【正文】 sbit smg_we2 = P3^5。 //斷碼uchar dis_smg[8] ={0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8}。On參考文獻(xiàn)[1] Vizimuller. RFdesign Guidesystems,cCrcuits,and Equations [M].Boston：Artech在畢業(yè)設(shè)計(jì)的短短3個(gè)月里，你們給我提出很多寶貴的意見，給了我不少幫助還有工作上的支持，在此也真誠的謝謝你們。 致 謝首先，我要感謝張瑞老師在畢業(yè)設(shè)計(jì)中對(duì)我給予的悉心指導(dǎo)和嚴(yán)格要求，在我畢業(yè)論文寫作期間，老師給我提供了各方面知識(shí)上的指導(dǎo)和日常生活上的關(guān)懷，沒有您這樣的幫助和關(guān)懷，我不會(huì)這么順利的完成畢業(yè)設(shè)計(jì)，借此機(jī)會(huì)，向您表示由衷的感激。4．整個(gè)設(shè)計(jì)利用的是超聲波模塊設(shè)計(jì)，電路簡(jiǎn)單，編程容易，完全能實(shí)現(xiàn)功能要求。3．本設(shè)計(jì)中并沒有溫度補(bǔ)償模塊，主要是本設(shè)計(jì)做為倒車?yán)走_(dá)使用對(duì)精確的距離要求不高主要是起到警報(bào)的作用，所以沒有采用溫度補(bǔ)償模塊進(jìn)行設(shè)計(jì)。 展望本設(shè)計(jì)還可以在幾個(gè)方面進(jìn)行修改完善，進(jìn)而使得本設(shè)計(jì)的測(cè)距儀功能更加完善，諸如：1．因?yàn)槌暡ㄌ筋^的限制，本設(shè)計(jì)裝置在溫度不同的環(huán)境下測(cè)量誤差也不一樣，所以要根據(jù)實(shí)際情況對(duì)探頭進(jìn)行合適的更換。在某些特殊場(chǎng)合的應(yīng)用中，還要考慮超聲波的人射角、反射角以及超聲波傳播介質(zhì)的密度、表面光滑度等因素。以數(shù)字的形式顯示測(cè)量距離。 本設(shè)計(jì)主要是基于STC89C52芯片為核心的超聲波測(cè)距儀，并有HCSR04超聲波測(cè)距模塊、數(shù)碼管顯示等器件組成，包括單片機(jī)系統(tǒng)、超聲波發(fā)射電路、超聲波接收電路、單片機(jī)復(fù)位電路、LED顯示電路和按鍵電路，主要實(shí)現(xiàn)車輛超聲波測(cè)距并報(bào)警功能。但就目前技術(shù)水平來說，人們可以具體利用的測(cè)距技術(shù)還十分有限，因此，這是一個(gè)正在蓬勃發(fā)展而又有無限前景的技術(shù)及產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域。當(dāng)收到超聲波反射波（回波）時(shí)，接收芯片在INT1端輸出一個(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T0。這樣只要計(jì)算出從發(fā)射超聲波到接收到超聲波信號(hào)所用的時(shí)間，就可以利用上述公式計(jì)算出超聲波發(fā)生器與被測(cè)物體之間的距離。這樣測(cè)試結(jié)果可通過數(shù)碼管的動(dòng)態(tài)顯示方法顯示出來。通過分時(shí)輪流控制各個(gè)數(shù)碼管的的位選端，即可實(shí)現(xiàn)數(shù)字的動(dòng)態(tài)顯示。P3口是位碼，低電平有效。 中斷處理程序流程圖 顯示子程序在顯示數(shù)據(jù)時(shí)，為了節(jié)省I/O端口資源，降低功耗，本設(shè)計(jì)采用動(dòng)態(tài)顯示的方法。根據(jù)前面的對(duì)超聲接收電路的分析，在超聲波集成模塊接收到超聲波回波信號(hào)后，使系統(tǒng)中斷，則系統(tǒng)轉(zhuǎn)入中斷處理程序。其中，N為計(jì)數(shù)器的值，聲速的值取為340m/s綜合以上的分析可得到系統(tǒng)主程序流程圖。完成后續(xù)的工作，假如標(biāo)志位清零則說明接收到了回波信號(hào)，那么主程序就返回到初始端重新將回波接收標(biāo)志位置位并且在單片機(jī)的TRIG端口上發(fā)送10us的高電平信號(hào)到超聲波發(fā)射電路，就這樣，連續(xù)不斷地運(yùn)行，循環(huán)不斷地工作用來實(shí)現(xiàn)測(cè)距。有信號(hào)返回，通過IO口ECHO輸出一個(gè)高電平，高電平持續(xù)的時(shí)間就是超聲波從發(fā)射到返回的時(shí)間，同時(shí)系統(tǒng)進(jìn)入中斷服務(wù)程序。 系統(tǒng)的主程序設(shè)計(jì) 超聲波測(cè)距系統(tǒng)的控制核心是單片機(jī)，軟件主要完成測(cè)量過程控制、精確計(jì)時(shí)、數(shù)據(jù)計(jì)算及結(jié)果處理等功能。主程序完成單片機(jī)的初始化，超聲波的發(fā)射和接收、計(jì)算超聲波發(fā)射點(diǎn)與障礙物之間的距離、數(shù)碼管顯示和蜂鳴器報(bào)警等。開關(guān)控制采用自鎖開關(guān)，圖中P2為電源盒接口或USB輸入的接口，SW1為電源開關(guān)，用來接通電源或斷開電源。 鍵盤模塊電路圖 電源設(shè)計(jì) 出于實(shí)際應(yīng)用的考慮，可以同時(shí)滿足實(shí)用性和經(jīng)濟(jì)因素的考慮。 由于蜂鳴器的工作電流一般比較大，以致于單片機(jī)的I/O口是無法直接驅(qū)動(dòng)的，所以要利用放大電路來驅(qū)動(dòng)，一般使用三極管來進(jìn)行放大電流。、從而達(dá)到動(dòng)態(tài)顯示的目的。所謂動(dòng)態(tài)掃描顯示即輪流向各位數(shù)碼管送出字型碼和相應(yīng)的位選，利用發(fā)光管的余輝和人眼視覺暫留作用，使人的感覺好像各位數(shù)碼管同時(shí)都在顯示。但是，在制作超聲波測(cè)距系統(tǒng)的過程中，由單片機(jī)直接驅(qū)動(dòng)LED顯示，電流較小，LED雖然有顯示但是比較暗，因此顯示電路采用簡(jiǎn)單的4位共陽LED數(shù)碼管,位碼用9012驅(qū)動(dòng)。LED顯示有靜態(tài)顯示和動(dòng)態(tài)顯示兩種方式，本設(shè)計(jì)中采用動(dòng)態(tài)顯示方式。而在共陽極接法中，剛好與共陰極接法相反。根據(jù)各管的極管接線形式，可分為共陰極型和共陽極型。只需能顯示09的數(shù)字，且顯示穩(wěn)定無閃爍即可。 單片機(jī)最小系統(tǒng)復(fù)位電路的極性電容C的大小影響單片機(jī)的復(fù)位時(shí)間，一般采用10～30uF，單片機(jī)最小系統(tǒng)電容值越大需要的復(fù)位時(shí)間越短。S松開，C又充電，在10K電阻R上出現(xiàn)電壓，使得單片機(jī)復(fù)位。 當(dāng)VCC上電時(shí)，C充電，在10K電阻R上出現(xiàn)電壓，使得單片機(jī)復(fù)位；幾個(gè)毫秒后，C充滿，10K電阻R上電流降為0，電壓也為0，使得單片機(jī)進(jìn)入工作狀態(tài)。 時(shí)鐘電路 復(fù)位電路的設(shè)計(jì) ，具有上電復(fù)位和按鍵復(fù)位兩種功能，上電復(fù)位電路是由電容C與電阻R串聯(lián)組成，電容接VCC，電阻接地，RESET腳接在它們中間，當(dāng)上電時(shí)，電容相當(dāng)于短路，此時(shí)電阻上的電壓等于VCC，經(jīng)過一段時(shí)間后電阻電壓逐漸變小直至為0，以達(dá)到上電復(fù)位的目的。為了電路的穩(wěn)定性起見，在晶振的兩引腳處接入兩個(gè)10pf50pf的瓷片電容接地來削減諧波對(duì)電路的穩(wěn)定性的影響,所以晶振所配的電容的值處在10pf50pf之間都可以。 Y1為12MHZ晶體振蕩器，單片機(jī)晶振的作用是為系統(tǒng)提供基本的時(shí)鐘信號(hào)，C2與C3為負(fù)載電容。其中D1為電源工作指示燈。當(dāng)按一下加鍵時(shí)，設(shè)置距離加一厘米，當(dāng)按一下減鍵時(shí)，設(shè)置距離減一厘米。 主控制最小系統(tǒng)電路電路中用到3個(gè)按鍵，一個(gè)是設(shè)定鍵，一個(gè)加鍵，一個(gè)減鍵。89C52單片機(jī)內(nèi)集成有兩個(gè)可編程的定時(shí)/計(jì)數(shù)器：T0和T1，它們既可以工作于定時(shí)模式，也可以工作于外部事件計(jì)數(shù)模式，此外，T1還可以作為串行口的波特率發(fā)生器。由片內(nèi)特殊功能寄存器中的中斷允許寄存器IE控制CPU是否響應(yīng)中斷請(qǐng)求；由中斷優(yōu)先級(jí)寄存器IP安排各中斷源的優(yōu)先級(jí)；同一優(yōu)先級(jí)內(nèi)各中斷同時(shí)提出中斷請(qǐng)求時(shí)，由內(nèi)部的查詢邏輯確定其響應(yīng)次序。SST89V58RD 最高允許振蕩頻率達(dá)40MHz，因而大大的提高了指令的執(zhí)行速度。8. 片內(nèi)振蕩器和時(shí)鐘產(chǎn)生電路，但石英晶體和微調(diào)電容需要外接?，F(xiàn)在新推出的單片機(jī)都不只5 個(gè)中斷源，例如SST89E58RD 就有9 個(gè)中斷源。為方便設(shè)計(jì)串行通信，目前的52 系列單片機(jī)都會(huì)提供3 個(gè)16 位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器。4. 四個(gè)8 位并行I／O 接口P0~P3，每個(gè)口既可以用作輸入，也可以用作輸出。目前單片機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)是將RAM 和ROM 都集成在單片機(jī)里面，這樣既方便了用戶進(jìn)行設(shè)計(jì)又提高了系統(tǒng)的抗干擾性。3. 片內(nèi)程序存儲(chǔ)器ROM(4KB)，用以存放程序、一些原始數(shù)據(jù)和表格。 STC89C52單片機(jī)結(jié)構(gòu)圖 單片機(jī)主要特性1. 一個(gè)8 位的微處理器(CPU)。最高運(yùn)作頻率35MHz，6T/12T可選?？臻e模式下，CPU 停止工作，允許RAM、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、串口、中斷繼續(xù)工作。 具有以下標(biāo)準(zhǔn)功能： 8k字節(jié)Flash，512字節(jié)RAM， 32 位I/O 口線，看門狗定時(shí)器，內(nèi)置4KB EEPROM， MAX810復(fù)位電路，3個(gè)16 位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，4個(gè)外部中斷，一個(gè)7向量4級(jí)中斷結(jié)構(gòu)（兼容傳統(tǒng)51的5向量2級(jí)中斷結(jié)構(gòu)），全雙工串行口。 STC89C52RC單片機(jī)的引腳圖STC89C52使用經(jīng)典的MCS51內(nèi)核，但做了很多的改進(jìn)使得芯片具有傳統(tǒng)51單片機(jī)不具備的功能。STC89C52RC單片機(jī)，基于STC89C51內(nèi)核，是新一代增強(qiáng)型單片機(jī)，指令代碼完全兼容傳統(tǒng)STC89C51,速度快8～12倍，帶ADC，4路PWM,雙串口，有全球唯一ID號(hào)，加密性好，抗干擾強(qiáng)。片內(nèi)8K Flash存儲(chǔ)器可在線重新編程，或使用通用的非易失性存儲(chǔ)器編程器。測(cè)距能力的不足，一定程度上意味著對(duì)較近距離的小體積物體探測(cè)能力的不足。若閾值過低，： 閾值過低時(shí)可能出現(xiàn)的測(cè)量相位誤差由于測(cè)距模塊的集成化、小型化的設(shè)計(jì)需求，所以選用的是低壓、小型換能器，其發(fā)射功率較小，這就直接決定了它的測(cè)量距離的不足。2. 由于測(cè)量距離、超聲的入射角度、反射介質(zhì)等方面的不同，使得接收換能器所獲得的回波幅度相差很大。1. 由于空氣氣流的起伏、目標(biāo)的形狀和粗糙度不同、傳感器的響應(yīng)特性較差等原因，使得傳感器的回波信號(hào)不是一個(gè)規(guī)則信號(hào)，有較大的不確定性，給觸發(fā)閥值的設(shè)置帶來難度，從而使首波的檢測(cè)發(fā)生錯(cuò)誤。但是由于其基于性價(jià)比優(yōu)先的設(shè)計(jì)思路，其采用了應(yīng)用廣泛、性價(jià)比較高的經(jīng)典設(shè)計(jì)，即在回波接收處理電路中采用了放大、濾波、放大、過零檢測(cè)的方法。 。與此同時(shí)其還肩負(fù)著控制電路的開啟，處理超聲波換能器的橫向干擾，并且消除電路固定延時(shí)影響等工作。采用的電源芯片MAX232為超聲波換能器提供了合適的電壓，驅(qū)動(dòng)換能器正常工作。 超聲波時(shí)序圖。 HCSR04超聲波模塊超聲波探測(cè)模塊HCSR04的使用方法如下：IO口觸發(fā)，給TRIG口至少10us的高電平，啟動(dòng)測(cè)量；模塊自動(dòng)發(fā)送8個(gè)40Khz的方波，自動(dòng)檢測(cè)是否有信號(hào)返回；有信號(hào)返回，通過IO口ECHO輸出一個(gè)高電平，高電平持續(xù)的時(shí)間就是超聲波從發(fā)射到返回的時(shí)間，測(cè)試距離=（高電平時(shí)間*340）/2，單位為m。測(cè)試距離=(高電平時(shí)間*聲速(340M/S))/2?；竟ぷ髟恚翰捎肐O口TRIG觸發(fā)測(cè)距，給至少10us的高電平信號(hào)。 超聲波測(cè)距模塊 HCSR04超聲波模塊介紹 本設(shè)計(jì)的超聲波模塊采用現(xiàn)成的HCSR04超聲波模塊，該模塊可提供2cm400cm的非接觸式距離感測(cè)功能，測(cè)距精度可達(dá)高到 3mm。雖然收發(fā)分立形式也存在串?dāng)_的缺點(diǎn)，但其是可以通過軟硬件設(shè)計(jì)消除的。收發(fā)分立超聲波換能器雖然在近距離上可以進(jìn)行測(cè)量，近乎沒有盲區(qū)的存在，但是在近距離上一定會(huì)形成一個(gè)三角關(guān)系，從而導(dǎo)致其近距離上的測(cè)量相對(duì)誤差極大。收發(fā)一體超聲波換能器由于超聲波發(fā)射和接收在一個(gè)口，因此其不存在近距離形成所謂的三角關(guān)系，因此其近距離的測(cè)量精度高。根據(jù)超聲波測(cè)距原理，超聲波收發(fā)設(shè)備應(yīng)該完成超聲波脈沖的發(fā)射以及回波首波的精確檢測(cè)。 t—超聲波從發(fā)射到接收所需要的時(shí)間.將（32）、（33）代入（31）中得： ( 34)其中,超聲波的傳播速度v在一定的溫度下是一個(gè)常數(shù)(例如在溫度T=30度時(shí),V=349m/s)。這就是超聲波測(cè)距儀的基本原理。如果對(duì)測(cè)距精度要求很高，則應(yīng)通過溫度補(bǔ)償?shù)姆椒▽?duì)測(cè)量結(jié)果加以數(shù)值校正。 由于超聲波也是一種聲波，其聲速V與溫度有關(guān)。第3章 超聲波測(cè)距原理 超聲波測(cè)距分析 最常用的超聲測(cè)距的方法是回聲探測(cè)法，超聲波發(fā)射器向某一方向發(fā)射超聲波，在發(fā)射時(shí)刻的同時(shí)計(jì)數(shù)器開始計(jì)時(shí)，超聲波在空氣中傳播，途中碰到障礙物面阻擋就立即反射回來，超聲波接收器收到反射回的超聲波就立即停止計(jì)時(shí)。測(cè)試距離=（高電平時(shí)間*聲速（340m/s））/2；采用4位共陽極動(dòng)態(tài)顯示模式，用來顯示實(shí)時(shí)距離。模塊包括超聲波發(fā)射器、接收器與控制電路。并通過液晶模塊和報(bào)警模塊體現(xiàn)出來，若距離小于設(shè)定的距離，單片機(jī)控制蜂鳴器進(jìn)行報(bào)警。利用內(nèi)部的定時(shí)器判斷超聲波的收發(fā)時(shí)間。然后控制蜂鳴器報(bào)警。硬件包括單片機(jī)、輸入/輸出設(shè)備、以及外圍應(yīng)用電路等組成的系統(tǒng)，軟件是各種工作程序的總稱。就此設(shè)計(jì)的核心模塊來說，單片機(jī)就是設(shè)計(jì)的中心單元，所以此系統(tǒng)也是單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的一種應(yīng)用。模塊劃分為數(shù)據(jù)采集、按鍵控制、四位數(shù)碼管顯示、報(bào)警等子模塊。設(shè)計(jì)中采用模塊化設(shè)計(jì)方法，硬件設(shè)計(jì)包括系統(tǒng)控制模塊、測(cè)距模塊即超聲波發(fā)射和接收模塊，顯示報(bào)警模塊塊設(shè)計(jì)等，軟件設(shè)計(jì)包括計(jì)算模塊、測(cè)距模塊、顯示模塊設(shè)計(jì)等。駕駛者在倒車時(shí)，啟動(dòng)倒車?yán)走_(dá)，在控制器的控制下，由裝置于車尾保險(xiǎn)杠上的探頭發(fā)送超聲波，遇到障礙物，產(chǎn)生回波信號(hào)，傳感器接收到回波信號(hào)后經(jīng)控制器進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，判斷出障礙物的位置，由顯示器顯示距離并發(fā)出警示信號(hào)，得到及時(shí)警示，從而使駕駛者倒車時(shí)做到心中有數(shù)，使倒車變得更輕松。 項(xiàng)目研究?jī)?nèi)容與方法本課題的任務(wù)是設(shè)計(jì)一個(gè)基于單片機(jī)的超聲波倒車?yán)走_(dá)系統(tǒng)。因?yàn)槠渫庑尉褪且粔K倒車鏡，所以可以不占用車內(nèi)空間，直接安裝在車內(nèi)后視鏡的位置。結(jié)合了前幾代產(chǎn)品的優(yōu)點(diǎn)，采用了最新仿生超聲雷達(dá)技術(shù)，配以高速電腦控制，可全天候準(zhǔn)確地測(cè)知2m以內(nèi)的障礙物，并以不同等級(jí)的聲音提示和直觀的顯示提醒駕駛員。不過LCD顯示外觀雖精巧，靈敏度較高，但抗干擾能力不強(qiáng)，所以誤報(bào)也較多。這一代有一個(gè)質(zhì)的飛躍，特別是熒屏顯示開始出現(xiàn)動(dòng)態(tài)顯示系統(tǒng)。 第三代產(chǎn)品把數(shù)碼和波段組合在一起，比較實(shí)用，但安裝在車內(nèi)影響美觀。如果是物體，；如果是人。 第三代：數(shù)碼波段顯示具體距離或者距離范圍。蜂鳴聲越急，表示車輛離障礙物越近。這是倒車?yán)走_(dá)系統(tǒng)的真正開始。只要司機(jī)掛上倒檔，它就會(huì)響起，提醒周圍的人注意，從某種意義上來說，它對(duì)駕駛員并沒有直接的幫助，不能算真正的倒車?yán)走_(dá)，基本屬于淘汰產(chǎn)品。 第一代：倒車時(shí)通過喇叭提醒 。 目前國內(nèi)倒車?yán)走_(dá)的發(fā)展現(xiàn)狀經(jīng)過多年的發(fā)展，倒車?yán)走_(dá)設(shè)計(jì)以及使用發(fā)生了質(zhì)的變化。它的運(yùn)用可極大地減輕駕駛者的體力、腦力勞動(dòng)強(qiáng)度，降低倒車難度，避免駕駛員因方向感不強(qiáng)，判斷和操作失誤，并幫助駕駛員掃除了視