【正文】 調(diào)試及性能 供電電路是否正常是系統(tǒng)能否正常工作的前提，因此首先對電源部分進(jìn)行調(diào)試，接上電源，測得電源電壓輸出應(yīng)該是 5V。 key_cpp()。 //關(guān)閉外部中斷 } T0 中斷服務(wù)程序 定時器 0 中斷 ,不斷地掃描按鍵，用做顯示，程序如下： void timer0() interrupt 1 // 定時器 0 中斷是 1 號 { TH0=0xfC。 //取出定時器的值 succeed_flag=1。外部中斷 0，用做判斷回波電平，程序如下： INTO_() interrupt 0 // 外部中斷是 0號 { outeH =TH1。整個系統(tǒng)軟件包括主程序、 T0中斷服務(wù)程序、外部中斷 0服務(wù)程序等。 圖 465 AT89C52芯片 第五章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 14 第 五 章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 測距單元軟件設(shè)計(jì) 根據(jù)汽車防撞報(bào)警系統(tǒng)的功能 , 系統(tǒng)軟件部分要實(shí)現(xiàn)的功能如下 :控制超聲波的發(fā)射與接收；計(jì)算超聲波往返時間差 ,進(jìn)而計(jì)算出汽車尾部與障礙物之間的距離；進(jìn)行數(shù)據(jù)處理 ,比較 汽車尾部與障礙物之間的距離數(shù)值與預(yù)先設(shè)置好的報(bào)警距離設(shè)定值 。單片機(jī)為許多控制提供了高度靈活和低成本的解決辦法。 復(fù)位電路如圖 463 ： 圖 463 復(fù)位電路 晶振電路 晶振電路如圖 464： 圖 464 晶振電路瓊州學(xué)院本科畢 業(yè)論文 (設(shè)計(jì) ) 13 AT89C52 芯片 單片機(jī) AT89C52 是一款低功耗，高性能 8 位單片機(jī)， 40 個引腳， 32個外部雙向輸入 /輸出（ I/O）口，其引腳圖如圖 465 所示。5% ，即 ～ 。 如圖 462所示： 圖 462 顯示電路 第四章 硬件的系統(tǒng)電路設(shè)計(jì) 12 單片機(jī)復(fù)位電路 為確保微機(jī)系統(tǒng)中電路穩(wěn)定可靠 工作，復(fù)位電路是必不可少的一部分，復(fù)位電路的第一功能是上電復(fù)位 。 2． 操作時序： 如表 41 RS R/W 操作說明 0 0 寫入指令碼 D0~D7 0 1 讀取輸出的 D0~D7 狀態(tài)字 1 0 寫入數(shù)據(jù) D0~D7 1 1 從 D0~D7 讀取數(shù)據(jù) 如表 41 注：關(guān)于 E=H 脈沖 —— 開始時初始化 E為 0，然后置 E 為 1， 再清零。 E 端為使能端，后面和時序聯(lián)系在一起。 R/W 為讀寫選擇。以后編程 便主要圍繞這三個管腳展開進(jìn)行初始化，寫命令， 寫數(shù)據(jù)。當(dāng)單片機(jī)控制信號 置為高電平時， PNP 晶體管截止，蜂鳴器不發(fā)出聲音；當(dāng)控制信號置為低電平時，晶體管導(dǎo)通，蜂鳴器發(fā)聲。適當(dāng)更改電容 C4的大小，可以改變接收電路的靈敏度和抗干擾能力。考慮到紅外遙控常用的載波頻率 38 kHz與測距的超聲波頻率 40 kHz較為接近，可以利用它制作超聲波檢測接收電路。 如圖 44 所示 圖 44 CD4069 管腳圖 超聲波接收電路 超聲波在空氣中傳播 ， 遇到目標(biāo)物體反射的回波信號 ， 加到超聲波接收探頭上 ， 由于壓電效應(yīng)產(chǎn)生微弱電壓信號 ， 輸出的這種回波信號是 mV級甚至更低的電壓信號 ， 必須要經(jīng)過放大電路的信號放大才能進(jìn)行進(jìn)一步處理 。 CD4069 由六個COS/MOS 反相器電路組成。超聲波發(fā)射換能器與接收換能器 其結(jié)構(gòu)上稍有不同，使用時應(yīng)分清器件上的標(biāo)志。超聲波換能器內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖 43所示，它有兩個壓電晶片和一個共振板。 由STC89C52 單片機(jī)給超聲波 TX腳 25us的脈沖經(jīng) CD4069六反相器處理，最后驅(qū)動發(fā)射超聲波探頭發(fā)射 40HZ的 超聲波 。輸出端采用兩個反向器并聯(lián)，用以提高驅(qū)動能力。從而判斷在設(shè)定距離內(nèi)是否有障礙物，驅(qū)動報(bào)警電路的工作與否。 瓊州學(xué)院本科畢 業(yè)論文 (設(shè)計(jì) ) 7 第四章 硬件系統(tǒng)的電路設(shè)計(jì) 硬件總設(shè)計(jì)電路 硬件系統(tǒng)主要有 ATMEL 公司生產(chǎn)的 STC89C52單片機(jī)、 超聲波測距模塊 、 數(shù)碼管顯示模塊、聲 音報(bào)警模塊 等 。在超聲波檢測中，接收信號的衰減總是比發(fā)射信號余振衰減慢的多。因此，在一段較長時間內(nèi)，加在接收放大器輸入端的發(fā)射信號幅值仍具一定幅值高度，可以達(dá)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(yuǎn)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(dá)不到限幅電路的限幅電平。根據(jù)阻塞區(qū)內(nèi)的缺陷回波高度對缺陷進(jìn)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，這是需要注意的。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。 空氣中的聲速 C與溫度 T(單位 ： 176。 由于超聲波在空氣中傳播速度與溫 第三章 基本原理 6 度有關(guān) 。 其工作原理是 ： 聲波發(fā)射探頭向介質(zhì)發(fā)射超聲波 ，聲波遇到目標(biāo)后有反射回波作用到接收探頭 ， 測量發(fā)射時刻與接收時刻的時間差t， 然后根據(jù)以下公式計(jì)算距離 s： 2/CtS? 錯誤 !未指定書簽。 超聲波具有直線傳播特性 ， 頻率越高 ， 反射能力越強(qiáng) ， 而繞射能力越弱 ， 表現(xiàn)出更強(qiáng)的方向性 。測量距離的方法有很多種，短距離的可以用尺，遠(yuǎn)距離的有激光測距等，超聲波測距適用于高精度的中長距離測量。利用超聲波檢測距離，設(shè)計(jì)比較方便，計(jì)算處理也較簡單，并且在測量精度方面也能達(dá)到要求。本 課題屬于近距離測量，可以采用常用的壓電式超聲波換能器來實(shí)現(xiàn)。超聲波傳感器是利用壓電效應(yīng)的原理將電能和超聲波相互轉(zhuǎn)化，即在發(fā)射超聲波的時候，將電能轉(zhuǎn)換，發(fā)射超聲波；而在收到回波的時候，則將超聲振動轉(zhuǎn)換成電信號。完成這種功能的裝置就是超聲波傳感器，習(xí)慣上稱為超聲波換能器或超聲波探頭。 瓊州學(xué)院本科畢 業(yè)論文 (設(shè)計(jì) ) 5 第三章 基本原理 超聲波傳感器 超聲波是指頻率高于 20KHz 的機(jī)械波。設(shè)計(jì)簡單，耗電小，輸出內(nèi)容豐富 。 方案二： 采用點(diǎn)陣型 LCD 液晶顯示。 顯示模塊的選擇 方案一 ：采用 LED 數(shù)碼管。在中長距離測量時其精度、方向性都優(yōu)于紅外線傳感器，但價格稍貴。超聲波是一種振動頻率高于聲波的機(jī)械波，由換能晶片在電壓的激勵下發(fā)生振動產(chǎn)生的，它具有頻率高、波長短、 第二章 系統(tǒng)方案論證 4 繞射現(xiàn)象小，特別是方向性好、能夠成為射線而定向傳播等特點(diǎn)。激光測距傳感器的優(yōu)點(diǎn)是精確，缺點(diǎn)是需要注意人體安全，制作難度大，成本高，而且光學(xué)系統(tǒng)需要保持干凈，否則將影響測量。部分散射光返回到傳感器接收器，被光學(xué)系統(tǒng)接收后成像到雪崩光電二極管上記錄并處理從光脈沖發(fā)出到返回被接收所經(jīng)歷的時間，即可測定目標(biāo)距離。激光傳感器工作時，先由激光二極管對準(zhǔn)目標(biāo)發(fā)射激光脈沖。紅外測距的優(yōu)點(diǎn)是便宜，易制，安全，缺點(diǎn)是精度低，距離近，方向性差。 各模塊方案論證及比較 測距傳感器的選擇 方案一：選用紅外線測距傳感器。 總體方案設(shè)計(jì) 本設(shè)計(jì)采用模塊化的設(shè)計(jì)思想，以單片機(jī)最小系統(tǒng)為核心，由超聲波發(fā)射模塊、超聲波接收模塊、顯示模塊和聲音報(bào)警模塊組成。國際上對超聲波檢測數(shù)字化技術(shù)的研究非常重視，國外生產(chǎn)類似產(chǎn)品和研究的公司有美國的泛美（ PANAMETRICS）公司、 METEC 公司，加拿大的 R/D TECH 公司，德國的 KK 公司、法國的 SOFRATEST公司和西班牙的 TECNATOM 公司等等，上述這些公司生產(chǎn)的超聲波檢測采集、分析和成像處理系統(tǒng)的技術(shù)水平較高，在世界上處于領(lǐng)先水平。目前國內(nèi)外在超聲波檢測領(lǐng)域都向著數(shù)字化方向發(fā)展，數(shù)字式超聲波檢測儀器的發(fā)展速度很快。其次，汽車本身就是一個積電磁波，噪聲，震動，撞擊等干擾于一體的強(qiáng)干擾源，因此為了能讓倒車穩(wěn)定的工作。這主要原因是傳統(tǒng)的超聲波傳感器不能達(dá)到汽車行業(yè)的特殊要求。例如利用超聲波技術(shù)的自動測距照相機(jī)，建筑商使用的手持式墻面測距儀。以往超聲波技術(shù)在測量、測距等領(lǐng)域的應(yīng)用是采用超聲波專用第一章 引言 2 集成電路構(gòu)成的，電路固定應(yīng)用不靈活，隨著單片機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展，單片機(jī)技術(shù)和超聲波技術(shù)的不 斷結(jié)合，極大的減少了不必要的汽車碰撞事故的發(fā)生，避免了經(jīng)濟(jì)財(cái)產(chǎn)的損失，而且保護(hù)了人們生命的安全，超聲波技術(shù)的應(yīng)用前景更加廣闊。 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 由 于實(shí)際路況非常復(fù)雜，這就對防撞系統(tǒng)所采用的傳感器提出了很高的要求。 針對這種情況， 許多汽車駕駛員很希望能有一種汽車倒車報(bào)警器 ， 在倒車時不斷測量汽車尾部與其后面障礙物的距離 ， 并隨時顯示其距離 ， 在不同的距離范圍內(nèi)發(fā)出不同的報(bào)警信號 ， 以提高汽車倒車時的安全性，特別是在雨、雪、霧天氣中減少和避免倒車時的撞車事故，減少車主不必要的損失，汽車倒車防碰撞系統(tǒng)需求量將十分可觀。倒車事故發(fā)生的原 因是多方面的，造成倒車時的事故率遠(yuǎn)大于汽車前進(jìn)時的事故率，尤其是非職業(yè)駕駛員以及女性更為突出。 研究的背景意義 隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，交通運(yùn)輸車輛及私家用車的不斷增加，不可避免的交通問題瞬時成為人們關(guān)注的問題。 14 第六章 軟硬件調(diào)試及性能 ............................................................................................. 16 第七章 結(jié)論 .................................................................................................................. 17 參考文獻(xiàn) ........................................................................................................................ 18 附錄 A ........................................................................................................................... 19 附錄 B ........................................................................................................................... 21 附錄 C ........................................................................................................................... 30 致謝 ............................................................................................................................... 38 瓊州學(xué)院本科畢 業(yè)論文 (設(shè)計(jì) ) 1 第一章 引言 問題的提出及研究意義 問題的提出 隨著我國汽車的日益普及，停車場越來越擁擠，車輛常常需要在停車場穿行、掉頭或倒車。 9 最小系統(tǒng) 7 超聲波發(fā)射電路 1 國 內(nèi)外研究現(xiàn)狀 s lives and property caused huge losses. Safe driving bee a focus of attention, in this case, a variety of automotive safety aids came into being, reversing collision avoidance system i