汽車(chē)倒車(chē)?yán)走_(dá)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、摘 要伴隨著我國(guó)汽車(chē)行業(yè)的高速發(fā)展，特別是近幾年來(lái)，開(kāi)始進(jìn)入私家車(chē)時(shí)代，汽車(chē)的數(shù)量正在逐步增加，造成交通越來(lái)越擁擠。駕駛員開(kāi)始越來(lái)越擔(dān)心行車(chē)安全，其中倒車(chē)最為典型。同時(shí)汽車(chē)駕駛員中非職業(yè)汽車(chē)駕駛員的比例也在逐年增加。在公路、街道、停車(chē)場(chǎng)、車(chē)庫(kù)等擁擠狹窄的地方倒車(chē)時(shí)，駕駛員既要前瞻，又要后顧，稍微不小心就會(huì)發(fā)生追尾事件。據(jù)相關(guān)統(tǒng)計(jì)調(diào)查表明：七分之一的汽車(chē)碰撞事故是因汽車(chē)倒車(chē)時(shí)汽車(chē)的后視能力不足造成的。本文設(shè)計(jì)的倒車(chē)?yán)走_(dá)系統(tǒng)就是針對(duì)汽車(chē)倒車(chē)時(shí)人無(wú)法目測(cè)車(chē)尾與障礙物的距離而設(shè)計(jì)的距離顯示系統(tǒng)。 本系統(tǒng)是將微計(jì)算機(jī)技術(shù)與超聲波的測(cè)距技術(shù)、傳感器技術(shù)、單片機(jī)技術(shù)等相結(jié)合，可以檢測(cè)到汽車(chē)倒車(chē)時(shí)障礙物與車(chē)尾

2、的距離，通過(guò)液晶顯示屏顯示距離，并根據(jù)實(shí)際距離發(fā)出報(bào)警等級(jí)。駕駛員只要在駕駛室里就能做到心中有數(shù)，極大的提高了停車(chē)和倒車(chē)時(shí)的安全和效率。本設(shè)計(jì)主要由超聲波發(fā)射、接收電路、單片機(jī)處理模塊、LED數(shù)碼顯示以及聲光報(bào)警等部分組成,在論文中主要介紹了系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)部分，其次就是對(duì)超聲波測(cè)距的原理及方法也做了較為詳細(xì)的介紹。論文首先描述本設(shè)計(jì)的整體思路，然后介紹各個(gè)部分設(shè)計(jì)中的細(xì)節(jié)問(wèn)題。最終實(shí)現(xiàn)了能夠探測(cè)車(chē)后0.351.5M內(nèi)的障礙物的要求。 關(guān)鍵詞：超聲波倒車(chē)?yán)走_(dá) 距離顯示 單片機(jī)目 錄1 緒論11.1 倒車(chē)?yán)走_(dá)的產(chǎn)生背景11.2 設(shè)計(jì)的意義及要求11.3 倒車(chē)?yán)走_(dá)的發(fā)展史21.4 論文的結(jié)構(gòu)組成32

3、 倒車(chē)?yán)走_(dá)的總體設(shè)計(jì)方案42.1超聲波測(cè)距42.1.1 超聲波測(cè)距原理42.1.2 測(cè)量與控制方法52.1.3理論計(jì)算52.1.4 測(cè)量盲區(qū)62.2 超聲波傳感器62.2.1 超聲波傳感器原理及結(jié)構(gòu)62.2.2 超聲波傳感器的應(yīng)用73 硬件設(shè)計(jì)83.1 超聲波發(fā)射電路83.1.1 超聲波接收電路93.1.2超聲波報(bào)警電路103.2 超聲波顯示及控制部分電路103.2.1 對(duì)AT89C51的描述及其功能特性103.2.2 AT89C51 單片機(jī)的原理及工作特點(diǎn)113.2.3單片機(jī)實(shí)現(xiàn)測(cè)距原理123.2.4穩(wěn)壓電源電路123.2.5顯示電路原理133.2.6 溫度測(cè)量電路144軟件設(shè)計(jì)164.1

4、軟件設(shè)計(jì)的要求174.2 超聲波測(cè)距的算法設(shè)計(jì)174.3 主程序184.4超聲波發(fā)送及接收中斷程序194.5 顯示子程序和報(bào)警子程序204.6 報(bào)警刷新程序21總結(jié)23致謝24參考文獻(xiàn)25附錄1：系統(tǒng)總電路26附錄2：部分程序271 緒論隨著現(xiàn)代社會(huì)的飛速發(fā)展，汽車(chē)這一交通工具正在為越來(lái)越多的人所使用，但是隨之而來(lái)的問(wèn)題也顯而易見(jiàn)，那就是隨著車(chē)輛的增多，交通事故的頻繁發(fā)生，由此導(dǎo)致的人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失數(shù)目驚人。對(duì)于公路交通事故的分析表明，八成以上的車(chē)禍?zhǔn)掠捎隈{駛員反應(yīng)不及所引起的，超過(guò)六成的車(chē)輛相撞屬于追尾相撞，其余則屬于側(cè)面相撞。奔馳汽車(chē)公司對(duì)各類(lèi)交通事故的研究表明：若駕駛員能夠提早一秒意識(shí)

5、到有事故危險(xiǎn)并采取相應(yīng)的正確措施，則絕大多數(shù)的交通事故都可以避免。因此，大力研究開(kāi)發(fā)如汽車(chē)防撞裝置等主動(dòng)式汽車(chē)輔助安全裝置，減少駕駛員的負(fù)擔(dān)和判斷錯(cuò)誤，對(duì)于提高交通安全將起到重要的作用。顯然，此類(lèi)產(chǎn)品的研究開(kāi)發(fā)具有極大的實(shí)現(xiàn)意義和廣闊的應(yīng)用前景。1.1 倒車(chē)?yán)走_(dá)的產(chǎn)生背景倒車(chē)?yán)走_(dá)又稱(chēng)泊車(chē)輔助系統(tǒng)，是汽車(chē)泊車(chē)安全輔助裝置，能以聲音或者更為直觀的顯示告知駕駛員周?chē)系K物的情況，解除了駕駛員泊車(chē)和起動(dòng)車(chē)輛時(shí)前后左右探視所引起的困擾，并幫助駕駛員掃除了視野死角和視線模糊的缺陷，提高了安全性。超聲波測(cè)距由于其能夠進(jìn)行非接觸測(cè)量和相對(duì)較高的測(cè)量精度，越來(lái)越被人們所重視。就目前形勢(shì)來(lái)看，汽車(chē)市場(chǎng)的快速發(fā)展將

6、帶動(dòng)倒車(chē)?yán)走_(dá)市場(chǎng)的繁榮。國(guó)內(nèi)倒車(chē)?yán)走_(dá)主流市場(chǎng)已經(jīng)開(kāi)始有進(jìn)口高檔汽車(chē)向中低檔汽車(chē)發(fā)展。技術(shù)上向著單芯片功能成靈敏度更高、可視化發(fā)展，設(shè)備趨于小型化 、人性化、智能化等方 向發(fā)展。由此可見(jiàn)，超聲波汽車(chē)倒車(chē)?yán)走_(dá)系統(tǒng)將會(huì)在人類(lèi)今后的生活中扮演越來(lái) 越重的角色，為人類(lèi)的發(fā)展作出重要貢獻(xiàn)。1.2 設(shè)計(jì)的意義及要求 隨著汽車(chē)的迅速增加，停車(chē)難已經(jīng)是不爭(zhēng)的事實(shí)，狹小的停車(chē)場(chǎng)地常常令有車(chē)一族無(wú)所適從，稍不慎，則闖禍，很不方便。雖然每輛車(chē)都有后視鏡，但不可避免的 都存在一 個(gè)后視 盲區(qū)。 倒車(chē)?yán)?達(dá)是汽車(chē) 泊車(chē)或 者倒車(chē) 時(shí)的安 全輔助裝置，能以聲音或者更為直觀的顯示告知駕駛員駕駛車(chē)輛周?chē)系K物的情況，解除了駕駛

7、員倒車(chē)時(shí)前后左右探視所引起的困擾，并幫助駕駛員掃除了使用死角和視線模糊的缺陷，提高駕駛的安全性。倒車(chē)?yán)走_(dá)的廣泛使用是迫在眉睫的，是當(dāng)今汽車(chē)必不可少的設(shè)備。 1.3 倒車(chē)?yán)走_(dá)的發(fā)展史通常，倒車(chē)?yán)走_(dá)由超聲波傳感器(俗稱(chēng)探頭)、控制器和顯示器(或蜂鳴器)等部分組成。倒車(chē)?yán)走_(dá)一般采用超聲波測(cè)距原理，在控制器的控制下，由傳感器發(fā)射超聲波信號(hào)，當(dāng)遇到障礙物時(shí)，產(chǎn)生回波信號(hào)，傳感器接收到回波信號(hào)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)出其他警示信號(hào)，得到及時(shí)警示，從而使駕駛者倒車(chē)時(shí)做到心中有數(shù)，使倒車(chē)變得更輕松。在幾年的時(shí)間里，隨著技術(shù)發(fā)展和用戶(hù)需求的變化，倒車(chē)?yán)走_(dá)經(jīng)過(guò)了大致六代的發(fā)

8、展。      第一代：倒車(chē)時(shí)通過(guò)喇叭提醒 ?！暗管?chē)請(qǐng)注意”！想必不少人還記得這種聲音，這就是倒車(chē)?yán)走_(dá)的第一代產(chǎn)品，現(xiàn)在只有小部分商用車(chē)還在使用。只要司機(jī)掛上倒檔，它就會(huì)響起，提醒周?chē)娜俗⒁?。從某種意義上說(shuō)，它對(duì)司機(jī)并沒(méi)有直接的幫助，不是真正的倒車(chē)?yán)走_(dá)。 價(jià)格便宜，基本屬于淘汰產(chǎn)品。     第二代：采用蜂鳴器不同聲音提示駕駛員。這是倒車(chē)?yán)走_(dá)系統(tǒng)的真正開(kāi)始。倒車(chē)時(shí)，如果車(chē)后1.8米-1.5米處有障礙物，蜂鳴器就會(huì)開(kāi)始工作。蜂鳴聲越急，表示車(chē)輛離障礙物越近。但沒(méi)有語(yǔ)音提示，也沒(méi)有距離顯示，雖然司機(jī)知道有障礙物，但不能確定障礙物離車(chē)有多

9、遠(yuǎn)，對(duì)駕駛員幫助不大。     第三代：數(shù)碼波段顯示具體距離或者距離范圍。這代產(chǎn)品比第二代進(jìn)步很多，可以顯示車(chē)后障礙物離車(chē)體的距離。如果是物體，在1.8米開(kāi)始顯示；如果是人，在0.9米左右的距離開(kāi)始顯示。這一代產(chǎn)品有兩種顯示方式，數(shù)碼顯示產(chǎn)品顯示距離數(shù)字，而波段顯示產(chǎn)品由三種顏色來(lái)區(qū)別：綠色代表安全距離，；黃色代表警告距離，；紅色代表危險(xiǎn)距離，必須停止倒車(chē)。 第三代產(chǎn)品把數(shù)碼和波段組合在一起，但比較實(shí)用，但安裝在車(chē)內(nèi)不太美觀。     第四代：液晶熒屏動(dòng)態(tài)顯示。這一代產(chǎn)品有一個(gè)質(zhì)的飛躍，特別是屏幕顯示開(kāi)始出現(xiàn)動(dòng)態(tài)顯示系統(tǒng)。不用掛倒檔，只要發(fā)動(dòng)汽車(chē)，顯示器

10、上就會(huì)出現(xiàn)汽車(chē)圖案以及車(chē)輛周?chē)系K物的距離，色彩清晰漂亮，外表美觀，可以直接粘貼在儀表盤(pán)上，安裝很方便。不過(guò)液晶顯示器外觀雖精巧，但靈敏度較高，抗干擾能力不強(qiáng)，所以誤報(bào)也較多。     第五代：魔幻鏡倒車(chē)?yán)走_(dá)。結(jié)合了前幾代產(chǎn)品的優(yōu)點(diǎn)，采用了最新仿生超聲雷達(dá)技術(shù)，配以高速電腦控制，可全天候準(zhǔn)確地測(cè)知2米以?xún)?nèi)的障礙物，并以不同等級(jí)的聲音提示和直觀的顯示提醒駕駛員。魔幻鏡倒車(chē)?yán)走_(dá)可以把后視鏡、倒車(chē)?yán)走_(dá)、免提電話、溫度顯示和車(chē)內(nèi)空氣污染顯示等多項(xiàng)功能整合在一起，并設(shè)計(jì)了語(yǔ)音功能。因?yàn)槠渫庑尉褪且粔K倒車(chē)鏡，所以可以不占用車(chē)內(nèi)空間，直接安裝在車(chē)內(nèi)后視鏡的位置。而且顏色款式多樣，可以按照

11、個(gè)人需求和車(chē)內(nèi)裝飾選配。     第六代：整合影音系統(tǒng)。它在第五代產(chǎn)品的基礎(chǔ)上新增了很多功能，屬于第六代產(chǎn)品，是專(zhuān)門(mén)為高檔轎車(chē)生產(chǎn)的。從外觀上來(lái)看，這套系統(tǒng)比第五代產(chǎn)品更為精致典雅；從功能上來(lái)看，它除了具備第五代產(chǎn)品的所有功能之外，還整合了高檔轎車(chē)具備的影音系統(tǒng)，可以在顯示器上觀看DVD影像。     目前市場(chǎng)上倒車(chē)?yán)走_(dá)品牌多達(dá)二十幾種，價(jià)格從上百元到一兩千元不等，選購(gòu)倒車(chē)?yán)走_(dá)可以從如下方面考慮：功能、性能、外觀、質(zhì)量、安裝、價(jià)格等。1.4 論文的結(jié)構(gòu)組成 該論文主要包括倒車(chē)?yán)走_(dá)系統(tǒng)設(shè)計(jì)產(chǎn)生的背景、總體方案、硬件設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)四個(gè)大部分。第一部分對(duì)倒車(chē)?yán)?/p>

12、達(dá)的產(chǎn)生背景，設(shè)計(jì)的意義和其發(fā)展史做了簡(jiǎn)單敘述。第二部分主要介紹了超聲波測(cè)距的原理和超聲波傳感器。第三部分也是該設(shè)計(jì)的核心部分，對(duì)硬件系統(tǒng)中的每一部分都做了較為詳細(xì)的介紹。第四部分則為軟件設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，主要說(shuō)明了產(chǎn)品內(nèi)部的一些應(yīng)用程序。2 倒車(chē)?yán)走_(dá)的總體設(shè)計(jì)方案LED數(shù)碼顯示管單 片 機(jī)比較電壓放大超聲波接收超 聲 波 發(fā) 射 圖2-1 倒車(chē)?yán)走_(dá)總圖 如上圖2-1所示為超聲波為超聲波倒車(chē)?yán)走_(dá)的總體設(shè)計(jì)方案，當(dāng)超聲波接收電路接收到距離信號(hào)時(shí)，又經(jīng)過(guò)運(yùn)算放大器轉(zhuǎn)化為直流電壓信號(hào)與設(shè)定的基準(zhǔn)電壓進(jìn)行比較，當(dāng)信號(hào)電壓大于基準(zhǔn)電壓時(shí)，比較器輸出正脈沖，傳給單片機(jī)，將距離數(shù)字顯示在LED數(shù)碼顯示管上，電壓信號(hào)

13、再轉(zhuǎn)化為聲音信號(hào)通過(guò)超聲波發(fā)射電路以聲音的形式發(fā)射，提醒駕駛員。 2.1超聲波測(cè)距2.1.1 超聲波測(cè)距原理通過(guò)超聲波發(fā)射裝置發(fā)出超聲波，根據(jù)接收器接到超聲波時(shí)的時(shí)間差就可以知道距離了。這與雷達(dá)測(cè)距原理相似。 超聲波發(fā)射器向某一方向發(fā)射超聲波，在發(fā)射時(shí)刻的同時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)，超聲波在空氣中傳播，途中碰到障礙物就立即返回來(lái)，超聲波接收器收到反射波就立即停止計(jì)時(shí)。（超聲波在空氣中的傳播速度為340m/s，根據(jù)計(jì)時(shí)器記錄的時(shí)間t，就可以計(jì)算出發(fā)射點(diǎn)距障礙物的距離(s)，即：s=340t/2）。圖2-2即為超聲波測(cè)距的具體流程圖。 圖2-2 超聲波測(cè)距流程圖2.1.2 測(cè)量與控制方法聲波在其傳播介質(zhì)中被定義

14、為縱波。當(dāng)聲波受到尺寸大于其波長(zhǎng)的目標(biāo)物體阻擋時(shí)就會(huì)發(fā)生反射；反射波稱(chēng)為回聲。假如聲波在介質(zhì)中傳播的速度是已知的，而且聲波從聲源到達(dá)目標(biāo)然后返回聲源的時(shí)間可以測(cè)量得到，從聲波到目標(biāo)的距離就可以精確地計(jì)算出來(lái)。這就是本系統(tǒng)的測(cè)量原理。由于此超聲波測(cè)距儀可以實(shí)現(xiàn)雙向測(cè)距，所以需進(jìn)行測(cè)距選擇，而這個(gè)測(cè)距選擇就以自動(dòng)選擇功能來(lái)實(shí)現(xiàn).2.1.3理論計(jì)算T 2T 1 圖2-3 測(cè)距的原理如圖2-3所示為反射時(shí)間，是利用檢測(cè)聲波發(fā)出到接收到被測(cè)物反射回波的 時(shí)間來(lái)測(cè)量距離其原理如圖所示，對(duì)于距離較短和要求不高的場(chǎng)合我們可認(rèn)為空 氣中的聲速為常數(shù)，我們通過(guò)測(cè)量回波時(shí)間 T 利用公式：其中，S 為被測(cè)距離、V

15、為空氣中聲速、T 為回波時(shí)間可以計(jì)算出路程 ，這種方法不受聲波強(qiáng) 度的影響， 直接耦合信號(hào) 的影響也可以通過(guò)設(shè)置“時(shí)間門(mén)”來(lái)加以克服。這樣可以求出距離： 555 時(shí)基電路振蕩產(chǎn)生 40Hz 的超聲波信號(hào)。其振蕩頻率計(jì)算公式如下：2.1.4 測(cè)量盲區(qū)在以傳感器脈沖反射方式工作的情況下，電壓很高的發(fā)射電脈沖在激勵(lì)傳感 器的同時(shí)也進(jìn)入接收部分。此時(shí)，在短時(shí)間內(nèi)放大器的放大倍數(shù)會(huì)降低，甚至沒(méi) 有放大作用，這種現(xiàn)象稱(chēng)為阻塞。不同的檢測(cè)儀阻塞程度不一樣。根據(jù)阻塞區(qū)內(nèi) 的缺陷回波高度對(duì)缺陷進(jìn)行定量評(píng)價(jià)會(huì)使結(jié)果偏低，有時(shí)甚至不能發(fā)現(xiàn)障礙物,這時(shí)需要注意的。由于發(fā)射聲脈沖自身有一定的寬帶，加上放大器有阻塞問(wèn)題,

16、在靠近發(fā)射脈沖一段時(shí)間范圍內(nèi)，所要求發(fā)現(xiàn)的缺陷往往不能被發(fā)現(xiàn)，這段距離,稱(chēng)為盲區(qū)，具體分析如下：當(dāng)發(fā)射超聲波時(shí)，發(fā)射信號(hào)雖然只維持一個(gè)極短的時(shí)間，但停止施加發(fā)射信號(hào)后，探頭上還存在一定余振（由于機(jī)械慣性作用）。因此，在一段較長(zhǎng)的時(shí)間 內(nèi)，加在接收放大器輸入端的發(fā)射信號(hào)幅值仍具有一定的幅值高度，可以達(dá)到限 幅電路的限幅電平VM；另一方面，接收探頭上接收到的各種反射信號(hào)卻遠(yuǎn)比發(fā) 射信號(hào)小，即使是離探頭較近的表面反射回來(lái)的信號(hào)，也達(dá)不到限幅電路的限幅電平，當(dāng)反射面離探頭愈來(lái)愈遠(yuǎn)，接收和發(fā)射信號(hào)相隔時(shí)間愈來(lái)愈長(zhǎng)，其幅值也愈來(lái)愈小。在超聲波檢測(cè)中，接收信號(hào)幅值需達(dá)到規(guī)定的閥值Vm，亦即接收信號(hào)的幅值必須

17、大于這一閥值才能使接收信號(hào)放大器有輸入信號(hào)。2.2 超聲波傳感器2.2.1 超聲波傳感器原理及結(jié)構(gòu)超聲波傳感器是利用超聲波的特性研制而成的傳感器。超聲波是一種振動(dòng)頻率高于聲波的機(jī)械波，由換能晶片在電壓的激勵(lì)下發(fā)生振動(dòng)產(chǎn)生的，它具有頻率高、波長(zhǎng)短、繞射現(xiàn)象小，特別是方向性好、能夠成為射線而定向傳播等特點(diǎn)。超聲波傳感器主要材料有壓電晶體（電致伸縮）及鎳鐵鋁合金（磁致伸縮）兩類(lèi)。電致伸縮的材料有鋯鈦酸鉛（PZT）等。壓電晶體組成的超聲波傳感器是一種可逆?zhèn)鞲衅?，它可以將電能轉(zhuǎn)變成機(jī)械振蕩而產(chǎn)生超聲波，同時(shí)它接收到超聲波時(shí)，也能轉(zhuǎn)變成電能，所以它可以分成發(fā)送器或接收器。超聲波傳感器包括三個(gè)部分：超聲換能

18、器、處理單元和輸出級(jí)。首先處理單元對(duì)超聲換能器加以電壓激勵(lì)，其受激后以脈沖形式發(fā)出超聲波，接著超聲換能器轉(zhuǎn)入接受狀態(tài)（相當(dāng)于一個(gè)麥克風(fēng)），處理單元對(duì)接收到的超聲波脈沖進(jìn)行分析，判斷收到的信號(hào)是不是所發(fā)出的超聲波的回聲。如果是，就測(cè)量超聲波的行程時(shí)間，根據(jù)測(cè)量的時(shí)間換算為行程，除以2，即為反射超聲波的物體距離。把超聲波傳感器安裝在合適的位置，對(duì)準(zhǔn)被測(cè)物變化方向發(fā)射超聲波，就可測(cè)量物體表面與傳感器的距離。超聲波傳感器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)由壓電陶瓷晶片、錐形輻射喇叭、底座 、引線、金 屬殼及金屬網(wǎng)構(gòu)成，其中，壓電陶瓷晶片是傳感器的核心，錐形輻射喇叭使發(fā)射 和接收超聲波能量集中，并使傳感器有一定的指向角，金屬殼

19、可防止外界力量對(duì) 壓電陶瓷晶片及錐形輻射喇叭的損壞。金屬網(wǎng)也是起保護(hù)作用的，但不影響發(fā)射與接收超聲波2.2.2 超聲波傳感器的應(yīng)用超聲波傳感器是利用超聲波的特性研制而成的傳感器。超聲波是一種振動(dòng)頻率高于聲波的機(jī)械波，由換能晶片在電壓的激勵(lì)下發(fā)生振動(dòng)產(chǎn)生的，它具有頻率高、波長(zhǎng)短、繞射現(xiàn)象小，特別是方向性好、能夠成為射線而定向傳播等特點(diǎn)。超聲波對(duì)液體、固體的穿透本領(lǐng)很大，尤其是在陽(yáng)光不透明的固體中，它可穿透幾十米的深度。超聲波碰到雜質(zhì)或分界面會(huì)產(chǎn)生顯著反射形成反射成回波，碰到活動(dòng)物體能產(chǎn)生多普勒效應(yīng)。因此超聲波檢測(cè)廣泛應(yīng)用在工業(yè)、國(guó)防、生物醫(yī)學(xué)等方面。 3 硬件設(shè)計(jì)超聲波倒車(chē)?yán)走_(dá)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

20、有超聲波發(fā)射電路、超聲波接收電路、電源電路、溫度補(bǔ)償電路、聲報(bào)警電路、單片機(jī)硬件接口電路及顯示報(bào)警電路組成，該系統(tǒng)的核心部分為性能較好的AT89C51單片機(jī)。3.1 超聲波發(fā)射電路本設(shè)計(jì)是利用超聲波專(zhuān)業(yè)發(fā)生電路或通用發(fā)生電路產(chǎn)生超聲波信號(hào)，并直接驅(qū)動(dòng)換能器產(chǎn)生超聲波。這種方法的優(yōu)點(diǎn)是無(wú)需驅(qū)動(dòng)電路，但缺點(diǎn)是靈活性低。40KHz的超聲波是利用LC震蕩電路振蕩產(chǎn)生的，其振蕩頻率計(jì)算公式如下：電路圖如圖3-1所示。發(fā)射電路主要由SN74LS00的兩個(gè)與非門(mén)A、B與電阻、電容組成的多諧振蕩器，調(diào)節(jié)RC選頻網(wǎng)絡(luò)的電位器RP1可調(diào)節(jié)諧振頻率。單片機(jī)的P2.4端口控制多諧振蕩器的起振，當(dāng)P2.4輸出高電平時(shí)，

21、電路振蕩，發(fā)射由震蕩電路產(chǎn)生的40kHz超聲波，同時(shí)單片機(jī)的定時(shí)器/計(jì)數(shù)器開(kāi)始計(jì)時(shí)；當(dāng)P2.4輸出低電平時(shí)，電路停止發(fā)射超聲波信號(hào)。圖3-1 超聲波發(fā)射電路3.1.1 超聲波接收電路圖3-2所示為超聲波的接收電路。電路由LM324的三個(gè)運(yùn)算放大器A、B、C組成信號(hào)放大電路。電感L1和電容C9組成選頻電路，濾除40kHz以外的干擾信號(hào)。二極管VD2和電容C12組成信號(hào)半波整流濾波電路，將接收到40kHz反射波交流信號(hào)轉(zhuǎn)化為近似的直流電壓信號(hào)。運(yùn)算放大器D為電壓比較器，40kHz反射波交流信號(hào)轉(zhuǎn)化的近似直流電壓信號(hào)與設(shè)定的基準(zhǔn)電壓比較，當(dāng)信號(hào)電壓大于基準(zhǔn)電壓時(shí)，比較器輸出正脈沖，三極管VT1導(dǎo)通，

22、單片機(jī)并行口P1.0接收負(fù)脈沖信號(hào)，同時(shí)定時(shí)器、計(jì)數(shù)器產(chǎn)生定時(shí)中斷，記錄發(fā)射信號(hào)與接收信號(hào)的時(shí)間間隔，并轉(zhuǎn)換為距離。 圖3-2 超聲波檢測(cè)接收電路圖3.1.2超聲波報(bào)警電路 圖3-3所示為超聲波報(bào)警電路，封裝為SN74LS00的兩個(gè)與非門(mén)C、D組成的多諧振蕩器，輸出諧振頻率約為800Hz的信號(hào)，經(jīng)集成功率放大器LM386放大后，驅(qū)動(dòng)揚(yáng)聲器發(fā)出嘟聲作為報(bào)警。P2.5控制多諧振蕩器振蕩，高電平時(shí)起振，低電平時(shí)停振。單片機(jī)根據(jù)距離遠(yuǎn)近控制P2.5輸出方波的頻率，即控制嘟聲的間隙時(shí)間，發(fā)出不同的報(bào)警音。距離越近，報(bào)警音越急。圖3-3 超聲波聲光報(bào)警電路 3.2 超聲波顯示及控制部分電路3.2.1 對(duì)

23、AT89C51的描述及其功能特性AT89C51是一個(gè)低電壓，高性能CMOS 8位單片機(jī)帶有4K字節(jié)的可反復(fù)擦寫(xiě)的程序存儲(chǔ)器（PENROM）。和128字節(jié)的存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（RAM），這種器件采用ATMEL公司的高密度、不容易丟失存儲(chǔ)技術(shù)生產(chǎn)，并且能夠與MCS-51系列的單片機(jī)兼容。片內(nèi)含有8位中央處理器和閃爍存儲(chǔ)單元，有較強(qiáng)的功能的AT89C51單片機(jī)能夠被應(yīng)用到控制領(lǐng)域中。AT89C51提供以下的功能標(biāo)準(zhǔn)：4K字節(jié)閃爍存儲(chǔ)器，128字節(jié)隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，32個(gè)I/O口，2個(gè)16位定時(shí)/計(jì)數(shù)器，1個(gè)5向量?jī)杉?jí)中斷結(jié)構(gòu)，1個(gè)串行通信口，片內(nèi)震蕩器和時(shí)鐘電路。另外，AT89C51還可以進(jìn)行0HZ的

24、靜態(tài)邏輯操作，并支持兩種軟件的節(jié)電模式。閑散方式停止中央處理器的工作，能夠允許隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器、定時(shí)/計(jì)數(shù)器、串行通信口及中斷系統(tǒng)繼續(xù)工作。掉電方式保存隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器中的內(nèi)容，但震蕩器停止工作并禁止其它所有部件的工作直到下一個(gè)復(fù)位。3.2.2 AT89C51 單片機(jī)的原理及工作特點(diǎn)5l系列單片機(jī)中典型芯片(AT89C51)采用40引腳雙列直插封裝(DIP)形式， 內(nèi)部由CPU，4kB的ROM，256 B 的 RAM，2個(gè)16b 的定時(shí)計(jì)數(shù)器T0和T1，4個(gè)8 b 的 I/O 端 I：IP0，P1，P2，P3，一個(gè)全雙功串行通信口等組成。特別是該系列單片機(jī)片內(nèi)的 F lash 可編程、可擦

25、除只讀存儲(chǔ)器(EPROM)，使其在實(shí)際中有著十分廣泛的用途，在便攜式、省電及特殊信息保存的儀器和系統(tǒng)中更為有用。該系列單片機(jī)引腳與封裝如圖 3-4 所示。圖3-4 AT89C51單片機(jī)結(jié)構(gòu)及引腳圖5l系列單片機(jī)提供以下功能：4 kB存儲(chǔ)器；256 BRAM；32條I/O線；2個(gè)16b定時(shí)計(jì)數(shù)器；5個(gè)2級(jí)中斷源；1個(gè)全雙向的串行口以及時(shí)鐘電路?？臻e方式：CPU停止工作，而讓RAM、定時(shí)計(jì)數(shù)器、串行口和中斷系統(tǒng)繼續(xù)工作。掉電方式：保存RAM的內(nèi)容，振蕩器停振，禁止芯片所有的其他功能直到下一次硬件復(fù)位。5l系列單片機(jī)為許多控制提供了高度靈活和低成本的解決辦法。充分利用他的片內(nèi)資源，即可在較少外圍電路

26、的情況下構(gòu)成功能完善的超聲波測(cè)距系統(tǒng)。3.2.3單片機(jī)實(shí)現(xiàn)測(cè)距原理 單片機(jī)發(fā)出超聲波測(cè)距是通過(guò)不斷檢測(cè)超聲波發(fā)射后遇到障礙物所反射的回波，從而測(cè)出發(fā)射和接收回波的時(shí)間差tr，然后求出距離SCt/2，式中的C為超聲波波速。限制該系統(tǒng)的最大可測(cè)距離存在4個(gè)因素：超聲波的幅度、反射的質(zhì)地、反射和入射聲波之間的夾角以及接收換能器的靈敏度。接收換能器對(duì)聲波脈沖的直接接收能力將決定最小的可測(cè)距離。為了增加所測(cè)量的覆蓋范圍、減小測(cè)量誤差，可采用多個(gè)超聲波換能器分別作為多路超聲波發(fā)射/接收的設(shè)計(jì)方法。由于超聲波屬于聲波范圍，其波速C與溫度有關(guān)。3.2.4穩(wěn)壓電源電路 在各種電子設(shè)備中，直流穩(wěn)壓電源是必不可少的

27、組成部分，它是電子設(shè)備唯一的能量來(lái)源，穩(wěn)壓電源的主要任務(wù)是將50Hz 的電網(wǎng)電壓轉(zhuǎn)換成穩(wěn)定的直流電壓和電流，從而滿(mǎn)足負(fù)載的需要，直流穩(wěn)壓電源一般由整流、濾波、穩(wěn)壓等環(huán)節(jié)組成。其電路圖如圖3-5所示。其中，變壓器將交流電源（220V/50Hz）變換位符 合整流電路所需要的交流電壓；整流電路是具有但方向?qū)щ娦阅艿恼髌骷?，將交流電壓整流成單方向脈動(dòng)的直流電壓；濾波電路濾去單向脈動(dòng)直流電壓中的交流部分，保留直流成分，盡可能供給負(fù)載平滑的直流電壓；穩(wěn)壓電路是一種自動(dòng)調(diào)節(jié)電路，在交流電源電壓波動(dòng)或負(fù)載變化時(shí)，通過(guò)此電路使直流輸出電壓穩(wěn)定。20V交流電通過(guò)電源變壓器變換成交流低壓電源，再經(jīng)過(guò)橋式整流電路D

28、1D4和濾波電容的整理和濾波，在固定式三端穩(wěn)壓器LM7805的Vin和GND兩端形成一個(gè)并不十分穩(wěn)定的直流電壓。此直流電壓經(jīng)過(guò)LM7805的穩(wěn)壓和電容濾波便在穩(wěn)壓電源的輸出端產(chǎn)生了精度高、穩(wěn)定度好的直接輸出電壓。如3-7所示的電路為輸出電壓為+5V、輸出的電流1.5A的穩(wěn)壓電源。它由電源變壓器，橋式整流電路D1D4，濾波電容C7、C8，防止自激電容C15、C16和一只固定式三端穩(wěn)壓器（7805）組成。 圖3-5 電源電路3.2.5顯示電路原理超聲波測(cè)距儀顯示模塊電路如圖3-6所示。通過(guò)單片機(jī)的25、26、27、28四個(gè)管腳的信號(hào)控制四個(gè)三極管的B極，利用三極管的開(kāi)關(guān)特性，實(shí)現(xiàn)數(shù)碼管的點(diǎn)亮，從而

29、實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)顯示。采用LED 動(dòng)態(tài)顯示，數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)PIC 芯片的計(jì)算后傳到LED上，顯示精度是厘米。單片機(jī)AT89C51采用12MHz高精度的晶振，以獲得較穩(wěn)定的時(shí)鐘頻率，減少測(cè)量誤差。單片機(jī)用P1.0端口輸出超聲波換能器所需的40KHz方波信號(hào)，利用外中斷0口檢測(cè)超聲波接收電路輸出的返回信號(hào)。顯示電路采用簡(jiǎn)單實(shí)用的3位共陽(yáng)LED數(shù)碼管用于顯示車(chē)尾障礙物的距離，由單片機(jī)P0.0P0.7接LED的adp八個(gè)筆段，通過(guò)軟件以動(dòng)態(tài)掃描方式顯示。段碼用74LS244驅(qū)動(dòng)。 圖3-6單片機(jī)及顯示系統(tǒng)電路圖3.2.6 溫度測(cè)量電路 由于超聲波的傳播速度V受到空氣中的溫度、濕度、壓強(qiáng)等因素的影響，其中溫度的影響最

30、為突出，溫度每升高1，速度增加約0.6m/s。因此在測(cè)量精度要求很高的場(chǎng)合，應(yīng)通過(guò)溫度補(bǔ)償對(duì)超聲波的傳播速度進(jìn)行校正，以提高測(cè)量精度，減小誤差。目前，大多數(shù)溫度測(cè)控系統(tǒng)在檢測(cè)溫度時(shí)，都采用溫度傳感器將溫度轉(zhuǎn)化為電量，經(jīng)信號(hào)放大電路放大到適當(dāng)?shù)姆秶?，再由A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成數(shù)字量來(lái)完成。這種電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜，調(diào)試繁雜，精度易受元器件參數(shù)的影響。為此，利用一線性數(shù)字溫度計(jì)即集成溫度傳感器DS18B20和單片機(jī)，構(gòu)成一個(gè)高精度的數(shù)字溫度檢測(cè)系統(tǒng)。DS18B20數(shù)字式溫度傳感器與傳統(tǒng)的熱敏電阻溫度傳感器不同，能夠直接讀出被測(cè)溫度值，并且可根據(jù)實(shí)際要求，通過(guò)簡(jiǎn)單的編程，實(shí)現(xiàn)912位的A/D轉(zhuǎn)換。因而，使用DS

31、18B20可使系統(tǒng)結(jié)構(gòu)更簡(jiǎn)單，同時(shí)可靠性更高。溫度測(cè)量范圍從-55+125，在-10+85檢測(cè)誤差不超過(guò)0.5，而在整個(gè)溫度測(cè)量范圍內(nèi)具有±2的測(cè)量精度。本設(shè)計(jì)溫度測(cè)量選用DALLAS公司的DS18B20數(shù)字式溫度傳感器，獨(dú)特的一線接口，只需要一條口線通信多點(diǎn)能力，簡(jiǎn)化了分布式溫度傳感應(yīng)用，無(wú)需外部元件，可用數(shù)據(jù)總線供電電源范圍為3.0V至5.5V無(wú)需備用電源。它通過(guò)輸出9位（二進(jìn)制）數(shù)字來(lái)直接表示所測(cè)量的溫度值，溫度值是通過(guò)DS18B20的數(shù)據(jù)總線直接輸入CPU,無(wú)需A/D轉(zhuǎn)換，而且讀寫(xiě)指令，溫度轉(zhuǎn)換指令都是通過(guò)數(shù)據(jù)總線傳入DS18B20。DS18B20數(shù)字溫度傳感器除了具有相當(dāng)?shù)?/p>

32、測(cè)量范圍和精度外，還具有溫度測(cè)量精度和不受外界干擾等的優(yōu)點(diǎn)。其電路連接如圖3-7溫度測(cè)量電路所示。 圖3-7溫度測(cè)量電路 4 軟件設(shè)計(jì)超聲波倒車(chē)?yán)走_(dá)系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)主要由主程序、超聲波發(fā)射子程序、INT0超聲波接收中斷程序、顯示子程序、報(bào)警程序及報(bào)警刷新程序六個(gè)主要模塊組成。軟件設(shè)計(jì)的總體結(jié)構(gòu)框圖如圖4-1系 統(tǒng) 各 功 能 模 塊系統(tǒng)初始化程序數(shù)碼管顯示模塊發(fā)射接收控制模塊運(yùn)算結(jié)果處理模塊聲 光 報(bào) 警 模 塊圖4-1 系統(tǒng)模塊框圖（1） 系統(tǒng)初始化模塊：即系統(tǒng)剛上電的時(shí)候?qū)ο到y(tǒng)的各個(gè)引腳的電平分配和對(duì)各寄存器的初值賦值。（2） 數(shù)碼管顯示模塊：通過(guò)該模塊的設(shè)計(jì)能夠讓所測(cè)得的距離顯示在數(shù)碼管上

33、。（3） 發(fā)射接收控制模塊：發(fā)射控制模塊是軟件控制超聲波發(fā)射電路發(fā)射超聲脈沖啟動(dòng)定時(shí)器工作，同時(shí)啟動(dòng)接收電路工作，當(dāng)接收電路有信號(hào)輸入時(shí)，對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行處理。（4） 運(yùn)算結(jié)果處理模塊：運(yùn)算結(jié)果處理模塊將多次所測(cè)得時(shí)間進(jìn)行處理，進(jìn)行軟件取大值工作，根據(jù)公式計(jì)算出距離，然后再對(duì)計(jì)算得出的結(jié)果進(jìn)行修正處理，數(shù)據(jù)處理后送至數(shù)碼顯示模塊。（5） 聲光報(bào)警模塊：當(dāng)所測(cè)距離小于一定值時(shí)，通過(guò)聲光報(bào)警來(lái)提醒駕駛員。我們知道C語(yǔ)言程序有利于實(shí)現(xiàn)較復(fù)雜的算法，匯編語(yǔ)言程序則具有較高的效率且容易精細(xì)計(jì)算程序運(yùn)行的時(shí)間，而超聲波測(cè)距儀的程序既有較復(fù)雜的計(jì)算（計(jì)算距離時(shí)），又要求精細(xì)計(jì)算程序運(yùn)行時(shí)間（超聲波測(cè)距時(shí)），所

34、以控制程序可采用C語(yǔ)言和匯編語(yǔ)言混合編程。  主程序除了完成定時(shí)器T0、中斷源TNT0初始化外，主要實(shí)現(xiàn)超聲波的巡回發(fā)射（調(diào)用超聲波發(fā)射程序）和距離的動(dòng)態(tài)掃描顯示；INT0中斷服務(wù)程序計(jì)算車(chē)尾距離障礙物的距離數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)一方面交由主程序顯示，另一方面與設(shè)定值（比如1m）進(jìn)行比較，如小于1.5m，接蜂鳴器報(bào)警，否則關(guān)閉報(bào)警；如果車(chē)尾距離障礙物的距離較遠(yuǎn)，超聲波往返時(shí)間就會(huì)超過(guò)了定時(shí)器T一次性最長(zhǎng)的定時(shí)時(shí)間，則T0發(fā)生溢出而中斷，這時(shí)進(jìn)行距離計(jì)算，并顯示“OFF”，以示車(chē)后無(wú)障礙物，可放心倒車(chē)。4.1 軟件設(shè)計(jì)的要求本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求是利用超聲波測(cè)距原理設(shè)計(jì)一個(gè)車(chē)用的倒車(chē)?yán)走_(dá)。要求通過(guò)設(shè)計(jì)

35、能夠測(cè)出并顯示車(chē)與障礙物的距離，并能在距離小于1m的時(shí)候根據(jù)設(shè)定值進(jìn)行聲光報(bào)警。4.2 超聲波測(cè)距的算法設(shè)計(jì)超聲波測(cè)距的原理：通過(guò)超聲波發(fā)射裝置發(fā)出超聲波，根據(jù)接收器接到超聲波時(shí)的時(shí)間差就可以知道距離了。這與雷達(dá)測(cè)距原理相似。 超聲波發(fā)射器向某一方向發(fā)射超聲波，在發(fā)射時(shí)刻的同時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)，超聲波在空氣中傳播，途中碰到障礙物就立即返回來(lái)，超聲波接收器收到反射波就立即停止計(jì)時(shí)。（超聲波在空氣中的傳播速度為340m/s，根據(jù)計(jì)時(shí)器記錄的時(shí)間t，就可以計(jì)算出發(fā)射點(diǎn)距障礙物的距離(s)，即：s=340t/2）在啟動(dòng)發(fā)射電路的同時(shí)啟動(dòng)單片機(jī)內(nèi)部的定時(shí)器T0，利用定時(shí)器的計(jì)數(shù)功能記錄超聲波發(fā)射的時(shí)間和收到反射

36、波的時(shí)間。當(dāng)收到超聲波反射波時(shí)，接收電路輸出端產(chǎn)生一個(gè)負(fù)跳變，在INT0或INT1端產(chǎn)生一個(gè)中斷請(qǐng)求信號(hào)，單片機(jī)響應(yīng)外部中斷請(qǐng)求，執(zhí)行外部中斷服務(wù)子程序，讀取時(shí)間差，計(jì)算距離。在使用時(shí)，如果溫度變化不大，則可以認(rèn)為聲速是基本不變的。如果測(cè)距精度要求很高，則應(yīng)通過(guò)溫度補(bǔ)償?shù)姆椒右孕Ｕ?。其部分源程序如下：RECEIVE0：PUSH PSW PUSH ACC CLR EX0 /關(guān)外部中斷0 MOV R7, TH0 /讀取時(shí)間值 MOV R6, TL0 CLR C MOV A, R6 SUBB A, #0BBH /計(jì)算時(shí)間差 MOV 31H, A /存儲(chǔ)結(jié)果 MOV A, R7 SUBB A, #3

37、CH MOV 30H, A SETB EX0 /開(kāi)外部中斷0 POP ACC POP PSW RETI 4.3 主程序主程序是單片機(jī)程序的主體，整個(gè)單片機(jī)端系統(tǒng)軟件的功能的實(shí)現(xiàn)都是在其中完成的，在此過(guò)程中主程序調(diào)用了子程序及中斷服務(wù)程序。程序首先完成初始化過(guò)程，然后是一個(gè)重復(fù)的控制發(fā)射信號(hào)的過(guò)程，即調(diào)用發(fā)射子程序幾遍，而且每次發(fā)射周期結(jié)束都很判斷在發(fā)射信號(hào)后延時(shí)等待的過(guò)程中是否發(fā)生了中斷，即是否有回波產(chǎn)生來(lái)判斷程序的流程。工作時(shí)，微處理器AT89C51先把p1.0置0，啟動(dòng)超聲波傳感器發(fā)射超聲波，同時(shí)啟動(dòng)內(nèi)部定時(shí)器T0開(kāi)始計(jì)時(shí)。要檢測(cè)返回信號(hào)必須在啟動(dòng)發(fā)射信號(hào)后1.4毫秒才可以檢測(cè)，這樣就可以

38、抑制輸出的干擾。當(dāng)超聲波信號(hào)碰到障礙物時(shí)信號(hào)立刻返回，微處理器不停的掃描int0引腳，如果int0接收的信號(hào)有高電平變?yōu)榈碗娖?，此時(shí)表明信號(hào)已經(jīng)返回，微處理器進(jìn)入中斷關(guān)閉定時(shí)器。再把定時(shí)器中的數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)換算就可以得出超聲波傳感器與障礙物之間的距離。然后再根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況進(jìn)行聲光報(bào)警。下圖4-2為主程序流程框圖; 圖4-2 主程序流程框圖4.4超聲波發(fā)送及接收中斷程序超聲波發(fā)生子程序的作用是通過(guò)P1.1端口發(fā)送2個(gè)左右超聲波脈沖信號(hào)（頻率約40kHz的方波），脈沖寬度為12s左右，同時(shí)把計(jì)數(shù)器T0打開(kāi)進(jìn)行計(jì)時(shí)。主程序利用為中斷0檢測(cè)返回超聲波信號(hào)，一旦接收到返回超聲波信號(hào)（INT0引腳出現(xiàn)低電平），立

39、即進(jìn)入中斷程序。進(jìn)入中斷程序后就立即關(guān)閉計(jì)時(shí)器T0停止計(jì)時(shí)，并將測(cè)距成功標(biāo)志字賦值1即X=1。如果當(dāng)計(jì)時(shí)器溢出是還未檢測(cè)到超聲波返回信號(hào)，則定時(shí)器T0溢出中斷將外中斷0關(guān)閉，并將測(cè)距成功標(biāo)志字賦值2，及X=2以表示此次測(cè)距失敗。超聲波發(fā)射程序比較簡(jiǎn)單，主要包括T0中斷服務(wù)程序和超聲波接收中斷服務(wù)程序。 圖4-3 T0中斷子程序 圖4-4 超聲波接收中斷子程序4.5 顯示子程序和報(bào)警子程序先進(jìn)行動(dòng)態(tài)顯示初始化將指針指向緩沖區(qū)首地址，然后去顯示位指針，取要顯示的數(shù)，再將數(shù)變成段碼，然后將段碼送段控制器，位碼送位控制器，在延時(shí)，然后判斷是否是最后一位，是否顯示完畢，沒(méi)有的話修改該緩沖區(qū)指針和位碼，直

40、到顯示完畢。顯示及報(bào)警子程序框圖：報(bào)警子程序外部中斷入修正段碼指針位選左移一位顯示完畢查表送段碼開(kāi)位選初始化取測(cè)量值LED顯示距離小于1.5m Y N報(bào)警返回 N 圖4-6 報(bào)警子程序框圖 Y返回 圖4-5顯示子程序框圖 4.6 報(bào)警刷新程序在本設(shè)計(jì)中，使用單片機(jī)的三個(gè)端口控制三個(gè)發(fā)光二極管作為顯示，每一個(gè)LED對(duì)應(yīng)一個(gè)超聲波測(cè)距模組，當(dāng)探測(cè)到0.351.5M的范圍內(nèi)沒(méi)有障礙物時(shí)，對(duì)應(yīng)的LED是長(zhǎng)滅的；當(dāng)探測(cè)到0.351.5M范圍內(nèi)有障礙物時(shí)，對(duì)應(yīng)的LED則以一定頻率閃爍，而且距離越近則閃爍的頻率越高。系統(tǒng)以1HZ中斷對(duì)顯示進(jìn)行掃描，并設(shè)置有三個(gè)變量保存對(duì)應(yīng)傳感器模組的頻率設(shè)置數(shù)據(jù)，即Show

41、-Freq-Set(0)、Show-Freq-Set(1)、Show-Freq-Set(2)。當(dāng)頻率設(shè)置數(shù)據(jù)為0時(shí)，系統(tǒng)則不對(duì)應(yīng)的LED進(jìn)行顯示翻轉(zhuǎn)，則對(duì)應(yīng)的LED不會(huì)閃爍；此外，系統(tǒng)還定義有三個(gè)變量（Show-Counter-1HZ(x),x=02)作為1KHZ的計(jì)數(shù)器，對(duì)應(yīng)三個(gè)LED，而當(dāng)頻率設(shè)置數(shù)據(jù)不為0時(shí)，計(jì)數(shù)器會(huì)不斷地計(jì)數(shù)（以1KHZ），當(dāng)計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值累加到與頻率設(shè)置數(shù)據(jù)一樣時(shí)，則會(huì)使對(duì)應(yīng)的LED顯示狀態(tài)進(jìn)行輸出翻轉(zhuǎn)，并對(duì)計(jì)數(shù)器進(jìn)行清零，周而復(fù)始。由此可知，當(dāng)頻率設(shè)置數(shù)據(jù)非零時(shí)，該數(shù)據(jù)越小，則對(duì)應(yīng)的LED閃爍頻率越高。開(kāi)始Show-Freq-Set(0)=0？Show-Counte

42、r-1HZ(0),x=0Show-Counter-1HZ(x0)Show-Freq-Set(0)對(duì)應(yīng)端口狀態(tài)翻轉(zhuǎn)Show-Counter-1HZ(0)=0結(jié)束 N Y 圖4-7 報(bào)警刷新程序框圖總結(jié)本文所設(shè)計(jì)的倒車(chē)?yán)走_(dá)系統(tǒng)是保證汽車(chē)安全的輔助系統(tǒng)。通過(guò)超聲波探頭反 射超聲波，使用高速單片機(jī)計(jì)算測(cè)量車(chē)與障礙物之間的往返時(shí)間然后再計(jì)算出車(chē)與障礙物的距離，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 LED 數(shù)碼管上，當(dāng)在探測(cè)的范圍有障礙物時(shí)，蜂鳴器提示報(bào)警，距離越近蜂鳴器的報(bào)警頻率也越大，當(dāng)距離小于最小安全距離時(shí)，蜂鳴器不間斷報(bào)警。實(shí)際測(cè)試證明該系統(tǒng)工作穩(wěn)定，能夠滿(mǎn)足一般近距離測(cè)距要求，且成

43、本低、有良好的性?xún)r(jià)比。該系統(tǒng)中鎖相環(huán)鎖定需要一定的時(shí)間，測(cè)得的距離有誤差，在汽車(chē)?yán)走_(dá)應(yīng)用中誤差為1cm可忽略不計(jì)，由于此電路具有設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，價(jià)格便宜，測(cè)量精度比較高的優(yōu)點(diǎn)。超聲波測(cè)距是一種非接觸測(cè)距，在很多應(yīng)用場(chǎng)合有其它方式不可比擬的優(yōu)越性。本文在研究超聲波測(cè)距原理的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了一套基于AT89C51單片機(jī)的低成本、高精度超聲波汽車(chē)倒車(chē)探測(cè)器。本設(shè)計(jì)雖然做了很多改進(jìn)和創(chuàng)新,但是還是存在一些問(wèn)題。比如很難消除惡劣天氣及復(fù)雜路況的影響。解決這樣的問(wèn)題就需要采用多傳感器融合技術(shù)。通過(guò)老師的幫助和借鑒經(jīng)驗(yàn)人士的思想和電路以及自己的創(chuàng)新順利設(shè)計(jì)出能夠滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求的超聲波汽車(chē)倒車(chē)探測(cè)器。軟件設(shè)計(jì)中采用結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)方法，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔。較好的完成此次設(shè)計(jì)任務(wù)。致謝本論文的順利完成首先我要感謝我的指導(dǎo)老師李想老師在畢業(yè)設(shè)計(jì)中對(duì) 我給予的悉心指導(dǎo)和嚴(yán)格要求。在我畢業(yè)論