 專業(yè)技能綜合實(shí)訓(xùn)報告 第 23 頁 共 37 頁 中斷處理程序 負(fù)責(zé)計算車尾與障礙物之間的距離是 /INT0 的 中斷程序。 程序中對測距距離的計算方法是按 S=17N/1000=N(cm)進(jìn)行計算的，其中， N為計數(shù)器的值，聲速的值取為 340 m/s。余波就是在發(fā)射超聲波時超聲波信號直接到達(dá)接受探頭的波信號，同時余波信號也是超聲波測量時存在測量盲區(qū)的最主要的原因 [7]。超聲波接收回路中的超聲波信號一共有兩種波信號：第一種波信號為余波信號就是當(dāng)發(fā)射探頭發(fā)射出信號之后，超聲波接收探頭馬上就接收到的超聲波信號，實(shí)際就是超聲波的發(fā)射信號 [7]；另一種波信號就是有效信號，即經(jīng)過障礙物表面反射回來的超聲波回波信號 [7]，也是所需要測量的距離數(shù)值。 整個系統(tǒng)的設(shè)計的關(guān)鍵是對距離進(jìn)行測量的，然后通 過單片機(jī)來處理測量數(shù)據(jù)是比較容易實(shí)現(xiàn)的，能精確的實(shí)現(xiàn)測距。 主程序設(shè)計 主程序?qū)φ麄€單片機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行初始化后，先將超聲波的回波接收標(biāo)志位置位并且使單片機(jī) 聲波發(fā)射電路，同時將定時器 T0啟動 ，然后調(diào)用距離計算的子程序，再根據(jù)定時器 T0記錄的時間計算出所需要測量的距離，然后再調(diào)用顯示子程序，再將測出的距離以十進(jìn)制的形式送到 數(shù)碼管 顯示，同時調(diào)用聲音處理程序來控制蜂鳴器進(jìn)行報警。主程序完成單片機(jī)的初始化，超聲波的發(fā)射和接收、計算超聲波發(fā)射點(diǎn)與障礙物之間的距離、數(shù)碼管顯示和蜂鳴器報警等。單片機(jī)的 接到蜂鳴器報警電路，用于蜂鳴器測距報警。 圖 報警模塊電路圖 專業(yè)技能綜合實(shí)訓(xùn)報告 第 20 頁 共 37 頁 3． 4 系統(tǒng)整體電路 根據(jù)本章前面對設(shè)計的各個相關(guān)模塊的分別講述講述，再結(jié)合單片機(jī)的引腳功能，從而得到系統(tǒng)整體電路圖，如圖 所示。 專業(yè)技能綜合實(shí)訓(xùn)報告 第 19 頁 共 37 頁 圖 顯示模塊連接電路圖 報警模塊設(shè)計 報警模塊通過單 片機(jī)給定不同頻率利用蜂鳴器發(fā)出不同聲音。顯示模塊選用 4 位 液晶片 進(jìn)行動態(tài)掃描，此掃描方式能完全達(dá)到顯示要求。 顯示報警模塊設(shè)計 液晶片 顯示模塊設(shè)計 市面上常用的 LED 數(shù)碼管有兩種即共陽極數(shù)碼管與共陰極數(shù)碼管 ，由于耗電量大故選擇了這款液晶片，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)與數(shù)碼管類似； 單片機(jī)對數(shù)碼管的顯示可以分為靜態(tài)顯示和動態(tài)顯示，靜態(tài)顯示能夠穩(wěn)定地顯示數(shù)值，但是搭建電路時比較煩索，而動態(tài)顯示是數(shù)碼管輪流顯示再利用人眼的“視覺暫留”特性，這樣看出來的就是在顯示不同數(shù)值 [8]。這樣 不斷的 循環(huán) 周期測 ， 就可以 在不停地移動的過程中 測量 距離 值了 。 一個控制口發(fā) 出 一個 10 us 以上的 高電平 ， 就可以在接收口等待高電平輸出 。 HRSR04 超聲波集成模塊采用的是 I/O 觸發(fā)測距，給至少 10 us 的高電平信號?？梢詼p少了很大部分可能存在的角