【正文】 動倒車?yán)走_(dá)，在控制器的控制下，由裝置于車尾保險杠上的探頭發(fā)送超聲波，遇到障礙物，產(chǎn)生回波信號，傳感器接收到回波信號后經(jīng)控制器進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，判斷 出障礙物的位置，由顯示器顯示距離并發(fā)出警示信號，得到及時警示，從而使駕駛者倒 車時做到心中有數(shù)，使倒車變得更輕松。本方案采用語音提示的方式，利用 SPCE061A 單片機(jī)所具備的單芯片語音功能，外接三個超聲波測距模組，組成一個示例的倒車?yán)走_(dá)系統(tǒng)，語音提示報警（ ~）范圍內(nèi)的障礙物。 本方案要求所有的語音資源、程序代碼都存放在一顆 SPCE061A 片內(nèi) Flash 當(dāng)中；當(dāng)語音播報時，如檢測到左后方有障礙物，則用語音播放：“左后方”，如右后方有障礙物，則語音播方“右后方”；當(dāng)檢查到中間的傳感器探測范圍內(nèi)有障礙特時，語音播放：“后方” 。 超聲波倒車?yán)走_(dá) ３ 第三章 核心器件簡介 本系統(tǒng)采用 SPCE061A 單片機(jī)作為主控制器，傳感器模塊采用凌陽大學(xué)計劃的“超聲波測距模組”。下面分別介紹這些模塊的特性。在此環(huán)境中，支持標(biāo)準(zhǔn) C 語言，可以實現(xiàn) C 語言與凌陽匯編語言的互相調(diào)用，并且，提供了語音錄放和語音識別的庫函數(shù)，只要了解庫函數(shù)的使用，就會很容易完成語音錄放，這些都為軟件開發(fā)提供了方便的條件： SPCE061A 片內(nèi)還集成了一個 ICE（在線仿真電路）接口，使得對該芯片的編程、仿真都變得非常方便，而 ICE 接口不占用芯片上的硬件資源，結(jié)合凌陽科技提供的集成開發(fā)環(huán)境（ unSP IDE），用戶可以利用它對芯片進(jìn)行真實的仿真；而程序的下載（燒寫）也是通過該接口實現(xiàn) 。 SPCE061A 精簡開發(fā)板 SPCE061A 精簡開發(fā)板（簡稱 61板），是以凌陽 16位單片機(jī) SPCE061A 為核心的精簡開發(fā)－仿真－實驗板，大小相當(dāng)于一張撲克牌，是“凌陽科技大學(xué)計劃”專為大學(xué)生、電子愛好者等進(jìn)行電子實 習(xí)、課程設(shè)計、畢業(yè)設(shè)計、電子制作及電子競賽所設(shè)計的，也可作為單片機(jī)項目初期研發(fā)使用。 61 板上的主要功能模塊如下： .. SPCE061A 單片機(jī)最小系統(tǒng)外圍電路模塊； .. 電源輸入模塊； .. 音頻電路（包含 MIC 輸入、 DAC 音頻功放輸出）模塊； .. 按鍵模塊； .. I/O 端口接口模塊； .. 調(diào)試、下載接口模塊； 下圖為 61板的實物圖 圖 61 板實物圖 超聲波測距模組 超聲波測距模組是為方便學(xué) 生進(jìn)行單片機(jī)接口方面的學(xué)習(xí)專門設(shè)計的模塊，超聲波測距模組可以方便地和 61板連接，可應(yīng)用在小距離測距、機(jī)器人檢測、障礙物檢測等方面，可用于驗證方車輛倒車?yán)走_(dá)以及家居安防系統(tǒng)等應(yīng)用方案驗證。不同測距模式的選擇只需改變測距模式跳線 J1的連接方法即可。模組工作的性能與被測物表面材料有很大關(guān)系，如毛料、布料對超聲波的反射率很小，會嚴(yán)重影響測量結(jié)果。外接電源僅是為了給模組提高超聲波發(fā)射功率、提高后級運放性能用，最高不要超過 12V。模組提供了測距模式選擇跳線（ J1），可以選擇短距測量模式、中距測量模式，或距離可調(diào)模式。 如果用戶對超聲波測量原理有較深的了解，可以選用距離可調(diào)（ SET）模式。使用時J2跳線和 J8 跳線的連接方法如下圖 ： 圖 J2 跳線和 J8 接口的位置示意圖 超聲波倒車?yán)走_(dá) ９ 轉(zhuǎn)接板 因為使用多組超聲波模組，本方案需要使用一塊 CD4052 模擬開關(guān)制作的轉(zhuǎn)接板。超聲波測距模組在使用時，只需要兩個端口就可完成測距，一個控制超聲波的發(fā)射，一個是檢測超 聲波信號的接收信號；而在超聲波測距模組中，這兩個信號都為數(shù)字信號，對模擬開關(guān)的要求并不嚴(yán)格，所以選用 CD4052 作為模擬開關(guān)器件。其真值表見下表。此外， CD4051 還設(shè)有另一個電源端 VEE，以作為電平位移時使用，從而使得通常在單組電源供電條件下工作的 CMOS電路所提供的數(shù)字信號能直接控制這種多路開關(guān)，并使這種多路開關(guān)可傳輸峰－峰值達(dá) 15V 的交流信號。 CD4052 的真值表 INPUTS CHANNEL ON E A1 A0 L L L L H L L H H X L H L H X Y0AZA:Y0BZB Y1AZA:Y1BZB Y2AZA:Y2BZB Y3AZA:Y3BZB none ， 超聲波倒車?yán)走_(dá) １０ 圖 CD4052 的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖 圖 CD4052 的引腳圖 超聲波倒車?yán)走_(dá) １１ 第四章 系統(tǒng)總體方案介紹 本系統(tǒng)以 SPCE061A 為核心，使用凌陽科技教育推廣中心的 61 板，三個超聲波測距模組依次排布，組成線陣的傳感器陣列；另外，接有轉(zhuǎn)接板、發(fā)光二極管顯示模塊。這樣通過 CD4052 的通道切換，就可以利用較少的端口來完成多個模組的切換使用了。而為了保證測量的可靠，檢測回波信號時，采用 SPCE061A 的外部中斷對回波的上升沿進(jìn)行檢測，而且利用定時器 B 進(jìn)行計時。 超聲波倒車?yán)走_(dá) １２ 第五章 系統(tǒng)硬件設(shè)計 SPCE061A SPCE061A SPCE061A 最小系統(tǒng)包括 SPCE061A 芯片及其外圍基本模塊，外圍基本模塊有：晶振輸入模塊（ OSC）、鎖相環(huán)外圍電路（ PLL）、復(fù)位電路（ RESET）、指示燈（ LED）等，如下圖所示。 電源模塊 SPCE061A 的內(nèi)核供電為 ，而 I/O端口可接 也可以接 5V，所以在電源模塊（ 61板上）中有一個端口電平選擇跳線，如圖中的 J5，但是為了本系統(tǒng)可以可靠的工作，需要給61板外接 5V 的電源，并將 61板的端口電平選擇為 5V，即 J5用跳線帽將 V5 和 VDDH 短接。 超聲波倒車?yán)走_(dá) １３ 圖 電源模塊 由于本系統(tǒng)需要的端口高電平為 5V，所以圖 J5 跳線需要跳到 1和 2上。放音利用的是 SPCE061A 內(nèi)部的 DAC，電路如圖 。和 LM386 相比， SPY0030 還是比較有優(yōu)勢的，比如 LM386 工作電壓需在 4V以上，而 SPY0030 僅需 (兩顆電池 )即可工作； LM386 輸出功率 100mW 以下， SPY0030 約700mW。 圖 放音模塊電路圖 超聲波測距 模組電路原理 超聲波諧振頻率發(fā)生電路，調(diào)理電路 NE555 和電容電阻組成的電路產(chǎn)生 40KHz 的方波，以使超聲波傳感器產(chǎn)生諧振；而后面的 CD4049 則對 40KHz 頻率信號進(jìn)行調(diào)理。 超聲波倒車?yán)走_(dá) １４ 圖 超聲波諧振頻率發(fā)生電路、調(diào)理電路 超聲波回波接受處理電路 超聲波接收處理部分電路前級采用 NE5532 構(gòu)成 10000 倍放大器，對接收信號進(jìn)行放大；后級采用 LM311 比較器對接 收信號進(jìn)行調(diào)整，比較電壓為 LM311 的 3管腳處，可由 J1跳線選擇不同的比較電壓以選擇不同的測距模式。 圖 超聲波回波接受處理電路 超聲波測距模組電源接口 J7 為超聲波測距模組的外部電源接口，最高電壓不要超過 12V， J9 為電源選擇跳線， VCC_5即為由 61板通過 10PIN排線引入模組的電源； VCC 即為模組的放大器、調(diào)理電路供電電源。 圖 外部單獨電源輸入接口及選擇跳線 超聲波倒車?yán)走_(dá) １５ 超聲波測距模式選擇跳線 模組提供了測距模式選擇跳線 J1，可以選擇短距測量模式、中距測量模式，或距離可調(diào)模式。本方案采用可調(diào)方式，即選擇 SET 的模式，并將調(diào)節(jié)模組上的電位器，將比較電壓調(diào)至 ~（保證模組測距能在 ~ 的范圍都能正常工作即可）。超聲波測距模組的 J8接口如所圖 示；圖中的 VCC_5 在本方案當(dāng)中由 61 板供電，即 5V。 圖中 J1 直接與 61 板的 J6 相接，即與 61 板的 IOB 口低八位接口相接，可知圖中的 VDD為 61 板供電，即 5V；而 A0和 A1 分別接 SPCE061A 的 IOB0 和 IOB1，以控制 CD4052 的兩個地址位，以控制通道的選通。 CD4052 的另外一端，接出 COM_EN1/2/3 分別接三個超聲波倒車?yán)走_(dá) １６ 模組的發(fā)射使能，另外還用三個 10K 的 電阻下拉到地，以保證沒有選通的模組不會發(fā)射出超聲波信號。 圖 轉(zhuǎn)接板電路原理 顯示電路 顯示電路較為簡單，直接使用三個 I/O 口控制三個發(fā)光二極管。當(dāng)聲波受到尺寸大于其波長的目標(biāo)物體阻擋時就會發(fā)生反射；反射波稱為回聲。這就是本系統(tǒng)的測量原理。 假設(shè)室溫下聲波在空氣中的傳播速度是 ，測