【正文】 14499來完成與單片機系統(tǒng)的顯示接口較為簡單可靠。長度單位一般為“m”，可以不顯示，因此顯示器件可選用BS202型共陰極7段LED顯示器。 報警電路圖 顯示電路設(shè)計超聲波測距儀的顯示要求比較簡單，測量結(jié)果采用十進制數(shù)字顯示。在揚聲器發(fā)出報警聲時，時基電路555 處于暫穩(wěn)態(tài)，此時電源向電容充電，從而使555 結(jié)束暫穩(wěn)態(tài)回復(fù)到穩(wěn)定狀態(tài) 輸出低電平，使揚聲器停止發(fā)出報警聲。振蕩頻率為800Hz。由于所用設(shè)備通過漏極開路端（2腳）連在總線上，控制線需要一個上拉電阻。，單片機通過它以串口數(shù)據(jù)傳誦方式讀取測溫結(jié)果。計數(shù)器1和溫度寄存器被預(yù)制在—55攝氏度所對應(yīng)的一個基數(shù)。低溫度系數(shù)晶振的震蕩頻率受溫度影響很小，用于產(chǎn)生固定頻率的脈沖信號送給計數(shù)器1?！妗＾D(zhuǎn)換周期與轉(zhuǎn)換精度設(shè)定有關(guān)，9位精度時，；12位精度時，最大轉(zhuǎn)化時間為750ms。溫度測量范圍是55℃+125℃，可編程為912位A/D轉(zhuǎn)換精度，未編程時默認精度為12 位，℃，℃。本文采用了DS1820進行測溫。 電位比較器電路圖 超聲波接收電路圖 溫度測量電路設(shè)計溫度對超聲波波速影響非常大，超聲波波度c與環(huán)境溫度的關(guān)系有如下經(jīng)驗公式： (m/s)，所以溫度每變化1℃， /s 。比較器的輸入端需要穩(wěn)定的基準電壓需要加電容穩(wěn)定。因為放大后的回波信號幅值已經(jīng)較大，這樣再通過設(shè)置合適的閥值就可以穩(wěn)定的得到有效信號。這因為比較器非常靈敏，信號的微小變化就導(dǎo)致輸出值和的相互轉(zhuǎn)變。反之，則輸出為低電平信號到PC的數(shù)據(jù)采集端。當(dāng)時，=0，為低電平:當(dāng)時，=，為高電平。這里的第四片LM324作反相電位比較器，有一個閥值電壓，為反相電壓比較器輸入電壓。對于交流信號而言，電容為短路，因此前三級放大電路的增益均為10。LM324既可以雙電源工作，也可以單電源工作，因此能滿足使用要求。另外，由于輸入信號為正弦波，因此必須將放大電路設(shè)計成交流放大電路。不同接收探頭的輸出信號強度存在差異。按照上面所討論的原理，單片機需要的只是第一個回波的時刻。由于經(jīng)探頭變換后的正弦波電信號非常弱，因此必須經(jīng)放大電路放大。 超聲波發(fā)射電路圖 超聲波接收電路設(shè)計超聲波接收器包括超聲波接收探頭、信號放大電路及波形變換電路三部分。為保證555時基具有足夠的驅(qū)動能力，宜采用+12V電源即=12V。當(dāng)4 腳為低電平時，555有振蕩脈沖輸出；為高電平時，555定時器清零，沒有輸出。 555構(gòu)成的多諧振蕩器電路圖采用555定時器構(gòu)成的多諧振蕩器可以實現(xiàn)寬范圍占空比的調(diào)節(jié)，并且電路設(shè)計簡單，占用面積小。其振蕩頻率計算式為f=(( +2))。當(dāng)下降到≤1/3后，振蕩器輸出又翻轉(zhuǎn)成1，此時放電管又截止，使放電端(DIS)不接地，電源通過和又對電容充電，又使從1/3上升到2/3，觸發(fā)器又發(fā)生翻轉(zhuǎn)，如此周而復(fù)始，從而在輸出端得到連續(xù)變化的振蕩脈沖波形。接通電源后，電源通過和對電容充電，當(dāng)1/3時，振蕩器輸出=1，放電管截止。40KHz的超聲波是利用555時基電路振蕩驅(qū)動超聲波探頭產(chǎn)生的。此外，電容對頻率有微調(diào)作用，因為外接晶振，電容選擇20pF，實際應(yīng)用時諧振器和電容盡可能安裝在單片機附近，減少寄生電容，保證振蕩器穩(wěn)定可靠的工作。在XTAL1和XTAL2兩端跨接晶體諧振器（振蕩頻率為12MHZ），與內(nèi)部反相器構(gòu)成自激震蕩器。有內(nèi)部和外部兩種時鐘產(chǎn)生方式。時鐘電路主要任務(wù)是提供一個工作頻率。適當(dāng)組合RC的取值就可以保證可靠的復(fù)位。s以上時間的高電平，在RST引腳出現(xiàn)高電平后的第二個機器周期執(zhí)行復(fù)位。本文中時鐘頻率為12MHz，每個機器周期為1181。無論是在單片機剛開始接上電源時，還是斷電后或者發(fā)生故障后都要復(fù)位。超聲波信號碰到障礙物時信號立刻返回，經(jīng)傳感器，濾波電容，放大器，電壓比較器傳給單片機的INT0口一個低電平。XTAL1和XTAL2接12MHZ晶振構(gòu)成的時鐘電路。顯示器由四個七段數(shù)碼管組成，由串行輸入顯示接口芯片MC14499驅(qū)動。C段：50cm以內(nèi)對應(yīng)方位指示燈長亮，擴音器長鳴。障礙距離指示燈與報警器響應(yīng)方式：A段：150—100cm指示燈慢閃亮、擴音器以相應(yīng)頻率的叫聲提示。同時數(shù)碼管顯示相應(yīng)距離。DS1820芯片是DALLAS公司生產(chǎn)的一線式數(shù)字溫度傳感器，溫度測量范圍是55℃到+120℃ ，可編程為9位到12位A/D轉(zhuǎn)換精度，℃。本設(shè)計采用DS1820芯片進行測溫。但是由于超聲波傳感器固有特性，即盲區(qū)的存在，對回波的接收和處理造成了一定程度的影響。 超聲波回波接收方案在超聲波發(fā)射完畢后，再延遲一小段時間才能進行接收，目的是為了避免單片機對發(fā)射頭直接傳送到接收頭的信號進行響應(yīng)而不能正常工作。要對這樣小的信號進行處理就必須放大到一定的幅度。因此，工作電壓不能超過這個極限值。發(fā)射電壓從理論上是越高越好，因為對同一個發(fā)射傳感器而言，電壓越高，發(fā)射的超聲功率就越大，這樣能夠在接收傳感器上接收的回波功率就比較大，對于接收電路的設(shè)計就相對簡單一些。為了將一定頻率、幅度的交流電壓加到發(fā)射傳感器的兩端，使其振動發(fā)出超聲波，電路頻率的選擇應(yīng)該滿足發(fā)射傳感器的固有頻率40KHz。發(fā)射出的超聲頻率主要由壓電晶片的固有參數(shù)決定，頻帶較寬。發(fā)射出的超聲脈沖頻帶較窄。 超聲波發(fā)射方案發(fā)射電路通常有調(diào)諧式和非調(diào)諧式。這樣傳感器方向性尖銳，且避開了噪聲，提高了信噪比；雖然傳播損失相對低頻有所增加，但不會給發(fā)射和接收帶來困難。(3) 從傳感器設(shè)計角度看，工作頻率越低，傳感器尺寸就越大，制造和安裝就越困難。工作頻率的確定主要基于以下幾點考慮:(1) 如果測距的能力要求很大，聲波傳播損失就相對增加，由于介質(zhì)對聲波的吸收與聲波頻率的平方成正比，為減小聲波的傳播損失，就必須降低工作頻率。超聲波傳感器具有反應(yīng)靈敏、探測速度快(一個測量周期僅需幾十毫秒)的優(yōu)點，而且結(jié)構(gòu)簡單，體積小，成本低。因此選擇利用超聲波傳感器來作為探測器。 測距探測器方案除了上述方案分析比較中講述的超聲波測距所獨有的優(yōu)點外超聲波測距在某些特定場合還有著顯著的優(yōu)點，超聲波測距系統(tǒng)是利用計算超聲波在被測物體和超聲波探頭之間的傳輸來測量距離的，因此它是一種非接觸式的測量，所以它能夠在某些特定場合或環(huán)境比較惡劣的環(huán)境下使用。再把定時器中的數(shù)據(jù)經(jīng)過換算結(jié)合由所測溫度值換算出的聲速值就可以得出車體與障礙物之間的距離。當(dāng)超聲波信號碰到障礙物時信號立刻返回，經(jīng)濾波電容，放大器，電壓比較器傳給單片機的INT0口。AT89C2051單片機系統(tǒng)超聲波換能器驅(qū)動電路超聲波換能器CSB40T超聲波換能器CSB40R隔直濾波三級放大電壓比較器，閥值電壓可調(diào)擴音器報警電路溫度測量DS1820數(shù)碼管距離顯示發(fā)光二極管 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖倒車時倒檔啟動探測器系統(tǒng)，單片機AT89C2051作為主控器，控制DS1820芯片并處理所測得的溫度數(shù)據(jù)。通過對預(yù)警提示方式的分析，綜合其特點，采用聲音、LED數(shù)碼管和二極管指示燈相結(jié)合的提示方式。此方案造價較高，比較適合高檔汽車，可以按照個人需求和車內(nèi)裝飾選配。語音提示比較方便，避免駕駛員過度關(guān)注顯示器，分散注意力。不過液晶顯示器外觀雖精巧，但靈敏度較高，抗干擾能力不強，所以誤報也較多。這種方式比較實用，一目了然，但沒有聲響，警示效果不好。此方式?jīng)]有語音提示，也沒有距離顯示，雖然司機知道有障礙物，但不能確定障礙物離車有多遠，對司機幫助不大。目前主要有轟鳴器提示、數(shù)碼波段顯示、液晶熒屏顯示，魔幻鏡顯示，音響提示等單個或多種方式相結(jié)合的提示方式，下面對這幾種提示方式進行分析和比較。因此本設(shè)計采用超聲波測距方式。故超聲波測距常用于在短距離測距，最佳距離為45m，一般應(yīng)用在汽車倒車防撞系統(tǒng)上。超聲波測距儀原理簡單，在自身特性諧振點40KHz附近可獲得較高的靈敏度；諧振帶寬、波束角可以通過制作工藝控制得很窄，有利于抗聲波干擾設(shè)計；不受無線電頻譜資源限制，易于抗電磁干擾設(shè)計；超聲波測距系統(tǒng)成本低、性能穩(wěn)定可靠，應(yīng)用前景好。0℃時， / s，而空氣中聲速的近似表達式為：(m/s)，根據(jù)計時器記錄的時間t，可以計算出發(fā)射點距障礙物的距離s，即: 。超聲波在空氣中傳播的速度會受到溫度、濕度、大氣壓力等因素的影響，在這些因素中，溫度對其速度的影響更大一些，而且環(huán)境溫度的變化更為經(jīng)常。超聲波接收器則在接收到遇障礙物反射回來的反射波后，也向測量邏輯電路提供一個短脈沖。(4) 超聲波測距超聲波一般指頻率在40KHz以上的機械波，具有穿透性較強、衰減小、反射能力強等特點，超聲波測距儀器一般由發(fā)射器、接收器和信號處理裝置三部分組成。但目前價格較高，同時由于受軟件和硬件的制約，成像速度較慢。為獲得目標三維信息，模擬人的雙目視覺原理，利用間隔固定的兩臺攝像機同時對同一景物成像，通過對這兩幅圖像進行計算機分析處理，即可確定視野中每個物體的三維坐標，這一系統(tǒng)稱為雙目攝像系統(tǒng)。利用面陣CCD，可獲得被測視野的二維圖像，但無法確定與被測物體之間的距離。(3) CCD 攝像機CCD ( Charge Coupled Device)攝像機即電荷耦合器攝像機，它是一種用來模擬人眼的光電探測器。由于紅外線人類肉眼感知不到，具有極強的隱蔽性，夜間同樣不妨礙測距儀的工作，故該種測距儀廣泛應(yīng)用在軍用汽車上。車載傳感器通過發(fā)射并接收前方物體反射回的紅外線，依據(jù)信號的強弱及波長的不同，同時分析時間差，可分析出前方物體的性質(zhì)及與汽車的距離。有顯著的熱效應(yīng)和較強的穿透云霧的能力。目前，在汽車上，上述各種激光雷達測距儀均有應(yīng)用，但成像式激光雷達還在進一步研究之中。同成像式激光雷達相比，具有造價低、速度快、穩(wěn)定性高等特點。由于非掃描成像激光雷達測點數(shù)目大大減少，從而提高了系統(tǒng)三維成像速度。掃描成像激光雷達把激光雷達同二維光學(xué)掃描鏡結(jié)合起來，利用掃描器控制激光的射出方向，通過對整個視場進行逐點掃描測量，即可獲得視場內(nèi)目標的三維信息。利用掃描鏡系統(tǒng)中的位置探測器測定反射鏡的角度即可測