【正文】 圖 35 蜂鳴器電路12第 12 頁第四章 系統(tǒng)主要硬件設(shè)計(jì) 方案論證與比較單片機(jī)采用 ATMEL 公司的 STC89C51 單片機(jī)作為控制核心，而常用的超聲波發(fā)射和接收電路有如下： 超聲波發(fā)射電路:（1）分立元件組成的發(fā)射電路，如下圖 41（a) 、41（b). 圖 41（a） 發(fā)射電路 圖 41（b）發(fā)射電路圖 41 是采用兩個(gè)通用的小功率三極管共同形成的啟動(dòng)電路，并通過兩個(gè)三極管組成放大電路。由晶片構(gòu)成的蜂鳴器，只要對其進(jìn)行簡單的供電（即將 5V 的直流電流加在其兩端上）就能夠?qū)崿F(xiàn)鳴響功能，用于對目標(biāo)人群的提醒。因此，我們必須通過軟件延時(shí)的方式，去除抖動(dòng)對系統(tǒng)測量的影響。當(dāng)松開按鍵時(shí)也就是為低電平時(shí)，則系統(tǒng)停止測量。STC89C5110第 10 頁圖 33 時(shí)鐘電路3. 4 按鍵電路每一個(gè)系統(tǒng)都有其必不可少的按鍵電路，有其最基本的開關(guān)控制按鍵?？梢哉f如果沒有時(shí)鐘電路來驅(qū)動(dòng)和調(diào)節(jié)單片機(jī)，那么單片機(jī)就不能實(shí)現(xiàn)正常的工作。總之時(shí)鐘電路是單片機(jī)的心臟，它控制著單片機(jī)的工作節(jié)奏。這樣系統(tǒng)究完整的實(shí)現(xiàn)了手動(dòng)復(fù)位功能，實(shí)現(xiàn)手動(dòng)復(fù)位，一般要求 R1= 200 。其中20??RC? 圖 32 手動(dòng)復(fù)位電路 R 1 ，C 22uF。系統(tǒng)想要實(shí)現(xiàn)上電復(fù)位，只需在 RST 端口加一個(gè)正脈沖信號(hào)，只要這個(gè)正脈沖信號(hào)足夠?qū)捑湍軡M足復(fù)位的條件實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)自動(dòng)復(fù)位。P10 口是控制系統(tǒng)按鍵的端口。圖 31 STC89C51各個(gè)引腳的功能：P0 口是用來將顯示信號(hào)數(shù)據(jù)送入給 LCD 顯示器，P20~P22 口是將控制命令送給 LCD 以達(dá)到控制顯示方式的目的。4. 采用的 STC89C51 的晶振頻率高達(dá) 24M，在運(yùn)行時(shí)速度更快。2. 采用的 STC89C51 系列單片機(jī)有可編程閃爍存儲(chǔ)器，在系統(tǒng)開發(fā)時(shí)可以反復(fù)擦寫。假定 S 為超聲波從發(fā)射端到障礙物的往返距離，從發(fā)射到接收的往返時(shí)間為 T／s，在空氣中的傳播速度為 V／m 測量與控制方法超聲波測距的算法設(shè)計(jì): 已知超聲波在空氣中具有固定的速度 t，其中 t 為340m/s。由于超聲波的傳輸速度與溫度高低變化有關(guān)，在溫度變化不大的情況下，我們6第 6 頁可以簡單的認(rèn)為聲波速度是不變 。其方波的脈沖寬度是根據(jù)與被測物的距離來決定的，不同的距離其寬度也不相同，脈沖寬度與發(fā)射端距被測物的距離成正比例關(guān)系。因此，本次設(shè)計(jì)采用壓電晶體制成的傳感器。也就是說，用壓電晶體制成的是一種可逆的傳感器。超聲波傳感器大部分是由壓電晶體或者鎳鐵鋁合金制作而成，由于兩種制作材料的不同就產(chǎn)生了兩種不同的特性：磁致、電致伸縮特性。其最主要的超聲波探頭則是用壓電晶片制作而成，能夠控制超聲波的發(fā)射與接收。這一5第 5 頁熱量的產(chǎn)生過程被稱為熱學(xué)作用。(3) 熱學(xué)作用超聲波在介質(zhì)內(nèi)部傳輸會(huì)導(dǎo)致介質(zhì)產(chǎn)生熱量，在介質(zhì)吸收超聲波的同時(shí)也會(huì)將熱量吸收，這事實(shí)上也就是介質(zhì)的能量吸收過程。當(dāng)聲場壓強(qiáng)到達(dá)必需額值時(shí)，氣泡會(huì)發(fā)生擴(kuò)張、合攏的運(yùn)動(dòng)，在氣泡合攏運(yùn)動(dòng)的同時(shí)時(shí)會(huì)發(fā)生沖擊波。有時(shí)足以達(dá)到破壞介質(zhì)的程度。 超聲波對聲場產(chǎn)生的作用(1) 機(jī)械作用超聲波在介質(zhì)內(nèi)部傳播運(yùn)動(dòng)會(huì)引起介質(zhì)緊縮與擴(kuò)張，導(dǎo)致介質(zhì)內(nèi)部壓力的驟變引起機(jī)械效應(yīng)。三種波由于性質(zhì)不同所能傳播的介質(zhì)也不同，橫波在固體介質(zhì)中才能傳播，縱波在固液氣三態(tài)中都可以有效的傳播，表面波傳播會(huì)因?yàn)閭鞑ド疃鹊脑黾?，而?dǎo)致速度慢慢減小。按振動(dòng)和輻射不同的可將聲波種類分為功率超聲和檢測超聲。超聲技術(shù)從產(chǎn)生聲波再通過發(fā)射電路發(fā)送最后被接收器接收來完成這個(gè)物理過程。4第 4 頁第二章 超聲波測距的原理 超聲波的基本理論超聲波是一門通用于各行各業(yè)的技術(shù)，在電子技術(shù)、機(jī)械應(yīng)用、以及材料科學(xué)方面都有著廣泛應(yīng)用。第五章主要介紹系統(tǒng)軟件組成，著重講解語音模塊在系統(tǒng)中的應(yīng)用。3第 3 頁第三章主要介紹單片機(jī)主機(jī)系統(tǒng)以及輔助電路系統(tǒng)，了解整個(gè)系統(tǒng)的整體構(gòu)架。 本課題的主要研究內(nèi)容本論文章節(jié)內(nèi)容安排如下：第一章緒論部分主要分析國內(nèi)和國際的研究現(xiàn)狀及超聲防撞系統(tǒng)發(fā)展階段，充分理解對其進(jìn)行研究的價(jià)值和意義。國內(nèi)汽車防撞系統(tǒng)才剛剛起步，許多大學(xué)和研究機(jī)構(gòu)聯(lián)合對汽車防撞系統(tǒng)進(jìn)行深入研究，但大多數(shù)都處于理論向?qū)嵺`過度的階段。若駕駛員駕駛失誤超出安全距離時(shí)，車載防撞系統(tǒng)會(huì)發(fā)出燈光和語音報(bào)警信號(hào)以提醒駕駛員合理駕駛。在之后的二十世紀(jì)九十年代里，歐洲一些汽車制造企業(yè)開始研究新型的汽車防撞雷達(dá)。 到了80年代中期 ，隨著超聲波理論及微處理器性能的不斷提升，汽車防撞系統(tǒng)研究性能不斷提升而價(jià)格逐漸降低。然而，這一時(shí)期模擬器件仍然占主導(dǎo)地位，電子器件的集成度還很低，這導(dǎo)致硬件系統(tǒng)體積大成本高。 汽車防撞系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀在二十世紀(jì)六十年代初期，歐洲和美國為首的發(fā)達(dá)國家掀起了一股對汽車防撞系統(tǒng)研究的熱潮。超聲波測距在測距距離越短的情況下受外界光線和磁場影響越小，因此該系統(tǒng)只適合短距離測距。所以超聲測距被廣泛應(yīng)用于車載倒車?yán)走_(dá)方面，在空氣測距中應(yīng)用廣泛。由于聲波在空氣中速度較慢，但輸距離更遠(yuǎn)，反射的回波信號(hào)更容易被系統(tǒng)檢測到，使得聲波測距在生活中應(yīng)用廣泛。在陰暗、能見度低、地形復(fù)雜和強(qiáng)烈電磁干擾的情況下，依然可以正常工作，實(shí)現(xiàn)測距功能并能保持穩(wěn)定性和可靠性。設(shè)計(jì)是基于聲波反射原理，根據(jù)聲波在空氣中固定的傳輸速度來實(shí)現(xiàn)測距功能。超聲波在傳播介質(zhì)的分辨力高，能量小，傳輸距離長等，利用聲波測距可以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)控制，也使得計(jì)算更加便捷。通常情況下，如果現(xiàn)實(shí)要求或者技術(shù)發(fā)展達(dá)不到可以直接測量的地步，我們就不得不采用非接觸式設(shè)備來測量不能接觸到的障礙物。面臨當(dāng)今交通安全現(xiàn)狀，設(shè)計(jì)了一個(gè)響應(yīng)速度快，穩(wěn)定性好，經(jīng)濟(jì)實(shí)用的車輛碰撞預(yù)警系統(tǒng)迫在眉睫。當(dāng)現(xiàn)代人在享受科技發(fā)展所帶來便捷和愉悅的同時(shí)，也面臨巨大風(fēng)險(xiǎn)為此付出了慘痛的代價(jià)。而在現(xiàn)今汽車擁擠的情況下，城市道路擁堵所引起的交通事故屢見不鮮，對人民生命財(cái)產(chǎn)的威脅與日俱增，影響人民的正常生活。s perceived barriers can effectively avoid ahead of time. Therefore the design of ultrasonic ranging system, as a car39。關(guān)鍵詞：STC89C5超聲波、數(shù)碼管、語音報(bào)警II第 II 頁The automotive anticollision system based on ultrasonic distance measurementAbstract In recent years, highway rearend collision accident occurred frequently in our country, the automobile rearend collision warning system has good development prospect in road safety. Around in order to reduce obstacles to the driver39。由于超聲波在空氣中傳播速度是固定的，因此本設(shè)計(jì)由 STC89C51 單片機(jī)來計(jì)算超聲波從發(fā)射到被接收的往返時(shí)間，從而計(jì)算出傳輸距離實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)測量距離的目的。因此本次設(shè)計(jì)采用超聲波測距系統(tǒng)，作為汽車的安全行駛輔助裝置，該系統(tǒng)能夠通過語言報(bào)警和更為直觀的 LED 顯示功能提醒駕駛員注意安全，提高了停車的安全。本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)、創(chuàng)作）題目： 基于超聲測距的汽車防撞系統(tǒng) 學(xué)生姓名： 學(xué)號(hào)： 所在院系： 專業(yè) 入學(xué)時(shí)間： 年 月導(dǎo)師姓名： 職稱/ 學(xué)位： 導(dǎo)師所在單位： 完成時(shí)間： 年 月I第 I 頁基于超聲測距的汽車防撞系統(tǒng)摘要 近年來，我國高速公路追尾碰撞事故頻頻發(fā)生，而汽車追尾碰撞預(yù)警系統(tǒng)在道路行車安全中具有良好的發(fā)展前景。為了減少周圍障礙物對駕駛員的干擾，幫助駕駛員感知障礙物的位置能夠提前有效的避開。本設(shè)計(jì)的硬件部分主要由主控制電路和超聲波發(fā)射電路、接收電路電路構(gòu)成，以及輔助的顯示電路、電源電路和語音報(bào)警電路等，軟件部分則由超聲波收發(fā)子程序、計(jì)時(shí)子程序、顯示子程序及語音報(bào)警子程序等部分組成。該設(shè)計(jì)的電路設(shè)計(jì)部分合理簡單、操作穩(wěn)定、性能優(yōu)越、測距速度快、計(jì)算方法簡單迅速、容易達(dá)到實(shí)時(shí)監(jiān)控的目的，并且達(dá)到了工業(yè)實(shí)用上的測量誤差要求。s interference, help the location of the driver39。s safety driving assist device, the system can alarm through language and more intuitive LED display to remind the driver pay attention to safety, to improve the safety of parking.Hardware part of this design is mainly posed of main control circuit and ultrasonic transmitting circuit, receiving circuit circuit position, as well as the auxiliary display circuit, voice alarm circuit and power circuit, software part by ultrasonic transceiver subprogram, timer subrout