【正文】
如在壓電陶瓷芯片上有超聲波作用，將會使其產(chǎn)生機(jī)械變形，這種機(jī)械變形使壓電陶瓷芯片產(chǎn)生頻率與超聲波相同的電信號[2]。它是利用壓電材料的正、逆壓電效應(yīng)來工作的，在壓電陶瓷芯片上加有一定頻率的電壓脈沖，芯片就會產(chǎn)生同頻率的機(jī)械振動。總體上講，超聲波傳感器可以分為兩大類：一類是使用電氣方式產(chǎn)生超聲波；另一類是使用機(jī)械方式產(chǎn)生超聲波。表1 超聲波波速與溫度的關(guān)系表溫度（℃）3020100102030100聲速（m／s）313319325323338344349386 超聲波傳感器 超聲波傳感器的原理及結(jié)構(gòu)要利用超聲波進(jìn)行測距，首先要研究超聲波傳感器的工作原理。在使用時，如果溫度變化不大，則可認(rèn)為聲速是基本不變的。RTT2T1 圖2測距的原理這樣只要檢測出發(fā)射超聲波和接收到超聲波之間的時間，就可以計算出超聲發(fā)射器與反射物體的距離。如下圖超聲波發(fā)生器T在某一時刻發(fā)出一段超聲波信號，當(dāng)超聲波遇到障礙物（被測物體）后返回被接收器R接受。首先測出超聲波從發(fā)射到遇到障礙物返回所經(jīng)歷的時間，再乘以超聲波的速度就得到二倍的生源與障礙物之間的距離，超聲波測距適用于高精度的中長距離測量。超聲波傳感器利用壓電效應(yīng)的原理將超聲波和電能相互轉(zhuǎn)換，即在發(fā)射超聲波的時候，將電能轉(zhuǎn)換為超聲波，而在收到回波的時候，則將超聲振動轉(zhuǎn)換為電信號。為了以超聲波作為檢測手段，必須產(chǎn)生超聲波和接收超聲波，完成這種功能的裝置就是超聲波傳感器，習(xí)慣稱之為超聲波換能器或超聲波探頭。系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示。超聲波發(fā)射儀發(fā)出短暫的40KHz信號，反射后的超聲波經(jīng)超聲波接收器作為系統(tǒng)的輸入，單片機(jī)對此信號進(jìn)行技術(shù)判斷處理后，把相應(yīng)的計算結(jié)果送到LED顯示電路顯示。2 系統(tǒng)的總體設(shè)計方案及理論基礎(chǔ) 總體設(shè)計方案本設(shè)計的應(yīng)用背景是基于AT89C51的超聲信號檢測的。通過單片機(jī)可得到超聲波信號往返所需要的時間，再結(jié)合當(dāng)?shù)芈曀偌纯汕蟮密圀w與障礙物之間的距離。AT89C51單片機(jī)是整個系統(tǒng)的核心部件，協(xié)調(diào)各部分電路的工作。介紹了超聲波測距的基本原理，闡述了倒車?yán)走_(dá)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成、硬件電路設(shè)計以及軟件設(shè)計。現(xiàn)如今市場上的倒車?yán)走_(dá)大多采用超聲波測距原理，駕駛員在倒車時，啟動倒車?yán)走_(dá)，在控制器的控制下，由超聲波探頭發(fā)送超聲波，在遇到障礙物后產(chǎn)生回波信號，傳感器接收到回波信號后經(jīng)處理器進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，判斷出障礙物的位置，通過聲音、數(shù)據(jù)、圖像等形式為駕駛員提供信息和警示來告知駕駛員周圍情況，從而使駕駛員倒車時做到心中有數(shù)，提高了駕駛的安全性。倒車?yán)走_(dá)是汽車倒車停車時的安全輔助裝置，能夠以聲音或者直觀的顯示來告知駕駛員駕駛車輛周圍障礙物的情況，幫助駕駛員解決泊車倒車時前后左右探視所引起的困擾。因此，人們對汽車倒車操縱的便捷性提出了更高的要求，希望有種裝置能夠解決汽車倒車給駕駛員們帶來的不便，消除安全隱患?，F(xiàn)如今后視鏡已越來越不能滿足人們安全倒車的需求了。本設(shè)計是以AT89C51單片機(jī)為主控制器的超聲波倒車?yán)走_(dá)系統(tǒng)，包括超聲波發(fā)射和接收部分、單片機(jī)處理部分、LCD顯示部分和語音報警部分等硬件系統(tǒng)以及軟件程序設(shè)計。畢業(yè)設(shè)計（論文） 題 目 超聲波倒車?yán)走_(dá) 系統(tǒng)硬件設(shè)計 超聲波倒車?yán)走_(dá)系統(tǒng)的設(shè)計 摘 要基于超聲波測距的汽車倒車?yán)走_(dá)系統(tǒng)是在充分理解了超聲波測距原理的基礎(chǔ)上提出的。工作時，超聲波傳感器發(fā)出脈沖信號，經(jīng)障礙物反射后由超聲波接收裝置接收并送至單片機(jī)處理，可實現(xiàn)倒車時障礙物距離的實時監(jiān)測并通過語音報警提示駕駛員。關(guān)鍵詞 倒車?yán)走_(dá)/單片機(jī)控制/超聲波測距Design of Ultrasonic Reversing Radar SystemAbstractBased on the ultrasonic distance measurement principle,this text put forward a design scheme of car reversing radar system based on ultrasonic distance measurement. Ultrasonic sensor sends a pulse signal when it is working,and the ultrasonic receiving decive send the reflected signal by the obstacle to the MCU,this system could achieve Realtime monitoring of the Obstacle distance when reversing and prompt the driver by voice overall design of ultrasonic reversing radar system based on the AT89C51 single chip as main controller was detailed introduced,include Ultrasonic transmitting and receiving part,MCU processing part,display by LCD, Voice Alarm part and its programming in the software.Keywords Reversing radar，single chip microprocessor，ultrasonic distance measurement 目 錄中文摘要英文摘要1 引言 1 設(shè)計主要內(nèi)容 12 系統(tǒng)的總體設(shè)計方案及理論基礎(chǔ) 1 總體設(shè)計方案 1 超聲波測距理論分析 2 超聲波測距原理 2 超聲波傳感器 3 超聲波傳感器的原理及結(jié)構(gòu) 3 超聲波傳感器的應(yīng)用 4 超聲波傳感器的主要性能指標(biāo) 43 系統(tǒng)的硬件設(shè)計 5 單片機(jī)主控系統(tǒng)電路設(shè)計 5 單片機(jī)選擇 5 電源電路 6 復(fù)位電路 6 時鐘電路 7 超聲波發(fā)射電路 7 超聲波檢測接收電路 9 9 超聲波接收電路 10 數(shù)碼管顯示模塊 104 系統(tǒng)的軟件設(shè)計 11 軟件設(shè)計的要求 11 主程序設(shè)計 12 超聲波測距模塊設(shè)計 12 超聲波發(fā)送和接收程序 135主程序 14 顯示程序 14 超聲波測距程序 14實訓(xùn)主要元器件介紹 176 系統(tǒng)的仿真調(diào)試 25 系統(tǒng)仿真調(diào)試內(nèi)容 25 實驗的誤差分析 26結(jié)束語 27致謝 28參考文獻(xiàn) 29附錄 30原件清單 311 引言倒車，是每位駕駛員都必須掌握的技能，如同前行一樣需要小心謹(jǐn)慎，每年都有倒車引起事故的報道，輕則對自己的車和他人的財物造成損傷，重則可能危及人的性命，尤其是對兒童危害較大