【正文】 s characteristic. Practically all acoustic arrangements presently known for checking distances use a method of measuring the propagation time for certain information samples from the radiator to the reflecting member and back. The unmodulated acoustic(ultrasonic)vibrations radiated by a transducer are not in themselves a source of order to transmit some informational munication that can then be selected at the receiving end after reflection from the test member,the radiated vibrations must be this case the ultrasonic vibrations are the carrier of the information which lies in the modulation signal,.,they are the means for establishing the spatial contact between the measuring instrument and the object being measured. This conclusion,however,does not mean that the analysis and selection of parameters for the 24411?????????????? ?dL tgePPLra dr ??carrier vibrations is of minor the contrary,the frequency of the carrier vibrations is linked in a very close manner with the coding method for the informational munication,with the passband of the receiving and radiating elements in the apparatus,with the spatial characteristics of the ultrasonic munication channel,and with the measuring accuracy. Let us dwell on the questions of general importance for ultrasonic ranging in air,namely:on the choice of a carrier frequency and the amount of acoustic power received. An analysis shows that with conical directivity diagrams for the radiator and receiver,and assuming that the distance between radiator and receiver is substantially smaller than the distance to the obstacle,the amount of acoustic power arriving at the receiving area Pr for the case of reflection from an ideal plane surface located at right angles to the acoustic axis of the transducer es to where Prad is the amount of acoustic power radiated,B is the absorption coefficient for a plane wave in the medium,L is the distance between the electroacoustic transducer and the test me mber,d is the diameter of the radiator(receiver),assuming they are equal,and c~is the angle of the directivity diagram for the electroacoustic transducer in the radiator. ??????sinsin2 1ddJW??????? Both in Eq.(1)。同時感謝和我一起做畢設(shè)的趙林澤同學(xué)，他的軟甲的出色完成使得我的畢設(shè)更加完美。許老師獨(dú)特的思維、淵博的知識、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度、求實(shí)的工作作風(fēng)以及寬厚待人的處世態(tài)度都給我留下了深刻的印象，使我受益匪淺，在此向我的導(dǎo)師致以衷心的感謝和崇高的敬意。 本文提出的超聲波倒車?yán)走_(dá)的設(shè)計方案具有硬件電路簡單、性能好、成本低等優(yōu)點(diǎn)，具有研究意義與設(shè)計價值。此外，系統(tǒng)報警后采取人工制動的方法，而非自動剎車，也是怕誤報警后的自動剎車帶來的負(fù)面影響。由于本系統(tǒng)采了 STC89C52單片機(jī) 為主控芯片 ,添加了附加模塊，充分利用了其豐富的片上資源使得系統(tǒng)功能多樣化，而且使用的外圍芯片減少了，提高了系統(tǒng)的可靠性。 本次設(shè)計在實(shí)驗室中測試成功，我覺得實(shí)際中用的倒車防裝系統(tǒng)中，為了消除盲區(qū)只要在車后安裝兩對超聲波傳感器，來檢測車后略寬于車的較大范圍的 障礙物。其二，就是軟件與硬件的調(diào)試，畢竟兩個人的成果最終完美匹配這比一個人做要難得多。在設(shè)計中主要克服了兩大難題，其一，較為復(fù)雜的電路焊接和檢測。按下最左邊的按鍵將會顯示如圖 42： 42 萬年歷顯示 按下中間的按鍵（溫度顯示）顯示如圖 43 43 溫度顯示 最后是距離測量的顯示，如圖 44所示： 44距離測量顯示 ： 最終結(jié)果還是令人滿意的，達(dá)到了最初的設(shè)計目標(biāo)，完成了測量距離及顯示、溫度顯示、萬年歷顯示、蜂鳴器報警、串口通信等 。 第四章 硬件與軟件的調(diào)試 硬件與軟件的調(diào)試是最后一步也是最重要的一步，應(yīng)為本次設(shè)計的硬件和軟件的設(shè)計不是同一個人，成功的關(guān)鍵在于兩個人的設(shè)計都要無誤且要匹配。在制作過程中先將主要模塊先焊接好，包括單片機(jī)最小系統(tǒng)模塊、 LCD 顯示模塊、超聲波測距模塊、溫度測量模塊。其電路圖如 312所示： 312報警電路設(shè)計 ： 本章主要介紹了硬 件部分各大模塊的組成及硬件的規(guī)格與參數(shù)。 圖 311 穩(wěn)壓電路 預(yù)警電路 報警信號由單片機(jī) 口輸出，提供聲響報警信號，電路由電阻 R1三極管 Q蜂鳴器組成，當(dāng)測量值低于事先設(shè)定的報警值時，蜂鳴器發(fā)出“滴、滴、滴? ..”報警聲響信號，測量值高于設(shè)定的報警值時，停止發(fā)出報警聲響。如 311 所示的電路為輸出電壓為 +5V、輸出的電流 的穩(wěn)壓電源。 220V 交流電通過電源變壓器變換成低壓交流電源，再經(jīng)過橋式整流電路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。交流電壓變換部分主要由整流電路、濾波電路和穩(wěn)壓電路三部分組成。其電路圖如圖 311所示。溫度芯片 2是附加設(shè)計，其主要功能是測量車內(nèi)的溫度，讓駕駛員更好地了解車內(nèi)的溫度狀況。 3． LCD1602 內(nèi)部的控制器共有 11條控制指令，如表 34所示。 第 15腳：背光源正極。 第 6腳： E端為使能端，當(dāng) E端由高電平跳變成低電平時，液晶模塊執(zhí)行命令。 第 5腳： R/W 為讀寫信號線，高電平時進(jìn)行讀操作，低電平時進(jìn)行寫操作。 第 3 腳： VL 為液晶顯示器對比度調(diào)整端，接正電源時對比度最弱，接地時對比度最高，對比度過高時會產(chǎn)生“鬼影”，使用時可以通過一個 10K 的電位器調(diào)整對比度。 表 33 引腳接口說明表 編號 符號 引腳說明 編號 符號 引腳說明 1 VSS 電源地 9 D2 數(shù)據(jù) 2 VDD 電源正極 10 D3 數(shù)據(jù) 3 VL 液晶顯示偏壓 11 D4 數(shù)據(jù) 4 RS 數(shù)據(jù) /命令選擇 12 D5 數(shù)據(jù) 5 R/W 讀 /寫選擇 13 D6 數(shù)據(jù) 6 E 使能信號 14 D7 數(shù)據(jù) 7 D0 數(shù)據(jù) 15 BLA 背光源正極 8 D1 數(shù)據(jù) 16 BLK 背光源負(fù)極 第 1腳： VSS 為地電源。 圖 38 1602 字符型液晶顯示器實(shí)物圖 LCD1602 分為帶背光和不帶背光兩種，基控制器大部分為 HD44780，帶背光的比不帶背光的厚，是否帶背光在應(yīng)用中并無差別，兩者尺寸差別如下圖39 所示。下面以 1602 字符型液晶顯示器為例，介紹其用法。 漢字的顯示一般采用圖形的方式，事先從微機(jī)中提取要顯示的漢字的點(diǎn)陣碼（一般用字模提取軟件），每個漢字占 32B，分左右兩半，各占 16B，左邊為 5??右邊為 6??根據(jù)在 LCD 上開始顯示的行列號及每行的列數(shù)可找出顯示 RAM 對應(yīng)的地址，設(shè)立光標(biāo)，送上要顯示的漢字的第 一字節(jié)，光標(biāo)位置加 1，送第二個字節(jié)，換行按列對齊，送第三個字節(jié)??直到 32B 顯示完就可以 LCD 上得到一個完整漢字。這樣一來就組成某個字符。這就是 LCD顯示的基本原理。 點(diǎn)陣圖形式液晶由 M N 個顯示單元組成，假設(shè) LCD 顯示屏有 64 行，每行有 128列，每 8列對應(yīng) 1字節(jié)的 8位，即每行由 16字節(jié)，共 16 8=128 個點(diǎn)組成，屏上 64 16 個顯示單元與顯示 RAM 區(qū) 1024 字節(jié)相對應(yīng)，每一字節(jié)的內(nèi)容和顯示屏上相應(yīng)位置的亮暗對應(yīng)。除了黑白顯示外，液晶 顯示器還有多灰度有彩色顯示。液晶顯示器具有厚度薄、適用于大規(guī)模集成電路可直接驅(qū)動、容易實(shí)現(xiàn)全彩色顯示的特點(diǎn)，其目前已經(jīng)被廣泛應(yīng)用在便攜式電腦、數(shù)字?jǐn)z像機(jī)、 PDA 移動通信工具等眾多領(lǐng)域。 ④ 功耗較低 相對而言，此液晶顯示器的功耗主要消耗在其內(nèi)部的電極和驅(qū)動 IC上，因而耗電量比其它顯示器要少得多。 ② 數(shù)字式的接口 此液晶顯示器的接口都是數(shù)字式的，和單片機(jī)系統(tǒng)的接口連接更加簡單可靠，操作更加方便。 圖 35 超聲波測距模塊 HCSR04 實(shí)物圖 圖 36 超聲波測距模塊 HCSR04 規(guī)格圖 表 32超 聲 波 模塊 HCSR04的電氣 參數(shù) 電 氣 參 數(shù) HCSR04超 聲 波 模塊 工作電壓 DC 5 V 工作電流 15mA 工作頻率 40Hz 最遠(yuǎn)射程 4m 最近射程 2cm 測量角度 15 度 輸入觸發(fā)信號 10uS 的 TTL 脈沖 輸出回響信號 輸出 TTL 電平信號 ， 與射程成比例 規(guī)格尺寸 45*20*15mm 圖 37 超聲波模塊 HCSR04 原理圖 顯示器 LCD1602 液晶顯示器的優(yōu)點(diǎn) 本系統(tǒng)的顯示器選擇液晶顯示器 LCD1602，在單片機(jī)系統(tǒng)中應(yīng)用 LCD1602晶液顯示器作為輸出器件有以下幾個優(yōu)點(diǎn)： ① 其 顯示質(zhì)量高 由于液晶顯示器的每一個點(diǎn)在收到信號后就一直保持特有的色彩和亮度，恒定發(fā)光，而其不像陰極射線管顯示器（ CRT）那樣需要不斷地刷新新亮點(diǎn)。 測試距離 =(高電平時間 *聲速 (340M/S)/2?；竟ぷ髟硪约肮ぷ鞑襟E： (1)采用 IO口 TRIG 觸發(fā)測距，給至少 10us 的高電平信號 。 一般的晶振振蕩電路都是在一個反相放大器（注意是放大器不是反相器）的兩端接入晶振，再有兩個電容分別接到晶振的兩端，每個電容的另一端再接到地，這兩個電容 串聯(lián)的容量值就應(yīng)該等于負(fù)載電容，請注意一般 IC 的引腳都 有 等 效 輸 入 電 容 ， 這 個 不 能 忽 略 。這個并聯(lián)諧振電路加到一個負(fù)反饋電路中就波振蕩電路，由于晶振等效為電感頻率范圍很窄所以即使其它參數(shù)元件很大，這個震蕩器的頻率也不會有很大變化。