【正文】 flag=1。 //定時器 0 設(shè)定初值 TH1=0。} //關(guān)閉定時器/計數(shù)器 1 /*********定時器 0 溢出中斷函數(shù)，每 60MS 溢出****************/ void timer0(void)interrupt 1 using 0 //定時器 0{ TH0=0x15。 //返回信號 sbit BUZZER =P3^7。 //啟動測距22 sbit CNT =P2^5。 //10MS 到標準位，flag 即通用標志位，當(dāng) sta_flag=1 時，表示到了 10ms sbit fuhao =flag^1。 //寫入 LCD 數(shù)據(jù) void Init_LCD(void)。 //初始化 18B20 void Write_Comm(uchar)。 uchar B20_RDAT(void)。 void BUMA(void)。 void delay()。 //LCD 忙 void Delay(uint time)。 //LCD E sbit DQ=P2^7。 //LCD RS sbit RW=P2^1。 //溫度變量 uchar bdata flag。 //10 秒計次數(shù) uint distance。 uchar jsh,jsl。}。,39。,39。,39。,39。,39。,39。,39。,39。,39。 uchar numcode[10]={39。在畢業(yè)設(shè)計中，劉純利老師對設(shè)計的思路和結(jié)構(gòu)進行了指導(dǎo)，同時也對相當(dāng)一部分專業(yè)知識方面的幫助。在這期間，我和劉老師保持著經(jīng)常性的面對面或通過郵件形式的交流。在制作樣機的過程中，將會采用多種抗干擾技術(shù)對系統(tǒng)進行優(yōu)化，減小測量誤差。 進一步研究系統(tǒng)的抗干擾性能 硬件抗干擾技術(shù)是系統(tǒng)設(shè)計時首選的抗干擾措施。所以在接下來的工作中，可能會考慮用正弦波代替方波來優(yōu)化該設(shè)計。 由于時間不是很充裕，對系統(tǒng)的設(shè)計還存在一些不足，下一步還有以下工作要繼續(xù)進行： 超聲波發(fā)射波形的改進 因為該設(shè)計加在發(fā)射器上的電壓波形采用方波，方波含有豐富的高次諧波，不利于精確鑒相。 由 于 是 頻 率 比 較 高 的 信 號 （ 40KHz） ， 所 以 不 能通 過 二 極 管 來 觀 察 到 ， 所 以 在 仿 真 的 時 候 直 顯 示 的 是 低 電 平 狀 態(tài) ，這 時 必 須 用 示 波 器 來 查 看 ， 如 圖 ：17 圖 25 波 形 從上圖看出， 口輸出了信號，由于軟件是間隔 60ms 發(fā)送一次 40KHZ 的信號，所以可以看到這樣的尖脈沖信號產(chǎn)生。C， 通 過 調(diào) 節(jié) DS18B20模 型 的 溫 度 可 以 測 試 顯 示 溫 度 是 否 正 確 ， 從 圖 中可 以 看 出 顯 示 的 溫 度 就 是 DS18B20的 預(yù) 設(shè) 溫 度 值 。 基于 Proteus 的軟件仿真Proteus 是 一 款 功 能 強 大 的 軟 件 ， 其 ISIS 用 來 做 仿 真 十 分 方 便 ， 尤 其是 單 片 機 系 統(tǒng) 的 仿 真 ， 我 們 在 本 設(shè) 計 的 開 發(fā) 初 期 ， 用 Proteus 來 仿 真 我 們的 設(shè) 計 ， 以 便 驗 證 我 們 的 設(shè) 計 ， 對 設(shè) 計 的 正 確 性 做 出 分 析 。15 圖 22 數(shù) 據(jù) 轉(zhuǎn) 換 子 程 序 流 程 圖 LCD 顯示子程序 LCD 液 晶 顯 示 程 序 分 為 液 晶 初 始 化 、 讀 忙 、 寫 指 令 和 寫 數(shù) 據(jù) 操 作 ， 液 晶顯 示 器 是 一 塊 慢 器 件 ， 所 以 在 執(zhí) 行 每 條 指 令 之 前 必 須 確 定 模 塊 忙 標 志 為 低 電平 （ 不 忙 ） ， 否 側(cè) 此 指 令 無 效 。 圖 20 溫度采集程序流程圖 距離計算子程序距 離 計 算 中 ， 實 行 了 溫 度 補 償 和 角 度 補 償 。(3)按鍵 SW2 為測量啟動鍵；(4)系統(tǒng)采用 AT89S52 的內(nèi)時鐘：12MHz，每記一次數(shù)為 1us；13 圖 18 主程序流程圖 40KHz 超聲波發(fā)送子程序超聲波每過60ms 發(fā)送一次，通過定時器 T0中斷發(fā)送超聲波，超聲波發(fā)送后延時一段時間后返回，防止余波被接收頭接收誤判，流程圖如下： 圖19 超聲波發(fā)送子程序流程圖14 DS18B20 溫度采集程序DS18B20 的工作流程是,初始化 ROM 操作指令 存儲器操作指令 數(shù)據(jù)??傳輸。在編譯完成后，?通過 Proteus 軟件進行仿真，對設(shè)計進行驗證和優(yōu)化。本設(shè)計電源電路如下： 圖16 電源電路 系統(tǒng)程序的結(jié)構(gòu)(1)DS18B20 溫度傳感器接口模塊，分為初始化程序、寫入命令以及讀取子程序等部分；12(2)基于 YB1602 的顯示模塊，分為初始化子程序、寫入子程序以及顯示子程序；(3)溫度補償與距離計算模塊，分為超聲波發(fā)送控制程序、接收處理程序、溫度補償子程序等。我們選用 LM7805來獲得穩(wěn)定的+5V 直流電壓。第十六腳 BLK:背光電源負極輸入端。第 714 腳：8 位數(shù)據(jù)線 D0D7。第五腳 RW:讀寫信號線。使用時通過接一個 10K 的電阻來調(diào)節(jié)。第二腳 VDD：+5V 電源。DS18B20 數(shù)字溫度傳感器與 AD590、LM35 等溫度傳感器相比，具有相當(dāng)?shù)臏y溫范圍和精度，溫度測量精確、不受外界干擾等優(yōu)點。因此在測量精度要求高的場合，應(yīng)通過溫度補償對超聲波的傳播速度進行校正，以減小誤差。通過單片機軟件產(chǎn)生 3KHz 的信號從 口送到三極管9013 的基極，控制著電壓加到蜂鳴器上，驅(qū)動蜂鳴器發(fā)出聲音。 圖 11 按鍵電路 蜂鳴器電路本次設(shè)計通過一只蜂鳴器來提示用戶按鍵按下了，現(xiàn)在單片機開始了測距。圖 9 復(fù)位電路 時鐘電路 當(dāng)使用單片機的內(nèi)部時鐘電路時，單片機的 XTAL1 和 XTAL2 用來接石英晶體和微調(diào)電容，如圖 10 所示。只要該脈沖足夠?qū)捑涂梢詫崿F(xiàn)復(fù)位。8 單片機主機系統(tǒng)電路 復(fù)位電路單片機在 RESET 端加一個大于 20ms 正脈沖即可實現(xiàn)復(fù)位，上電復(fù)位和按鈕組合的復(fù)位電路如圖 9。管腳 1 是超聲波信號輸入端，其輸入阻抗約為 40K；管腳 2 的 RC4 決定接收器 R 的總增益，增大電阻 R1 或減小電容 C4，將使放大倍數(shù)下降，負反饋量增大，電容 C4 的改變會影響到頻率特性，實際使用中一般不改動；管腳 3 與 GND 之間連接檢波電容C2，考慮到檢波輸出的脈沖寬度變動大，推薦參數(shù)為 ；管腳 5 上的電阻R2 用以設(shè)置帶通濾波器的中心頻率，阻值越大，中心頻率越低，取 R2=200K 時，中心頻率約為 42KHZ；管腳 6 與 GND 之間接入一個積分電容 C3，電容值越大，探測距離越短；管腳 7 是遙控命令輸出端，它是集電極開路的輸出方式，因此該引腳必須接上一個上拉電阻到電源端，沒接收信號時，該端輸出為高電平，有信號時則會下降；管腳 8 接+5V 電源。CX20226A 是索尼公司生產(chǎn)的彩電專用紅外遙控接收器，是 CX20226 的改進型，也可用于超聲波測試，有較強的抗干擾性和靈敏度。另外，上拉電阻RR2 一方面可以提高反相器 74HC04 輸出高電平的驅(qū)動能力，另一方面可以增加發(fā)射器 T1 的阻尼效果，縮短其自由振蕩的時間。圖中把兩個非門的輸出接到一起的目的是為了提高其吸入電流，電路驅(qū)動能力提高。在超聲波的發(fā)射電路的設(shè)計中，我們采用電路結(jié)構(gòu)簡單的集成電路構(gòu)成發(fā)射電路： 圖 7 由反相器構(gòu)成的超聲波發(fā)射電路圖 7 是由反相器 74HC04 構(gòu)成的發(fā)射電路，用反相器 74HC04 構(gòu)成的電路簡7單，調(diào)試容易，易通過軟件控制。而集成電路構(gòu)成的發(fā)射和接收電路具有調(diào)試簡單，可靠性好，抗干擾能力強，體積小，功耗低的優(yōu)點，所以優(yōu)先采用集成電路來設(shè)計收發(fā)電路。計算時間差，即可得到超聲波在媒介中傳播的時間 t，由此便可計算出距離。單片機利用聲波的傳播速度和發(fā)射脈沖到接收反射脈沖的時間間隔計算出障礙物的距離，并由單片機控制顯示出來。一旦有高電平輸出，即在模塊中經(jīng)過放大電路，驅(qū)動超聲波發(fā)射探頭發(fā)射超聲波。汽車行進時 LCD 顯示環(huán)境溫度，當(dāng)?shù)管嚂r，發(fā)射和接收電路工作，經(jīng)過 AT89S52 數(shù)據(jù)處理將距離也顯示到 LCD上，如果距離小于設(shè)定值時，報警電路會鳴叫，提醒司機注意車距。 （系統(tǒng)中應(yīng)用該式進行溫度補償）如果為了進一步提高測量精度，本設(shè)計中將根據(jù)需要利用軟件方式增加角度補償?shù)脑O(shè)計： 。在本系統(tǒng)中利用 AT89S52 中的定時器測量超聲波傳播時間，利用 DS18B20測量環(huán)境溫度，從而提高測距精度。表 1 列出了幾種溫度下的聲速：表 1 聲速與溫度的關(guān)系表溫度（攝氏度） －30 －20 －10 0 10 20 30 100聲速（米／秒） 313 319 325 323 338 344 349 386在使用時，如果溫度變化不大，則可認為聲速 c 是基本不變的，計算時取c 為 340m/s。綜合以上分析，本設(shè)計將采用渡越時間法。超聲波傳感器結(jié)構(gòu)如下：圖 2 超聲波傳感器外部結(jié)構(gòu) 圖 3 超聲波傳感器內(nèi)部結(jié)構(gòu) 超聲波測距的方案超聲波測距方法主要有三種：1）相位檢測法：精度高，但檢測范圍有限；2）聲波幅值檢測法：易受反射波的影響；3）渡越時間法：工作方式簡單，直觀，在硬件控制和軟件設(shè)計上都容易實現(xiàn)，其原理為：檢測從發(fā)射傳感器發(fā)射的超聲波經(jīng)氣體介質(zhì)傳播到接收傳感器的時間 t，這個時間就是渡越時間，然后求出距離 l。當(dāng)它的兩極外加脈沖信號，其頻率等于壓電晶片的固有振蕩頻率時，壓電晶片將會發(fā)生共振，并帶動共振板振動，便產(chǎn)生超聲波。壓電式超聲波發(fā)生器實際上是利用壓電晶體的諧振來工作的。他們所產(chǎn)生的超聲波的頻率、功率和聲波特性各不相同，因而用途也各不相同。 4 超聲波測距系統(tǒng)原理 超聲波傳感器總體上講，超聲波發(fā)生器可以分為兩大類：一類是用電氣方式產(chǎn)生超聲波，一類是用機械方式產(chǎn)生超聲波。(2) 空化作用在流體動力學(xué)指出，存在于液體中的微氣泡在聲場的作用下振動，當(dāng)聲壓達到一定的值時，氣泡將迅速膨脹，然后突然閉合，在氣泡閉合時產(chǎn)生沖擊波，這種膨脹、閉合、振動等一系列動力學(xué)過程稱為空化。 超聲波對聲場產(chǎn)生的作用(1) 機械作用超聲波傳播過程中，會引起介質(zhì)質(zhì)點交替的壓縮與伸張，構(gòu)成了壓力的變化，這種壓力的變化將引起機械效應(yīng)。(3)超聲波的干涉如果在一種介質(zhì)中傳播幾個聲波，于是產(chǎn)生波的干涉現(xiàn)象。這樣的兩種情況稱之為超聲波的反射和折射。為了測量各種狀態(tài)下的物理量多采用縱波形式的超聲波。2． 超聲波的三種形式超聲波在介質(zhì)中可以產(chǎn)生三種形式的振蕩波：橫波，質(zhì)點振動方向垂直于傳播方向的波；縱波，質(zhì)點振動方向與傳播方向一致的波；表面波，質(zhì)點振動介于縱波和橫波之間，沿表面?zhèn)鞑サ牟āＴ摷夹g(shù)在國民經(jīng)濟中，對提高產(chǎn)品質(zhì)量，保障生產(chǎn)安全和設(shè)備安全運作，降低生產(chǎn)成本，提高生產(chǎn)效率特別具有潛在能力。 超聲波的基本理論超聲波技術(shù)是一門以物理、電子、機械、以及材料科學(xué)為基礎(chǔ)的、各行各業(yè)都可使用的通用技術(shù)之一。本文設(shè)計的倒車雷達系統(tǒng)就是利用超聲波的上述特性做到對倒車距離實時和高精度的檢測，同時，此系統(tǒng)成本低