【正文】 物時就會產(chǎn)生反射波，發(fā)射波返回到超聲波傳感器 [ 78]上，盡管發(fā)射部分的脈沖電壓比較高，但是由回波引起的接受壓電晶片產(chǎn)生的射頻電壓幅度近距離有幾毫伏，遠距離還不到幾毫伏，由于在較遠距離的情況下，聲的回波很弱，因而轉換為電信號的幅值也很小，為此要求將信號放大 6000 倍左右。 方案的比較與確定 方案一： 40kHz 的超聲波發(fā)送脈沖信號由單片機的 口送出，發(fā)出一系列的脈沖群，每一個脈沖群的持續(xù)時間大約為 左右。 L E D 顯 示驅 動 電 路A T 8 9 C 5 2復 位 電 路晶 振 電 路超 聲 波 發(fā) 生器超 聲 波 接收報 警 圖 11 系統(tǒng)框圖 由于超聲波發(fā)射與接收電路是整個系統(tǒng)最重要部分，因此確定一種好的設計方案關系到整個系統(tǒng)的精確性和安全可靠性。江蘇技術師范學院畢業(yè)設計說明書（論文） 第 3 頁 共 44 頁 第一章 系統(tǒng)設計方案 總體方案設計 按照系統(tǒng)設計的功能要求，初步確定設計系統(tǒng)主要由晶振電路、復位電路、超聲波發(fā)射電路、超聲波接收電路、驅動電路、顯示電路、報警電路組成。儀器設計也應從實際情況出發(fā)，才能滿足用戶的要求。過去那種全功能的儀器設置，還不如單獨江蘇技術師范學院畢業(yè)設計說明書（論文） 第 2 頁 共 44 頁 的超聲儀，計算機可充 分發(fā)揮各自特點。這種研究已取得了良好效果。意大利 Carullo 等人推出了一種自適應的系統(tǒng)，使用一個特殊的發(fā)射波形，取得良好的回波包絡和環(huán)境噪聲估計，設置一定的回聲開平電路，且采用自動增益控制放大器的優(yōu)點，通過這些措施來提高超聲檢測精度。國內也出現(xiàn)了各種類型的數(shù)字超聲波檢測設備，并已成為超聲波探測發(fā)展方向。 本課題把硬件電路和軟件有機的結合起來，完成汽車行車、倒車報警系統(tǒng)的設計，能夠了解單片機技術的現(xiàn)狀，而且 通過對電路系統(tǒng)的設計，學習掌握了數(shù)字電路從原理圖到 PCB 版的全部過程，形成完善的設計思路以及思想，并通過對汽車超聲波報警器的軟件設計的過程，鍛煉應用 C 以及相關匯編語言等軟件設計電路程序的能力為以后參與實際工作奠定良好的設計基礎。在汽車防撞報警系統(tǒng)中，超聲波作為一種特殊的聲波，同樣具有聲波傳輸?shù)幕疚锢硖匦?——折射，反射，干涉，衍射，散射。汽車的數(shù)量在大副攀升，交通擁擠狀況也日趨嚴重，撞車、盜竊 [1]事件屢屢發(fā)生，造成了不可避免的人身傷亡和經(jīng)濟損失，針對這種情況，設計一種響應快，可靠性高且較為經(jīng)濟的汽車防撞報警系統(tǒng)勢在必行。 15 顯示電路 ........................................................... 15 報警電路 .......................................................... 15 L298N 驅動電路 ..................................................... 17 系統(tǒng)原理 ........................................................... 18 第三章 系統(tǒng)軟件的設計 .................................................... 19 系統(tǒng)軟件 實現(xiàn)功能 .................................................. 19 主程序 ............................................................ 19 顯示子程序和報警子程序 ............................................ 21 第四章 系統(tǒng)調試與分析 .................................................... 26 硬件調試 .......................................................... 26 軟件調試 .......................................................... 26 數(shù)據(jù)測量與分析 .................................................... 27 結束語 ................................................................... 28 參考文獻 ................................................................. 29 致謝 ..................................................................... 31 附錄 1 原理圖 ............................................................ 32 附錄 2 元件清單 .......................................................... 34 附錄 3 源程序 ............................................................ 35 附錄 4 實物圖 ............................................................ 44 江蘇技術師范學院畢業(yè)設計說明書（論文） 第 1 頁 共 44 頁 前言 隨著我國經(jīng)濟迅速發(fā)展，人民生活水平不斷提高。 13 超聲波發(fā)射電路和接受電路 ..................................................................................... 14 HCSR04 主要技術參數(shù) 10 復位電路 此系統(tǒng)具有結構簡單，精度高，使用方便等特點。該論文對系統(tǒng)各個單元的原理進行了介紹。 基于單片機的汽車防撞測距警報系統(tǒng) 學院名稱： 電氣信息學院 專 業(yè)： 測控技術與儀器 班 級： 08 東 測控 姓 名： 指導教師姓名： 指導教師職稱： 2022 年 6 月 JIANGSU TEACHERS UNIVERSITY OF TECHNOLOGY 本 科 畢 業(yè) 設 計（ 論 文 ） 江蘇技術師范學院畢業(yè)設計說明書（論文） 1 基于 AT89C52 單片機 控制 的汽車防撞測距警報系統(tǒng) 設計 摘要 : 本文介紹 了 一種單片機控制的汽車防撞 測距 報警系統(tǒng) ，此系統(tǒng)利用AT89C52 單片機作為主控制器，結合超聲波測距原理，通過發(fā)射和接收超聲波信號，再由單片機進行數(shù)據(jù)處理，通過數(shù)碼管顯示距離，當超過設定的距離時蜂鳴器報警 。該系統(tǒng)采用軟、硬結合的方法，具有模塊化和多用化的特點。對組成的各系統(tǒng)電路的芯片進行了介紹，并闡述了它們的工作原理。 關鍵詞 ： 單片機；超聲波 ；測距江蘇技術師范學院畢業(yè)設計說明書（論文） 2 Automobile’s Anticollision Distance Alarm System Based on MUC Abstract: This article describes a microprocessor controlled car crash ranging alarm system, this system using AT89C52 microcontroller as the main controller, bined with the principle of ultrasonic distance measurement by transmitting and receiving ultrasonic signals, and then by the microcontroller for data processing, through digitaldisplay distance, buzzer alarm when exceeds a set distance. The system uses a soft hard bination, modular and multiuse characteristics. The paper introduced the principle of the system unit. The position of each system circuit chips were introduced, and described how they work. This system has a simple structure, high precision, easy to use features. Keywords: Singlechip microputer ； Ultrasonic wave； Measuring distance 江蘇技術師范學院畢業(yè)設計說明書（論文） I 目 錄 前言 ...................................................................... 1 第一章 系統(tǒng) 設計方案 ....................................................... 3 總體方案設計 ....................................................... 3 方案的比較與確定 ................................................... 3 方案的確定 ......................................................... 9 第二章 系統(tǒng)硬件設計 ...................................................... 10 單片機最小系統(tǒng) .................................................... 10 AT89C52 芯片 12 時鐘電路 14 HCSR04 工作原理 汽車已經(jīng)成為人們日常生活中必不可少的一部分，我國的汽車數(shù)量逐年上升，但是隨著汽車駕駛員數(shù)量的逐漸增加也引發(fā)了一系列的問題。超聲波測距法 是最常見的一種距離測距方法 [24]，應用于汽車的前后左右防撞的近距離和低速狀況下。 汽車防撞報警器 [5]將單片機的實時控制及數(shù)據(jù)處理功能，與超聲波的測距技術、傳感器技術相結合，可檢測汽車運行中后方障礙物與汽車的距離及汽車車速，通過數(shù)顯裝置顯示距離，并由報警電路根據(jù)距離遠近情況發(fā)出警告聲。 由于計算機技術和高速設備的快速發(fā)展，數(shù)字化采集和分析的超聲波信號的持續(xù)發(fā)展成為了可能。廈門大學一些學者們研究的超聲波回聲剖面分析，該方法主要是在測距中通過兩次探測求取回波包絡曲線來得到回波的起點，這種方法處理后的 超聲波傳播時間的準確性大大的得到改善。此外，也有很多的文獻研究，利用數(shù)字信號處理技術和小波變換理論來提高傳輸時間的準確性。 目前，計算機價格大幅度下降，采用非一體化超聲波檢測儀器，計算機可發(fā)揮它一機多用的各種功能，這種方法可以節(jié)約很多。高智能化檢測儀器只能滿足檢測條件，使用環(huán)境，重復性測試內容等基本情況一樣，才可充分發(fā)揮其特有功能。綜上所述，我國超聲波儀器的研制與生產(chǎn)，有較大發(fā)展，有的型號已超過國外同類儀器水平。見系統(tǒng)框圖 11。本設計通過多種方案比較，最后達到最佳方案確定。信號經(jīng)過三極管放大，再經(jīng)過阻抗匹江蘇技術師范學院畢業(yè)設計說明書（論文） 第 4 頁 共 44 頁 配電路即變壓器（變壓器輸入輸出比為 1： 10）后，驅動超聲波發(fā)射頭，發(fā)射換能器兩端就加上了高電壓，內部的壓電晶片開始震動，經(jīng)過壓電換能器將發(fā)出 40kHz 的脈沖超聲波 。信號經(jīng)過放大整形電路產(chǎn)生一個負脈沖信號，使單片機產(chǎn)生中斷。第二三級選用了一枚集成放大器 NE5532，它集成了兩個放大器，可達