【正文】 老師的悉心指導(dǎo)和建議給了我極大的幫助和支持，使我受益匪淺。 按照本方案文檔的接法，定義接 1號(hào)模組的超聲波測(cè)距模組為左后方探頭， 2號(hào)為正后方探頭， 3號(hào)為 右后方探頭。 如果測(cè)試時(shí)障礙物與探頭之間的距離在 30cm左右，雷達(dá)能夠正常工作，而兩者之間在 時(shí)，雷達(dá)不能正常工作，則說(shuō)明電源的電壓有點(diǎn)低 。 調(diào)試 本系統(tǒng)操作方法比較簡(jiǎn)單，系統(tǒng)工作后用戶(hù)無(wú)需對(duì) 61板進(jìn)行操作；開(kāi)始測(cè)試時(shí)將開(kāi)關(guān)至于 ON狀態(tài)，此時(shí)控制板上的電源指示燈就會(huì)亮起，說(shuō)明此時(shí)控制器進(jìn)入工作狀態(tài)。 下載參考程序 本方案的源代碼提供在資料文件夾當(dāng)中的 “ 參考源代碼 ” 中的 “ Car_Radar” 文件夾當(dāng)中；直接打開(kāi)其中的 ，即可打開(kāi)工程；然后對(duì)所打開(kāi)的工程進(jìn)行編譯。 整個(gè)系統(tǒng)的連線示意圖如圖 所示 圖 系統(tǒng)連接示意圖 超聲波倒車(chē)?yán)走_(dá) ２７ 系統(tǒng)硬件連接好以后，便可以將程序下載到 61 板當(dāng)中；針對(duì)本方案，凌陽(yáng)科技教育推廣中心提供了參考的程序范例，用戶(hù)可以直接對(duì)程序進(jìn)行編譯、下載。調(diào)節(jié)時(shí)，可測(cè)量 J1靠近電位器的引針上的電壓。 本方案當(dāng)中，可將轉(zhuǎn)接板設(shè)計(jì)如圖 所示；圖中， J1 接 61 板的 J6，作為 CD4052 選通的控制端口，以及超聲波測(cè)距的接口； J2~J4 分別接三組超聲波測(cè)距模組。圖中，后方、左后方以及右后方，表示的是三個(gè)不同的通道的超聲波測(cè)距模組所測(cè)量的區(qū)域。 當(dāng)測(cè)距結(jié)果處理程序會(huì)對(duì)當(dāng)前的三組超聲波測(cè)距模組所探測(cè)到 的障礙物的距離進(jìn)行判斷，當(dāng)有某一組或者一組以上的模組探測(cè)到障礙物在 ~ 的范圍內(nèi)時(shí)，會(huì)進(jìn)行語(yǔ)音提示的播放。 圖 主程序 流程圖 通過(guò)主程序流程圖可看出，系統(tǒng)是在不斷的對(duì)三組超聲波測(cè)距模組進(jìn)行測(cè)距操作，并將超聲波倒車(chē)?yán)走_(dá) ２５ 每次測(cè)距的結(jié)果進(jìn)行處理，以更新對(duì)應(yīng)的 LED 顯示頻率設(shè)置，以及在符合要求的條件下進(jìn)行語(yǔ)音提示播放。 主程序 由于很多處理操作在中斷當(dāng)中完成了，所以本方案的主程序并不復(fù)雜，圖 為本方案的主程序流程圖。 圖 顯示刷新程序 超聲波倒車(chē)?yán)走_(dá) ２４ 圖 為在 IRQ4 的 1KHz中斷程序當(dāng)中調(diào)用的顯示刷新程序流程圖。當(dāng)頻率設(shè)置數(shù)據(jù)的值為 0 時(shí)，系統(tǒng)則不對(duì)對(duì)應(yīng)的 LED 進(jìn)行顯示翻轉(zhuǎn)，則對(duì)應(yīng)的 LED 不會(huì)閃爍；此外，系統(tǒng)還定義有 三個(gè)變量（ Show_Counter_1KHz[x], x=0~2）作為 1KHz 的計(jì)數(shù)器，對(duì)應(yīng)用個(gè) LED，而當(dāng)頻率設(shè)置數(shù)據(jù)不為 0 時(shí)，計(jì)數(shù)器會(huì)不斷地計(jì)數(shù)（以 1KHz），當(dāng)計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值累加到與頻率設(shè)置數(shù)據(jù)一樣時(shí)，則會(huì)使對(duì)應(yīng)的 LED 顯示狀態(tài)進(jìn)行輸出翻轉(zhuǎn)，并對(duì)計(jì)數(shù)器進(jìn)行清零，周而復(fù)始。 顯示刷新程序 本方案使用 IOA IOA IOA10 三個(gè)端口控制三個(gè)發(fā)光二極管（ LED）作為顯示，每一個(gè)LED對(duì)應(yīng)一個(gè)超聲波測(cè)距模組，當(dāng)探測(cè)到 ~ 的范圍內(nèi)沒(méi)有障礙物時(shí)，對(duì)應(yīng)的 LED 是常滅的；當(dāng)探測(cè)到 ~ 的范圍內(nèi)有障礙物時(shí)，對(duì)應(yīng)的 LED 則以一定頻率閃爍，而且距離越近則閃爍的頻率越高。為了避免出現(xiàn)不斷累加，而溢出清零，在中斷服務(wù)程序當(dāng)中加入了限制，即當(dāng)計(jì)數(shù)的變量計(jì)數(shù)值大于 6（即超過(guò)了 3秒），則關(guān)閉 IRQ5 的 2Hz中斷；等待下次播放語(yǔ)音時(shí)再打開(kāi) 2Hz 中斷。 另外，為了防止語(yǔ)音播報(bào)過(guò)于頻繁，本方案采用 2Hz 時(shí)基進(jìn)行計(jì)數(shù)，每次播放語(yǔ)音提示前，先判斷距離上一次語(yǔ)音提示的播放是否超過(guò) 3 秒（即 2Hz中斷當(dāng)中計(jì)數(shù) 6次以上）？如超過(guò)則可以進(jìn)行這次的播放，如果不符合要求，則退出。該變量在語(yǔ)音庫(kù)支持文件： 當(dāng)中定義；每次進(jìn)行語(yǔ)音播放的初始化操作時(shí)，語(yǔ)音庫(kù)當(dāng)中會(huì)從該變量讀取之前用戶(hù)設(shè)置的中斷，并以此為基礎(chǔ)設(shè)置語(yǔ)音庫(kù)進(jìn)行語(yǔ)音播放所需要打開(kāi)的中斷 。流程圖見(jiàn)：圖 EXT1 外部中斷流程圖。 16Hz 中斷流程圖 中斷流程圖。其中等待預(yù)設(shè)延時(shí)的原因：壓電式的電聲傳感器存在余波干擾，而有部份聲波會(huì)沿電路板直接傳到接收頭，經(jīng)接收電路的放大后，系統(tǒng)就有可能把它誤認(rèn)為 是反射回來(lái)的回波信號(hào)。每一次測(cè)距要進(jìn)行四次測(cè)量，這四次的測(cè)量結(jié)果需要經(jīng)過(guò)處理后才可得到最終的測(cè)距 返回值，而四次測(cè)量的控制以及測(cè)量結(jié)果的處理都是在這個(gè)函數(shù)中完成的，具體的處理方法：每一次測(cè)距中的四次測(cè)量的間隔時(shí)間用 16Hz 的時(shí)基中斷來(lái)控制；每一次測(cè)量，先發(fā)射 20個(gè) 40KHz 脈沖（參見(jiàn) 16Hz 中斷），然后使能測(cè)量時(shí)間基準(zhǔn)計(jì)數(shù)器（本方案當(dāng)中使用 TimerB），當(dāng)計(jì)數(shù)到預(yù)設(shè)延時(shí)后，打開(kāi) EXT1外部中斷，等待回波反射到接收頭。 超聲波測(cè)距的功能函數(shù)流程圖見(jiàn)圖 。四次測(cè)量全部完成后 ，再對(duì)測(cè)量的結(jié)果進(jìn)行處理、換算，以及出錯(cuò)處理，用戶(hù)可以根據(jù)不同的應(yīng)用對(duì)數(shù)據(jù)處理部分的程序作適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。用戶(hù)需要先調(diào) 用測(cè)距初始化函數(shù) InitMeasure()，再調(diào)用該函數(shù) BeginMeasure()即可進(jìn)行一次測(cè)距操作，函數(shù)返回值為測(cè)量結(jié)果。 主程序：主控程序負(fù)責(zé)控制整個(gè)系統(tǒng)的工作流程。 中斷程序：主要指 文件，包括超聲波測(cè)距的中斷服務(wù)代碼，以及用于顯示刷新的 IRQ4 中斷服務(wù)程序。 軟件結(jié)構(gòu) 本方案的軟件系統(tǒng)主要包含下列模塊： 超聲波測(cè)距程序：負(fù)責(zé)超聲波測(cè)距的控制、結(jié)果計(jì)算等，另外有部分代碼在中斷服務(wù)程序中，主要碼在 以及 文件。接收到回波信號(hào)后，馬上讀取計(jì)數(shù)器中的數(shù)值，此數(shù)據(jù)即為需要測(cè)量的時(shí)間差數(shù)據(jù) 。同時(shí)發(fā)射信號(hào)前要打開(kāi)計(jì)數(shù)器，進(jìn)行計(jì)時(shí)；等計(jì)時(shí)到達(dá)一定值后再開(kāi)啟檢測(cè)回波信號(hào)，以避免余波信號(hào)的干擾。 超聲波測(cè)距時(shí)，需要測(cè)的是開(kāi)始發(fā)射到接收到信號(hào)的時(shí)間差，在上圖中就可看出，需要超聲波倒車(chē)?yán)走_(dá) １８ 檢測(cè)的有效信號(hào)為反射物反射的回波信號(hào)，故要盡 量避免檢測(cè)到余波信號(hào)，這也是超聲波檢測(cè)中存在最小測(cè)量盲區(qū)的主要原因。 圖中可見(jiàn)，接收回路中測(cè)得的超聲波信號(hào)共有兩個(gè)波束，第一個(gè)波束為余波信號(hào)，即超聲波接收頭在發(fā)射頭發(fā)射信號(hào)（一組 40KHz 的脈沖）后，馬上就接收到了超聲波信號(hào)，并持續(xù)一段時(shí)間。 超聲波測(cè)距模組信號(hào)： 圖 為超聲波模組上三極管 Q1 的集電極處測(cè)量的波形圖，此時(shí) J2 跳線短接，使 Q1始終導(dǎo) 通；而傳感器距目標(biāo)面的距離為 2米。這里聲波傳播的介質(zhì)為空氣，采用不可見(jiàn)的超聲波。假如聲波在介質(zhì)中傳播的速度是已知的，而且聲波從聲源到達(dá)目標(biāo)然后返回聲源的時(shí)間可以測(cè)量得到，那么就可以計(jì)算出從聲波到目標(biāo)的距離。如圖 所示： 圖 顯示電路 超聲波倒車(chē)?yán)走_(dá) １７ 第六章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 超聲波測(cè)距原理 超聲波脈沖法測(cè)距原理： 聲波在其傳播介質(zhì)中被定義為縱波。 J J J4分別接三個(gè)超聲波測(cè)距模組的 J8 接口。 IOB2 接 PLUS_B，作為回波信號(hào)的檢測(cè)輸入，不過(guò)經(jīng)過(guò) CD4052 的選通，接到哪一個(gè)模組，由 IOB0 和 IOB1 的輸出決定；同樣 COM_EN 為超聲波測(cè)距模組的信號(hào)發(fā)射使能控制，接到 SPCE061A 的 IOB3。 圖 超聲波測(cè)距模組接口 轉(zhuǎn)接板電路 前面已簡(jiǎn)單介紹了轉(zhuǎn)接板的作用，這里介紹一下它的原理圖，如圖 所示。 圖 測(cè)距模式選擇跳線 超聲波測(cè)距模組接口 本方案采用的三個(gè)超聲波測(cè)距模組都是利用其 J8接口，每個(gè)模組接出兩個(gè)控制、檢測(cè)端口，然后會(huì)通過(guò) CD4052 模擬開(kāi)關(guān)進(jìn)行選通，所以在實(shí)際使用當(dāng)中，是分時(shí)地對(duì)每一個(gè)模組進(jìn)行操作。跳線選擇 LOW 時(shí)為近距測(cè)量模式，選擇 HIG 時(shí)為中距測(cè)量模式；選擇 SET 時(shí)為距離可調(diào)模式。當(dāng)用戶(hù)使用 61板為其供電 時(shí)，要把 VCC 與 VCC_5V 短接（本方案的用法）；而使用外部電源時(shí) 要把 VCC與 VCC_IN 短接。在放大器與比較器之間用 PNP 三極管（ 8550）作為通路選擇，本方案需要將此通路選擇跳線短接上，即把 J2短接，固定使三極管導(dǎo)通即可。 PLUS_EN1 是超聲波信號(hào)發(fā)射的使能控制端口，當(dāng)該端口接低電平時(shí)，模組將不能發(fā)射超聲波信號(hào)，即 40KHz 的方波。其他特性請(qǐng)參考 SPY0030 的數(shù)據(jù)手冊(cè)。圖中的 SPY0030 是凌陽(yáng)公司的產(chǎn)品。 放音模塊 語(yǔ)音提示。 下圖為 61板上的電源模塊圖。 圖 SPCEA061A 最小系統(tǒng) 本系統(tǒng)，有關(guān) SPCE061A 單片機(jī)最 小系統(tǒng)的各個(gè)模塊都做在 61板中，讀者可以查閱 61 板的電路原理圖。在顯示控制方面，系統(tǒng)分別利用 IOAIOA IOA10 三個(gè)端口控制三個(gè)發(fā)光二極管。 另外，超聲波測(cè)距模組采用的是脈沖測(cè)量法，其實(shí)是測(cè)量發(fā)射超聲波的時(shí)刻與接收到反射回波信號(hào)的時(shí)刻之間的時(shí)差，利用超聲波在空氣中傳播速度已知的條件，計(jì)算出被測(cè)目標(biāo)與傳感器之間的距離。系統(tǒng)組成以下圖所示： 圖 系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)圖 SPCE061A 單片機(jī)作為主控芯片，通過(guò) I/O 端口來(lái)控制 CD4052，以選擇不同的傳感器通道；本方案采用 IOB0 和 IOB1 控制 CD4052 的 A0 和 A1，而 IOB2 作為檢測(cè)超聲波模組返回的信號(hào)， IOB3 作為控制超聲波模組發(fā)射超聲波信號(hào)的使能控制端口。例如，若模擬開(kāi)關(guān)的供電電源 VDD=＋ 5V， VSS=0V，當(dāng) VEE=－ 5V 時(shí)，只要對(duì)此模擬開(kāi)關(guān)施加 0～ 5V的數(shù)字控制信號(hào)，就可控制幅度范圍為－ 5V～＋ 5V的模擬信號(hào)?！?/E”是禁止端，當(dāng)“ /E” =1 時(shí)，各通道均不接通。 CD4052相當(dāng)于一個(gè)雙刀四擲開(kāi)關(guān)，開(kāi)關(guān)接通哪一通道，由輸入的 2位地址碼 A0、 A1 來(lái)決定。本方案設(shè)計(jì)，會(huì)涉及到多路傳感器選通控制，所以為了可靠地實(shí)現(xiàn)硬件的連接，需要制作一個(gè)利用模擬開(kāi)關(guān)設(shè)計(jì)的轉(zhuǎn)接板。模組測(cè)距模式（測(cè)量距離范圍）選擇跳線 J1 如圖 ： 超聲波倒