【正文】 部程序存儲器選通信號。這一位置“ 1”， ALE僅在執(zhí)行 MOVX 或 MOV 指令時有效。然而，特別強調(diào)，在每次訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時， ALE脈沖將會跳過。在 Flash 編程時，此引腳（ ）也用作編程輸入脈沖。 DISRTO 默認狀態(tài)下，復(fù)位高電平有效。看門狗計時完成后， RST 引腳輸出 96 個晶振周期的高電平。 RST（ 9引腳 ）：復(fù)位輸入 。 在對 Flash ROM 編程或程序校驗時， P3還接收一些控制信號。對端口寫入 1時，通過內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電位，這時可用作輸入口。 P3端口（ ～ ， 10～ 17引腳）： P3 是一個帶內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 端口。在訪問 8位地址的外部數(shù)據(jù)存儲器（如執(zhí)行“ MOVX R1”指令）時， P2口引腳上的內(nèi)容（就是專用寄存器（ SFR）區(qū)中的 P2 寄存器的內(nèi)容），在整個訪問期間不會改變。 P2 作為輸入口使用時，因為有內(nèi)部的上拉電阻，那些被外部信號拉低的引腳會輸出一個電流（ ）。P2的輸出緩沖器可以驅(qū)動（吸收或輸出電流方式） 4個 TTL 輸入。 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書 14 在對 Flash ROM 編程和程序校驗時， P1接收低 8位地址。 P1 口作輸入口使用時，因為有內(nèi)部上拉電阻，那些被外部拉低的引腳會輸出一個電流（ ）。 P1的輸出緩沖器可驅(qū)動（吸收或者輸出電流方式） 4個 TTL 輸入。驗證時，要求外接上拉電阻。此時， P0 口內(nèi)部上拉電阻有效。作為輸出端口，每個引腳能驅(qū)動 8 個 TTL 負載，對端口 P0 寫入“ 1”時，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），無需專用編程器，無需專用仿真器，可通過串口（ 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） 具有看門狗功能 10） 共 3個 16位定時器 /計數(shù)器。 芯片 STC89C52RC 介紹 STC89C52RC 單片機是宏晶科技推出的新一代高速 /低功耗 /超強抗干 擾的單片機，指令代碼完全兼容傳統(tǒng) 8051 單片機， 12 時鐘 /機器周期和 6時鐘 /機器周期可以任意選擇。 在下一節(jié)里，我們將詳細介紹 汽車倒車雷達 系統(tǒng) 的各部分電路的設(shè)計思路及方法。因此，在一段較長的時間內(nèi)，加在接收放大器輸入端的發(fā)射信號幅值仍具有一定的幅值高度，可以達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卻遠比發(fā)射信號小，即使是離探頭較近的表面反射回來的信號，也達不到限幅電路的限幅電平，當反射面離探頭愈來愈遠，接收和發(fā)射信號相隔時間愈來愈長，其幅值也愈來愈小。根據(jù)阻塞區(qū)內(nèi)的缺陷回波高度對缺河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書 10 陷進行定量評價會使結(jié)果偏低，有時甚至不能發(fā)現(xiàn)障礙物，這時需要注意的。此時，在短時間內(nèi)放大器的放大倍數(shù)會降低，甚至沒有放大作用，這種現(xiàn)象稱為阻塞。使用的 12 MHz 晶體作時鐘基準的 STC89C52RC 單片機定時器能方便的計數(shù)到1μs 的精度，因此系統(tǒng)采用 STC89C52RC 的定時器能保證時間誤差在 1mm 的測量范圍內(nèi)。此外，當要求測距誤差小于1mm 時，假定超聲波速度 C=344m/s(20℃ 室溫 )，忽略聲速的傳播誤差 ，則 測距誤差 S△ t 002 907s，即 。因此提高超聲波測量精度的重中之重就是獲得準確的當?shù)芈曀?。 式 （ 34） 一般能為聲速的換算提供較為準確的結(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?shù)芈曀僦粵Q定于氣體的溫度，因此獲得準確的當?shù)貧鉁乜梢杂行У奶岣叱暡y距時的測量精度。 經(jīng)以上分析，超聲波回波的幅值在傳播過程中衰減很大，收到的回波信號可能十分微弱，要想判斷捕獲到的第一個回波確定準確的接受時間，必須對收到的信號進行足夠的放大，否則不正確的判斷回波時間，會對超聲波測量精度產(chǎn)生影響。對于接收到的回波，超聲波在空氣介質(zhì)的傳播過程中會有很大的衰減，其衰減遵循指數(shù)規(guī)律。 發(fā)射 障 礙 接收 物 圖 31 超聲波測距系統(tǒng)框圖 單片機 STC89C52RC 發(fā)出短暫的 40kHz 信號，經(jīng)放大后通過超聲波換能器輸出；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)對此信號鎖定，產(chǎn)生鎖定信號啟動單片機中斷程序，讀出時間 t，再由系統(tǒng)軟件對其進行計算、判別后，相應(yīng)的計算結(jié)果被送至 LED 數(shù)碼管進行顯示。波速確定后，只要測得超聲波往返的時間 t，即可求得距離 S。接收換能器對聲波脈沖的直接接收能力將決定 最小可測距離。河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書 8 3 超聲波測距的原理 單片機發(fā)出超聲波測距是通過不斷檢測超聲波發(fā)射后遇到障礙物所反射的回波 , 從而測出發(fā)射和接收回波的時間差 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)測超聲波接收電路輸出的返回 信號。采用 12MHz河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書 7 高精度的晶振，以獲得較穩(wěn)定時鐘頻率，減小測量誤差。 硬件電路的設(shè)計主要包括電源電路 、 單片機及其輔助電路、超聲波發(fā)射和超聲波檢測接收電路 、 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)計采用反射波方式。 系統(tǒng)整體方案的論證 超聲波測距的原理是利用超聲波的發(fā)射和接 收 ，根據(jù)超聲波傳播的時間來計算傳播距離。最終達到對回波進行放大檢測，產(chǎn)生一個單片機（ STC89C52RC）能夠識別的中斷信號作為回波到達的標志 單片機發(fā)出啟動信號，超聲波模塊經(jīng)放大后通過超聲波發(fā)射器輸出；超聲波接收器將接收到的超聲波信號經(jīng)放大器放大，啟動單 片機中斷程序，測得時間為 t，再由軟件進行判別、計算，得出距離數(shù)并送 LED 顯示。 發(fā)射部件的點脈沖電壓很高，但是由于障礙物回波引起的壓電晶片產(chǎn)生的射頻電壓不過幾十毫伏，要對這樣小的信號進行處理就必須放大到一定的幅度。但是每一支實際的發(fā)生傳感器有其工作電壓的極限值， 同時發(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，達到最優(yōu)的特性。在調(diào)諧式電路中有調(diào)諧線圈（有時裝在探頭內(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 （ STC89C52RC） 發(fā)出短暫的 40KHz信號，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)對此 信號 進行技術(shù)判斷后，把相應(yīng)的計算結(jié)果送到 LED 顯示電路顯示， 并 進行報警。 汽車倒車雷達系統(tǒng)設(shè)計 是基于 STC89C52RC 單片機 的超聲信號檢測的。而基于 CPLD 的 汽車倒車 雷達 系 統(tǒng)硬件復(fù)雜，在適當?shù)臏y量范圍內(nèi)測距精度不高。 CPLD開始計數(shù)后，只要傳感器收到回波， CPLD 就立即停止計數(shù)，即只有最先返回的超聲波才起作用，也就是說 汽車倒車 雷達 系統(tǒng) 總是測得離傳感器最近的物體的距離。 CPLD 所計的時間就是超聲波從傳感器到被測物的往返時間。超聲波在空氣中傳播，途中碰到障礙物就會立即返回來 。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，并對超聲波發(fā)射至接收的往返時間進行計數(shù)，將計算結(jié)果在 LED 上顯示出來。 CPLD 器件內(nèi)部的宏單元是其最基本的模塊，能獨立地編程為 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。當收到超聲波的反射波時，接收電路輸出端產(chǎn)生一個 高電平 ，在單片機的外部中斷源輸入口產(chǎn)生一個中斷請求信號，單片機響應(yīng)外部中斷請求，執(zhí)行外部中斷服務(wù)子程序，讀取時間差，計算距離，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（論文）說明書 4 2 課題的方案設(shè)計與論證 方案比較 方案 一 ：基于單片機的 汽車倒車 雷達 系統(tǒng) 利用單片機編程產(chǎn)生頻率為 40kHz 的方波，經(jīng)過發(fā)射驅(qū)動電路放大，使超聲波傳感器發(fā)射端震蕩，發(fā)射超聲波。 設(shè)計 的 技術(shù)要求 (1)探測 距離 40400cm (2)測量誤差≤177。該設(shè)計可廣泛應(yīng)用在生活、軍事、工業(yè)等各個領(lǐng)域，它需要設(shè)計者有較好的數(shù)電、模電知識，并且有一定的 C 語言 編程能力，綜合運用所學(xué)的知識實現(xiàn)對超聲波發(fā)射與接收信號進行控制，通過單片機程序?qū)Τ暡ㄐ盘栠M行相應(yīng)的分析、計算、處理最后顯示在 LED 數(shù)碼管上 。超聲波測距是利用其反射特性，當車輛后退時，超聲波測距傳感器利用超聲波檢測車輛后方的障礙物位置，并利用 LED 顯示出來，當?shù)竭_一定距離時，系統(tǒng)能發(fā)出報警聲，進而提醒駕駛?cè)藛T，起到安全的 作用 。利用超聲波檢測往往比較迅速、方便、計算簡單。為了解決這個安全問題，設(shè)計一種汽車 倒車雷達 系統(tǒng)勢在必行。 隨著汽車的普及，越來越多的家庭擁有了汽車。在駕駛者掛入倒擋時，中控臺上的液晶顯示屏?xí)詣忧袚Q畫面，將車尾攝像頭拍下的環(huán)境狀況展示在駕駛者眼前，最大程度地方便泊車，這項功能在夜間尤其具有價值。如最為先進的倒車雷達系統(tǒng)為 “ 智能可視倒車雷達系統(tǒng) ” ，它在車尾部撞上針孔攝像頭，倒車時可以在 DVD 顯示屏上顯示車后的廣角真實圖像。要求倒車雷達連續(xù)測距并顯示障礙物距離，并采用不同間歇嗚叫頻率的聲音報警提示距離，讓駕駛員全神貫注地注視場景。倒車雷達系統(tǒng)經(jīng)歷了三個階段，六代的技術(shù)改良，從早期的倒車防撞儀，只能測試車后有限范圍的障礙物，并發(fā)出警報，發(fā)展到根據(jù)距離遠近程度分段報警，前兩個階段的倒車雷達一般采用專用集成電路，功能較簡單。隨著我國汽車產(chǎn)業(yè)的高速發(fā)展，近兩三年我國開始進入私家車時代，交通事故發(fā)生的頻率也在增加，為提高汽車運行的安全性，倒車雷達預(yù)警系統(tǒng)不僅深受駕駛員的青睞，也逐漸成為汽車電子產(chǎn)業(yè)中新的增長點。據(jù)海外媒體報道，戴姆勒 克萊斯勒公司日 前成功開發(fā)出供商用車使用的電子剎河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書 2 車系統(tǒng)，它與其他剎車系統(tǒng)的區(qū)別在于，其在卡車車頭設(shè)有雷達感應(yīng)器，感應(yīng)器在車前觀察四周環(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判斷所發(fā)生狀況是否需要利用剎車。德國大眾公司已經(jīng)將超聲波測距技術(shù)應(yīng)用在倒車雷達上，并且具有前視和后視功能，采用自舉升壓的方式驅(qū)動 8路超聲波傳感器 。此種裝置價格中等，并且完全隱密，但可惜的是，安裝 時 必須卸下保險杠，而且只能探測動態(tài)物 品，當車在后退行進時，可探測到物體，但車一旦停止后退行進，則任何物體都不被認可。在線路 上 套上一 個 環(huán)型的感應(yīng)圈 ，該感應(yīng)圈放置 在 車 后的 保險杠內(nèi)側(cè)， 從 車外完全看不出有此裝置 。但更糟糕的是，無論是紅外線發(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)就會失效。倒車雷達的接收方式 可 以分為有線式和無線式兩種，無線接收方式顯然更省事，不必 “ 走線 ” 而拆裝車內(nèi)的原有裝飾，也不受車型、車長等因素的影響，其價格自然也略高些。以 4 探頭液晶顯示屏的 奧迪 倒車雷達為例，它最遠可以探測到 1． 96m外的障礙物，并可以顯示出是由哪個探頭 探測到的，如果兩個探 頭同時探測到障礙物，則會以離車最近的障礙物為準，有些顯示器上還 帶 有 “ 車載免提功能 ” ，其內(nèi)有揚聲器和麥克風(fēng)，可以進行錄音和放音。 Ultrasonic ranging III 目錄 摘要 ...................................................................... I AUTOMOBILEREVERSING RADAR SYSTEM ........................................ II 1 概述 .................................................................... 1 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀簡述 .................................................. 1 設(shè)計的目的和意義 .................................................... 2 設(shè)計的任務(wù)和要求 .................................................... 3 ........................................................ 3 設(shè)計的技術(shù)要求 ................................................... 3 2 課題的方案設(shè)計與論證 .................................................... 4 方案比較 ............................................................ 4 系統(tǒng)整體方案設(shè)計 .................