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汽車(chē)倒車(chē)?yán)走_(dá)系統(tǒng)設(shè)計(jì)_畢業(yè)設(shè)計(jì)論文-文庫(kù)吧資料

2024-08-28 17:58本頁(yè)面
  

【正文】 部程序存儲(chǔ)器選通信號(hào)。這一位置“ 1”, ALE僅在執(zhí)行 MOVX 或 MOV 指令時(shí)有效。然而,特別強(qiáng)調(diào),在每次訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí), ALE脈沖將會(huì)跳過(guò)。在 Flash 編程時(shí),此引腳( )也用作編程輸入脈沖。 DISRTO 默認(rèn)狀態(tài)下,復(fù)位高電平有效??撮T(mén)狗計(jì)時(shí)完成后, RST 引腳輸出 96 個(gè)晶振周期的高電平。 RST( 9引腳 ):復(fù)位輸入 。 在對(duì) Flash ROM 編程或程序校驗(yàn)時(shí), P3還接收一些控制信號(hào)。對(duì)端口寫(xiě)入 1時(shí),通過(guò)內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電位,這時(shí)可用作輸入口。 P3端口( ~ , 10~ 17引腳): P3 是一個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 端口。在訪問(wèn) 8位地址的外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器(如執(zhí)行“ MOVX R1”指令)時(shí), P2口引腳上的內(nèi)容(就是專(zhuān)用寄存器( SFR)區(qū)中的 P2 寄存器的內(nèi)容),在整個(gè)訪問(wèn)期間不會(huì)改變。 P2 作為輸入口使用時(shí),因?yàn)橛袃?nèi)部的上拉電阻,那些被外部信號(hào)拉低的引腳會(huì)輸出一個(gè)電流( )。P2的輸出緩沖器可以驅(qū)動(dòng)(吸收或輸出電流方式) 4個(gè) TTL 輸入。 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)說(shuō)明書(shū) 14 在對(duì) Flash ROM 編程和程序校驗(yàn)時(shí), P1接收低 8位地址。 P1 口作輸入口使用時(shí),因?yàn)橛袃?nèi)部上拉電阻,那些被外部拉低的引腳會(huì)輸出一個(gè)電流( )。 P1的輸出緩沖器可驅(qū)動(dòng)(吸收或者輸出電流方式) 4個(gè) TTL 輸入。驗(yàn)證時(shí),要求外接上拉電阻。此時(shí), P0 口內(nèi)部上拉電阻有效。作為輸出端口,每個(gè)引腳能驅(qū)動(dòng) 8 個(gè) TTL 負(fù)載,對(duì)端口 P0 寫(xiě)入“ 1”時(shí),可以作為高阻抗輸入。 7) ISP(在系統(tǒng)可編程) /IAP(在應(yīng)用可編程),無(wú)需專(zhuān)用編程器,無(wú)需專(zhuān)用仿真器,可通過(guò)串口( RxD/,TxD/)直接下載用戶程序,數(shù)秒即可完成一片 8) 具有 EEPROM 功能 9) 具有看門(mén)狗功能 10) 共 3個(gè) 16位定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器。 芯片 STC89C52RC 介紹 STC89C52RC 單片機(jī)是宏晶科技推出的新一代高速 /低功耗 /超強(qiáng)抗干 擾的單片機(jī),指令代碼完全兼容傳統(tǒng) 8051 單片機(jī), 12 時(shí)鐘 /機(jī)器周期和 6時(shí)鐘 /機(jī)器周期可以任意選擇。 在下一節(jié)里,我們將詳細(xì)介紹 汽車(chē)倒車(chē)?yán)走_(dá) 系統(tǒng) 的各部分電路的設(shè)計(jì)思路及方法。因此,在一段較長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi),加在接收放大器輸入端的發(fā)射信號(hào)幅值仍具有一定的幅值高度,可以達(dá)到限幅電路的限幅電平VM;另一方面, 接收探頭上接收到的各種反射信號(hào)卻遠(yuǎn)比發(fā)射信號(hào)小,即使是離探頭較近的表面反射回來(lái)的信號(hào),也達(dá)不到限幅電路的限幅電平,當(dāng)反射面離探頭愈來(lái)愈遠(yuǎn),接收和發(fā)射信號(hào)相隔時(shí)間愈來(lái)愈長(zhǎng),其幅值也愈來(lái)愈小。根據(jù)阻塞區(qū)內(nèi)的缺陷回波高度對(duì)缺河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)說(shuō)明書(shū) 10 陷進(jìn)行定量評(píng)價(jià)會(huì)使結(jié)果偏低,有時(shí)甚至不能發(fā)現(xiàn)障礙物,這時(shí)需要注意的。此時(shí),在短時(shí)間內(nèi)放大器的放大倍數(shù)會(huì)降低,甚至沒(méi)有放大作用,這種現(xiàn)象稱(chēng)為阻塞。使用的 12 MHz 晶體作時(shí)鐘基準(zhǔn)的 STC89C52RC 單片機(jī)定時(shí)器能方便的計(jì)數(shù)到1μs 的精度,因此系統(tǒng)采用 STC89C52RC 的定時(shí)器能保證時(shí)間誤差在 1mm 的測(cè)量范圍內(nèi)。此外,當(dāng)要求測(cè)距誤差小于1mm 時(shí),假定超聲波速度 C=344m/s(20℃ 室溫 ),忽略聲速的傳播誤差 ,則 測(cè)距誤差 S△ t 002 907s,即 。因此提高超聲波測(cè)量精度的重中之重就是獲得準(zhǔn)確的當(dāng)?shù)芈曀?。 式 ( 34) 一般能為聲速的換算提供較為準(zhǔn)確的結(jié)果。超聲波在大氣中傳播的速度受介質(zhì)氣體的溫度、密度及氣體 分子成分的影響,即: ( 33) 由上式知,在空氣中,當(dāng)?shù)芈曀僦粵Q定于氣體的溫度,因此獲得準(zhǔn)確的當(dāng)?shù)貧鉁乜梢杂行У奶岣叱暡y(cè)距時(shí)的測(cè)量精度。 經(jīng)以上分析,超聲波回波的幅值在傳播過(guò)程中衰減很大,收到的回波信號(hào)可能十分微弱,要想判斷捕獲到的第一個(gè)回波確定準(zhǔn)確的接受時(shí)間,必須對(duì)收到的信號(hào)進(jìn)行足夠的放大,否則不正確的判斷回波時(shí)間,會(huì)對(duì)超聲波測(cè)量精度產(chǎn)生影響。對(duì)于接收到的回波,超聲波在空氣介質(zhì)的傳播過(guò)程中會(huì)有很大的衰減,其衰減遵循指數(shù)規(guī)律。 發(fā)射 障 礙 接收 物 圖 31 超聲波測(cè)距系統(tǒng)框圖 單片機(jī) STC89C52RC 發(fā)出短暫的 40kHz 信號(hào),經(jīng)放大后通過(guò)超聲波換能器輸出;反射后的超聲波經(jīng)超聲波換能器作為系統(tǒng)的輸入,鎖相環(huán)對(duì)此信號(hào)鎖定,產(chǎn)生鎖定信號(hào)啟動(dòng)單片機(jī)中斷程序,讀出時(shí)間 t,再由系統(tǒng)軟件對(duì)其進(jìn)行計(jì)算、判別后,相應(yīng)的計(jì)算結(jié)果被送至 LED 數(shù)碼管進(jìn)行顯示。波速確定后,只要測(cè)得超聲波往返的時(shí)間 t,即可求得距離 S。接收換能器對(duì)聲波脈沖的直接接收能力將決定 最小可測(cè)距離。河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)說(shuō)明書(shū) 8 3 超聲波測(cè)距的原理 單片機(jī)發(fā)出超聲波測(cè)距是通過(guò)不斷檢測(cè)超聲波發(fā)射后遇到障礙物所反射的回波 , 從而測(cè)出發(fā)射和接收回波的時(shí)間差 t,然后求出距離 S=Ct/2 (31) 式 (31)中的 C為超聲波在空氣中傳播的速度。利用外中斷 0口監(jiān)測(cè)超聲波接收電路輸出的返回 信號(hào)。采用 12MHz河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)說(shuō)明書(shū) 7 高精度的晶振,以獲得較穩(wěn)定時(shí)鐘頻率,減小測(cè)量誤差。 硬件電路的設(shè)計(jì)主要包括電源電路 、 單片機(jī)及其輔助電路、超聲波發(fā)射和超聲波檢測(cè)接收電路 、 顯示電路 四 部分組成。超聲波傳感器是一種采用壓電效應(yīng)的傳感器,常用的材料是壓 電陶瓷。此次設(shè)計(jì)采用反射波方式。 系統(tǒng)整體方案的論證 超聲波測(cè)距的原理是利用超聲波的發(fā)射和接 收 ,根據(jù)超聲波傳播的時(shí)間來(lái)計(jì)算傳播距離。最終達(dá)到對(duì)回波進(jìn)行放大檢測(cè),產(chǎn)生一個(gè)單片機(jī)( STC89C52RC)能夠識(shí)別的中斷信號(hào)作為回波到達(dá)的標(biāo)志 單片機(jī)發(fā)出啟動(dòng)信號(hào),超聲波模塊經(jīng)放大后通過(guò)超聲波發(fā)射器輸出;超聲波接收器將接收到的超聲波信號(hào)經(jīng)放大器放大,啟動(dòng)單 片機(jī)中斷程序,測(cè)得時(shí)間為 t,再由軟件進(jìn)行判別、計(jì)算,得出距離數(shù)并送 LED 顯示。 發(fā)射部件的點(diǎn)脈沖電壓很高,但是由于障礙物回波引起的壓電晶片產(chǎn)生的射頻電壓不過(guò)幾十毫伏,要對(duì)這樣小的信號(hào)進(jìn)行處理就必須放大到一定的幅度。但是每一支實(shí)際的發(fā)生傳感器有其工作電壓的極限值, 同時(shí)發(fā)射電路中的阻尼電阻決定了電路的阻尼情況。將一定頻率的交流電壓加到發(fā)射傳感器的固有頻率 為 40KHz,使其工作在諧振頻率,達(dá)到最優(yōu)的特性。在調(diào)諧式電路中有調(diào)諧線圈(有時(shí)裝在探頭內(nèi)),諧振頻率 由 調(diào)諧電路的電感、電容決定,發(fā)射的超聲脈沖頻帶較窄。單片機(jī) ( STC89C52RC) 發(fā)出短暫的 40KHz信號(hào),反射后的超聲波經(jīng)超聲波接收器作為系統(tǒng)的輸入,鎖相環(huán)對(duì)此 信號(hào) 進(jìn)行技術(shù)判斷后,把相應(yīng)的計(jì)算結(jié)果送到 LED 顯示電路顯示, 并 進(jìn)行報(bào)警。 汽車(chē)倒車(chē)?yán)走_(dá)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 是基于 STC89C52RC 單片機(jī) 的超聲信號(hào)檢測(cè)的。而基于 CPLD 的 汽車(chē)倒車(chē) 雷達(dá) 系 統(tǒng)硬件復(fù)雜,在適當(dāng)?shù)臏y(cè)量范圍內(nèi)測(cè)距精度不高。 CPLD開(kāi)始計(jì)數(shù)后,只要傳感器收到回波, CPLD 就立即停止計(jì)數(shù),即只有最先返回的超聲波才起作用,也就是說(shuō) 汽車(chē)倒車(chē) 雷達(dá) 系統(tǒng) 總是測(cè)得離傳感器最近的物體的距離。 CPLD 所計(jì)的時(shí)間就是超聲波從傳感器到被測(cè)物的往返時(shí)間。超聲波在空氣中傳播,途中碰到障礙物就會(huì)立即返回來(lái) 。其系統(tǒng)框圖如圖 22所示。 本系統(tǒng)利用 CPLD 器件控制超聲波的發(fā)射,并對(duì)超聲波發(fā)射至接收的往返時(shí)間進(jìn)行計(jì)數(shù),將計(jì)算結(jié)果在 LED 上顯示出來(lái)。 CPLD 器件內(nèi)部的宏單元是其最基本的模塊,能獨(dú)立地編程為 D觸發(fā)器、 T觸發(fā)器、RS觸發(fā)器或 JK觸發(fā)器工作方式或組合邏輯工作方式。當(dāng)收到超聲波的反射波時(shí),接收電路輸出端產(chǎn)生一個(gè) 高電平 ,在單片機(jī)的外部中斷源輸入口產(chǎn)生一個(gè)中斷請(qǐng)求信號(hào),單片機(jī)響應(yīng)外部中斷請(qǐng)求,執(zhí)行外部中斷服務(wù)子程序,讀取時(shí)間差,計(jì)算距離,結(jié)果輸出給 LED 顯 示 。其系統(tǒng)框圖如圖 21 所示。 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)說(shuō)明書(shū) 4 2 課題的方案設(shè)計(jì)與論證 方案比較 方案 一 :基于單片機(jī)的 汽車(chē)倒車(chē) 雷達(dá) 系統(tǒng) 利用單片機(jī)編程產(chǎn)生頻率為 40kHz 的方波,經(jīng)過(guò)發(fā)射驅(qū)動(dòng)電路放大,使超聲波傳感器發(fā)射端震蕩,發(fā)射超聲波。 設(shè)計(jì) 的 技術(shù)要求 (1)探測(cè) 距離 40400cm (2)測(cè)量誤差≤177。該設(shè)計(jì)可廣泛應(yīng)用在生活、軍事、工業(yè)等各個(gè)領(lǐng)域,它需要設(shè)計(jì)者有較好的數(shù)電、模電知識(shí),并且有一定的 C 語(yǔ)言 編程能力,綜合運(yùn)用所學(xué)的知識(shí)實(shí)現(xiàn)對(duì)超聲波發(fā)射與接收信號(hào)進(jìn)行控制,通過(guò)單片機(jī)程序?qū)Τ暡ㄐ盘?hào)進(jìn)行相應(yīng)的分析、計(jì)算、處理最后顯示在 LED 數(shù)碼管上 。超聲波測(cè)距是利用其反射特性,當(dāng)車(chē)輛后退時(shí),超聲波測(cè)距傳感器利用超聲波檢測(cè)車(chē)輛后方的障礙物位置,并利用 LED 顯示出來(lái),當(dāng)?shù)竭_(dá)一定距離時(shí),系統(tǒng)能發(fā)出報(bào)警聲,進(jìn)而提醒駕駛?cè)藛T,起到安全的 作用 。利用超聲波檢測(cè)往往比較迅速、方便、計(jì)算簡(jiǎn)單。為了解決這個(gè)安全問(wèn)題,設(shè)計(jì)一種汽車(chē) 倒車(chē)?yán)走_(dá) 系統(tǒng)勢(shì)在必行。 隨著汽車(chē)的普及,越來(lái)越多的家庭擁有了汽車(chē)。在駕駛者掛入倒擋時(shí),中控臺(tái)上的液晶顯示屏?xí)詣?dòng)切換畫(huà)面,將車(chē)尾攝像頭拍下的環(huán)境狀況展示在駕駛者眼前,最大程度地方便泊車(chē),這項(xiàng)功能在夜間尤其具有價(jià)值。如最為先進(jìn)的倒車(chē)?yán)走_(dá)系統(tǒng)為 “ 智能可視倒車(chē)?yán)走_(dá)系統(tǒng) ” ,它在車(chē)尾部撞上針孔攝像頭,倒車(chē)時(shí)可以在 DVD 顯示屏上顯示車(chē)后的廣角真實(shí)圖像。要求倒車(chē)?yán)走_(dá)連續(xù)測(cè)距并顯示障礙物距離,并采用不同間歇嗚叫頻率的聲音報(bào)警提示距離,讓駕駛員全神貫注地注視場(chǎng)景。倒車(chē)?yán)走_(dá)系統(tǒng)經(jīng)歷了三個(gè)階段,六代的技術(shù)改良,從早期的倒車(chē)防撞儀,只能測(cè)試車(chē)后有限范圍的障礙物,并發(fā)出警報(bào),發(fā)展到根據(jù)距離遠(yuǎn)近程度分段報(bào)警,前兩個(gè)階段的倒車(chē)?yán)走_(dá)一般采用專(zhuān)用集成電路,功能較簡(jiǎn)單。隨著我國(guó)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)的高速發(fā)展,近兩三年我國(guó)開(kāi)始進(jìn)入私家車(chē)時(shí)代,交通事故發(fā)生的頻率也在增加,為提高汽車(chē)運(yùn)行的安全性,倒車(chē)?yán)走_(dá)預(yù)警系統(tǒng)不僅深受駕駛員的青睞,也逐漸成為汽車(chē)電子產(chǎn)業(yè)中新的增長(zhǎng)點(diǎn)。據(jù)海外媒體報(bào)道,戴姆勒 克萊斯勒公司日 前成功開(kāi)發(fā)出供商用車(chē)使用的電子剎河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)說(shuō)明書(shū) 2 車(chē)系統(tǒng),它與其他剎車(chē)系統(tǒng)的區(qū)別在于,其在卡車(chē)車(chē)頭設(shè)有雷達(dá)感應(yīng)器,感應(yīng)器在車(chē)前觀察四周環(huán) 境,并將所有收集的信息交由一控制器加 以 處理,形成 虛擬景象,再借助演算法的輔助來(lái)判斷所發(fā)生狀況是否需要利用剎車(chē)。德國(guó)大眾公司已經(jīng)將超聲波測(cè)距技術(shù)應(yīng)用在倒車(chē)?yán)走_(dá)上,并且具有前視和后視功能,采用自舉升壓的方式驅(qū)動(dòng) 8路超聲波傳感器 。此種裝置價(jià)格中等,并且完全隱密,但可惜的是,安裝 時(shí) 必須卸下保險(xiǎn)杠,而且只能探測(cè)動(dòng)態(tài)物 品,當(dāng)車(chē)在后退行進(jìn)時(shí),可探測(cè)到物體,但車(chē)一旦停止后退行進(jìn),則任何物體都不被認(rèn)可。在線路 上 套上一 個(gè) 環(huán)型的感應(yīng)圈 ,該感應(yīng)圈放置 在 車(chē) 后的 保險(xiǎn)杠內(nèi)側(cè), 從 車(chē)外完全看不出有此裝置 。但更糟糕的是,無(wú)論是紅外線發(fā)射器或接收器,只要任何一方讓一層薄薄的冰雪或泥塵覆蓋,系統(tǒng)就會(huì)失效。倒車(chē)?yán)走_(dá)的接收方式 可 以分為有線式和無(wú)線式兩種,無(wú)線接收方式顯然更省事,不必 “ 走線 ” 而拆裝車(chē)內(nèi)的原有裝飾,也不受車(chē)型、車(chē)長(zhǎng)等因素的影響,其價(jià)格自然也略高些。以 4 探頭液晶顯示屏的 奧迪 倒車(chē)?yán)走_(dá)為例,它最遠(yuǎn)可以探測(cè)到 1. 96m外的障礙物,并可以顯示出是由哪個(gè)探頭 探測(cè)到的,如果兩個(gè)探 頭同時(shí)探測(cè)到障礙物,則會(huì)以離車(chē)最近的障礙物為準(zhǔn),有些顯示器上還 帶 有 “ 車(chē)載免提功能 ” ,其內(nèi)有揚(yáng)聲器和麥克風(fēng),可以進(jìn)行錄音和放音。 Ultrasonic ranging III 目錄 摘要 ...................................................................... I AUTOMOBILEREVERSING RADAR SYSTEM ........................................ II 1 概述 .................................................................... 1 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀簡(jiǎn)述 .................................................. 1 設(shè)計(jì)的目的和意義 .................................................... 2 設(shè)計(jì)的任務(wù)和要求 .................................................... 3 ........................................................ 3 設(shè)計(jì)的技術(shù)要求 ................................................... 3 2 課題的方案設(shè)計(jì)與論證 .................................................... 4 方案比較 ............................................................ 4 系統(tǒng)整體方案設(shè)計(jì) .................
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