【正文】 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 1 1 超聲檢測(cè)發(fā)展綜述 隨著改革開(kāi)放，我國(guó)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展。安全駕駛也以此成為大家關(guān)注的焦點(diǎn)，其中汽車(chē)防撞系統(tǒng) CSA(Collision Avoidance System) 的設(shè)計(jì)和需要顯得非常重要和迫切。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)。為了以超聲波作為檢測(cè)手段，必須產(chǎn)生超聲波和接收超聲波。超聲波傳感器有發(fā)送器和接收器，但一個(gè)超聲波傳感器也可具有發(fā)送和接收聲波的雙重作用。 超聲波 測(cè)距的原理一般采用渡越時(shí)間法 TOF（ time of flight） [2]。超聲波是一種在彈性介質(zhì)中的機(jī)械振蕩，有兩種形式：橫向振蕩（橫波）及縱和振蕩（縱波） 。超聲波可以在氣體、液體及固體中傳播，其傳播速度不同。在空氣中傳播超聲波，其頻率較低，一般為幾十 KHz，而在固體、液體中則頻率可用得較高。為了以超聲波作為檢測(cè)手段，必須產(chǎn)生超聲波和接收超聲波。超聲波傳感器有發(fā)送器和接收器，但一個(gè)超聲波傳感器也可具有發(fā)送和接收聲波的雙重作用。下面我們主要介紹 壓電式超聲波傳感器。 超聲波發(fā)生器內(nèi)部結(jié)構(gòu)有兩個(gè)壓電晶片和一個(gè)共振板。 重慶科技學(xué)院高等教育自學(xué)考試本科畢業(yè)論文 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 3 圖 超聲波發(fā)生器 反之，如果兩電極間未外加電壓，當(dāng)共振板接收到超聲波時(shí)，將壓迫壓電晶片作振動(dòng)，將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，這時(shí)他就成為超聲波接收器了，如圖 重慶科技學(xué)院高等教育自學(xué)考試本科畢業(yè)論文 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 4 圖 超聲波接收器 頻率特性 圖 超聲波傳感器的升壓能級(jí)和靈敏度 圖 是超聲波發(fā)射傳感器的升壓能級(jí)和靈敏度。而在 40KHz 兩側(cè)，聲壓 能級(jí)迅速衰減。 重慶科技學(xué)院高等教育自學(xué)考試本科畢業(yè)論文 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 5 另外，超聲波接收傳感器的頻率特性與發(fā)射傳感器的頻率特性類(lèi)似。因此， 超聲波接收傳感器具有很好的頻率選擇特性。如果 R較小，頻率特性變得光滑而具有較寬的寬帶，同時(shí)靈敏度也隨之降低。因此，超聲接收傳感器應(yīng)與輸入阻抗高的前置放大器配合使用，才能有較高得接收靈敏度。 指向特性 實(shí)際的超聲波傳感器中的壓電晶片是一個(gè)小圓片，可以把表面上每個(gè)點(diǎn)看成一個(gè)振蕩源，輻射出一個(gè)半球而波（子波），這些波沒(méi)有指向性。圖 是電路中選用的發(fā)射傳感器的指向圖。超聲傳感器的指向角一般為 40 到 80 度，課題要求發(fā)射傳感器的指向角度為 60 度。以下就部分芯片的功能與結(jié)構(gòu)做簡(jiǎn)單的介紹。 AT89C51 的主要性能參數(shù) 4K 字節(jié)可重擦寫(xiě) Flash 閃速存儲(chǔ)器 全靜態(tài)操作： 0Hz— 24MHz 128 8 字節(jié)內(nèi)部 RAM 2 個(gè) 16 位定時(shí) /計(jì)數(shù)器 可編程串行 UART 通道 其總放大增益 80db。 1腳：超聲信號(hào)輸入端，該腳的輸入阻抗約為 40KΩ。增大電阻 R1或減小 C1，將使反饋量增大。 ：該腳與地之間連接檢波電容，電容量大為平均值檢波，瞬間相應(yīng)靈敏度低；若容量小 ，則為峰值檢波，瞬間相應(yīng)靈敏度高，但檢波輸出脈沖寬度變動(dòng)大，易造成誤動(dòng)作，推薦參數(shù)為 f。 5 腳 。例如，取 R=200kΩ時(shí)， f0≈ 42kHz，若取 R=220KΩ，則中心頻率 f0≈ 38kHz。 7腳：遙控命令輸出端，它是集電極開(kāi)路輸出方式，因此該引腳必須接上一個(gè)上拉電阻到電源端，推薦阻值為 22KΩ，沒(méi)有接受信號(hào)是 該端輸出高電平，有信號(hào)時(shí) 則產(chǎn)生下降。 超聲波發(fā)射程序 Void send() { csb_in=1； for(i=0。i++) { _nop_()。 _nop_()。 _nop_()。 _nop_()。 _nop_()。 _nop_()。 _nop_()。 _nop_()。 num0=num1=num2=num3=num4=0。 for(num=0。num++) send()。 time=(TH0*256+TL0)/2。 Distance=Long。 Num4=distance/10000。 Num2=distance%1000/100。 Num0=distance%10。 write_date(0 30＋ num4)。 重慶科技學(xué)院高等教育自學(xué)考試本科畢業(yè)論文 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 14 write_date(0 30＋ num3)。 write_date(0 30＋ num2)。 write_date(0 30＋ num1)。 write_date(0 30＋ num0)。 // delay(1000)。 TL0=0 00。 Lcd_busy 為 0 時(shí)，閑，可寫(xiě)指令與數(shù)據(jù)。 lcdrs=0。 lcden=1。 _nop_()。 _nop_()。0 80)。 return result。 //選擇寫(xiě)指令模式 lcdrw=0。 //使能端置低電平 P0=； //將要寫(xiě)的命令字送到數(shù)據(jù)總線(xiàn)上 _nop_()。 _nop_()。 Icden=1 //給使能端一個(gè)高脈沖，初始化已將能使端至低 _nop_()。 _nop_()。 Icden=0； //將使能端置 0 為了 完成高脈沖 } /********************************************/ 1602 液晶寫(xiě)數(shù)據(jù)函數(shù) /********************************************/ Void write_date() } While(Icd_busy90)。 //選擇讀指令模式 Icden=0。 //使能端置低電平 P0=date。 //稍作延時(shí)是為了是數(shù)據(jù)穩(wěn)定 _nop_()。 _nop_()。 //給使能端一個(gè)高脈沖，初始化中已 將使能端至低 _nop_()。 _nop_()。 Icden=0 //將使能端至 0 是為了完成高脈沖 } 重慶科技學(xué)院高等教育自學(xué)考試本科畢業(yè)論文 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 16 /******************************************************************* /* */ /* 1062 液晶顯示函數(shù) */ /* */ /********************************************************************** */ Void icd_display() { Uchar a,b,c,d。a16。 //顯示 table0 Delay(200)。 //第二行首地址 For(b=0。b++) { Write_date(table1[b])； //顯示 table1 Delay(200)。 //清屏 Write_（ 0 80）； For(c=0。c++) { Write_date(table2[c])。 For(b=0。b++) { 重慶科技學(xué)院高等教育自學(xué)考試本科畢業(yè)論文 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 17 Write_date(table3[d])。 } TR0=1。 } /********************************************************************* 初始化函數(shù) /********************************************************************/ Void init() { Delay(15)。 //清除 LED 的顯示內(nèi)容 Write_(0 38)； //16*2 顯示， 5*7 點(diǎn)陣， 8 位數(shù)據(jù) Delay（ 5） Write_(0 38)； Delay（ 5） Write_(0 38)； //設(shè)置 16 2顯示， 5 7 點(diǎn)陣， 8位數(shù)據(jù)口 Delay（ 5） Write_(0 0c)。//設(shè)定初值 TL1=(6553650000)%256。 //開(kāi)總中斷 // ET0=1。 } /******************************************************************** 設(shè)定顯示位置 /************************************************************** 重慶科技學(xué)院高等教育自學(xué)考試本科畢業(yè)論文 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 18 *******/ Void icd_pos(uchar pos) { Write_(pos|0 80)。 Delay(100)。 Delay(200) Led=1。 } } 重慶科技學(xué)院高等教育自學(xué)考試本科畢業(yè)論文 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 19 結(jié)束語(yǔ) 本文所設(shè)計(jì)的基于 AT89C51 單片機(jī)倒車(chē)防撞報(bào)警系統(tǒng)是保障汽車(chē)倒車(chē)安全的輔助系統(tǒng)，通過(guò)超聲波探頭發(fā)出超聲波，使用高速單片機(jī)測(cè)量車(chē)與障礙物之間的往返時(shí)間然后再計(jì)算車(chē)與障礙物之間的距離，并加入了軟件補(bǔ)償，提高了距離計(jì)算的精度，然后顯示在 1602 液晶上。 重慶科技學(xué)院高等教育自學(xué)考試本科畢業(yè)論文 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 20 謝詞 衷心感謝我的 指導(dǎo)老師。我們?cè)接憜?wèn)題就各種出現(xiàn)的新情況提出自己的見(jiàn)解和積極的解決辦法，她清晰敏捷的思路 嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ鲬B(tài)度和豐富的