【正文】 探測(cè)水中目標(biāo)及其狀態(tài)，如潛艇的位置等。 超聲波發(fā)射器 放大電路 超聲波接收器 放大電路 鎖相環(huán) 檢波電路 定時(shí)器 單片機(jī)控制 顯示器 3 第二章 超聲波的發(fā)展及測(cè)距原理 超聲波的發(fā)展與運(yùn)用 一般認(rèn)為，關(guān)于超聲波的研究最初起始于 1876 年 F． Galton 的氣哨實(shí)驗(yàn)，這是人類首次有效產(chǎn)生的高頻聲波。 通過對(duì)以上幾種測(cè)距方式的分析比較，由于超聲波指向性強(qiáng)、能量消耗緩慢、成本低、性能穩(wěn)定可靠、在介質(zhì)中傳播距離遠(yuǎn)的優(yōu)點(diǎn)，所以超聲波測(cè)距方式在短距和低速測(cè)量方面比上述其它幾種技術(shù)更具優(yōu)越性。超聲波的諧振帶寬、波束角可 以通過制作工藝控制得很窄，有利于抗聲波干擾設(shè)計(jì)；不受無線電頻譜資源限制，易于抗電磁干擾設(shè)計(jì)。 超聲波測(cè)距原理框圖 圖 11 超聲波測(cè)距儀原理框圖 單片機(jī)發(fā)出 40kHZ 的信號(hào)，經(jīng)放大后通過超聲波發(fā)射器輸出；超聲波接收器將接收到的超聲波信號(hào)經(jīng)放大器放大，用鎖相環(huán)電路進(jìn)行檢波處理后，啟動(dòng)單片機(jī)中斷程序，測(cè)得時(shí)間為 t，再由軟件進(jìn)行判別、計(jì)算，得出距離數(shù)并送 LED 顯示。如果環(huán)境溫度變化顯著，則必須考慮溫度補(bǔ)償問題。 2 在進(jìn)行計(jì)算時(shí)，如果溫度變化不大，則可認(rèn)為聲速 C 是基本不變的，計(jì)算時(shí)取 C 為340M/S。一般采用渡越時(shí)間發(fā)：即 S=CT/2，其中 S 為測(cè)量點(diǎn)與被測(cè)物體之間的距離， C 為聲波在介質(zhì)（此處指空 氣）中的傳播速度， T 為超聲波發(fā)射到返回的時(shí)間間隔。 超聲波測(cè)距系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思路 超聲波測(cè)距原理 超聲波測(cè)距的原理一般采用渡越時(shí)間法 TOF(time of filght)。汽車倒車時(shí)可以檢測(cè)車輛后面的障礙物、并 顯示其距離，至危險(xiǎn)區(qū)域后會(huì)自動(dòng)報(bào)警。 設(shè)計(jì)的意義 隨著社會(huì)飛速發(fā)展，人們生活水平的不斷提高，汽車愈來愈成為人們不可缺少的最常用的交通工具，交通安全問題變的日益嚴(yán)重。隨著測(cè)距儀的技術(shù)進(jìn)步，測(cè)距儀從具有單純判斷動(dòng)能，發(fā)展到具有學(xué)習(xí)功能，最終發(fā)展到具有創(chuàng)造力。展望未來，超聲波測(cè)距儀作為一種新型的非常重要有用的工具，在各方面都將有很大的發(fā)展空間，它將朝著更加高定位高精度的方向發(fā)展，以滿足日益發(fā)展的社會(huì)需要，如倒車?yán)走_(dá)，工地及工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)，聲納探測(cè)等方面都有其廣 泛的應(yīng)用，經(jīng)濟(jì)，軍事，文化方面都有重要的應(yīng)用價(jià)值。 關(guān)鍵詞： 汽車倒車?yán)走_(dá)、 AT89C5超聲波、測(cè)量距離、 LED 數(shù)碼管 目錄 第一章 緒論 .................................................................................................................................... 1 課題設(shè)計(jì)的目的及意義 ....................................................................................................... 1 超聲波測(cè)距原理框圖 ................................................................................................ 2 超聲波測(cè)距 ............................................................................................................. 2 第二章 超聲波的發(fā)展及測(cè)距原理 .................................................................................................... 3 超聲波的發(fā)展與運(yùn)用 .......................................................................................................... 3 超聲波測(cè)距原理 ................................................................................................................. 3 超聲波測(cè)距在汽車上的運(yùn)用 ............................................................................................... 5 超聲波傳感器的介紹 .......................................................................................................... 5 超聲波傳感器介紹 ................................................................................................... 5 超聲波傳感器的特性 ............................................................................................... 6 第三章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) .................................................................................................................... 8 系統(tǒng)設(shè)計(jì)的要求 ................................................................................................................. 8 系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)方案 ............................................................................................................. 8 單片機(jī)系統(tǒng)介紹 ................................................................................................................. 8 AT89C51 單片機(jī)介紹 ................................................................................................ 8 單片機(jī)的時(shí)鐘電路 ..................................................................................................13 單片機(jī)的電源電路 ..................................................................................................14 超聲波發(fā)射電路 ................................................................................................................20 超聲波接收電路 ................................................................................................................21 CX20xx6A 集成電路介紹 ..........................................................................................21 超聲波接收電路 ......................................................................................................23 距離顯示電路 ...................................................................................................................24 報(bào)警電路 ..........................................................................................................................25 音頻集成功放 LM386 簡(jiǎn)介 .......................................................................................25 第四章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) .....................................................................................................................27 結(jié)論 ...............................................................................................................................................29 致謝 ...............................................................................................................................................32 參考文獻(xiàn) ........................................................................................................................................33 附錄 ...............................................................................................................................................34 附錄一：系統(tǒng)電路圖 ................................................................................................................34 附錄二：主要元器件清單 .........................................................................................................35 附錄三：源程序 .......................................................................................................................36 1 第一章 緒論 課題設(shè)計(jì)的目的及意義 設(shè)計(jì)的目的 隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，超聲波將在測(cè)距儀中的應(yīng)用越來越廣。在超聲波測(cè)距系統(tǒng)功能和 AT89C51 單片運(yùn)用的基礎(chǔ)上，提出了系統(tǒng)的總體構(gòu)成，對(duì)系統(tǒng)各個(gè)設(shè)計(jì)單元的原理進(jìn)行了介紹，并且對(duì)組成各單元硬件電路的主要器件做了詳細(xì)說明和選擇。該系統(tǒng)采用軟 、硬件結(jié)合的方法，具有模塊化和多用化的特點(diǎn)。本設(shè)計(jì)是利用最常見的超聲波測(cè)距法來設(shè)計(jì)的一種基于單片機(jī)的汽車倒車?yán)走_(dá)系統(tǒng)。 基于單片機(jī)的汽車倒車?yán)走_(dá)系統(tǒng) 摘 要 隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展交通運(yùn)輸業(yè)日益興旺，汽車的數(shù)量在大副攀升。交通擁擠狀況也日趨嚴(yán)重，撞車事件屢屢發(fā)生，造成了不可避免的人身傷亡和經(jīng)濟(jì)損失，針對(duì)這種情況，設(shè)計(jì)一種響應(yīng)快，可靠性高且較為經(jīng)濟(jì)的汽車倒車防撞預(yù)警系統(tǒng)勢(shì)在必行。 本設(shè)計(jì)的主要是基于 AT89C51 單片機(jī)利用超聲波的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)，將超聲波測(cè)距系統(tǒng)和 AT89C51 單片機(jī)結(jié)合于一體，設(shè)計(jì)出一種基于 AT89C51 單片機(jī)的汽車倒車?yán)走_(dá)系統(tǒng)。 本設(shè)計(jì)論文概述了超聲波檢測(cè)的發(fā)展及基本原理，闡述了超聲波傳感器的原理及特性。本設(shè)計(jì)論文還介紹了系統(tǒng)的軟件結(jié)構(gòu)，并通過編程來實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)功能和要求。但就目前技術(shù)水平來說，人們可以利用的測(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。毋庸置疑，未來的超聲波測(cè)