倒車?yán)走_(dá)系統(tǒng)設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn) 車輛工程管理專業(yè)

倒車?yán)走_(dá)系統(tǒng)設(shè)計(jì)摘要隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展以及電子技術(shù)的逐漸成熟，距離測(cè)量在我們的生產(chǎn)生活中各行業(yè)種隨處可見，超聲波測(cè)距技術(shù)相較于傳統(tǒng)的測(cè)距技術(shù)而言具有精度高、響應(yīng)速度快等諸多優(yōu)勢(shì)，廣泛應(yīng)用在當(dāng)前的工業(yè)生產(chǎn)之中，如汽車自動(dòng)駕駛，盲道，伐木等。因此，超聲波測(cè)距的研究具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。近年來(lái)，無(wú)線通訊的發(fā)展，使得人們的生活質(zhì)量也隨之提升，遠(yuǎn)距離遙感和測(cè)距技術(shù)的出現(xiàn)使人們可以從繁重的勞動(dòng)中解脫出來(lái)，也極大的促進(jìn)了科學(xué)技術(shù)和生產(chǎn)力的發(fā)展。本文選用STC89C52單片機(jī)，并結(jié)合超聲波測(cè)距，顯示單元和報(bào)警單元。運(yùn)用無(wú)線傳輸技術(shù)，在單片機(jī)的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)出了一個(gè)簡(jiǎn)單方便的倒車?yán)走_(dá)系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要有兩部分組成：從機(jī)負(fù)責(zé)超聲波測(cè)距和數(shù)據(jù)處理，然后將無(wú)線傳輸模塊發(fā)送到主機(jī)上。隨后主機(jī)在接收到信號(hào)之后將信息與設(shè)定的閾值信息進(jìn)行比較，若測(cè)距距離小于設(shè)定極限值，則說(shuō)明汽車在倒車時(shí)可能會(huì)碰上障礙物，此時(shí)會(huì)發(fā)出報(bào)警聲，并將處理結(jié)果在顯示模塊中予以顯示提醒駕駛員及時(shí)采取合理的制動(dòng)措施進(jìn)行制動(dòng)，防止出現(xiàn)安全事故，本文所設(shè)計(jì)的倒車?yán)走_(dá)系統(tǒng)按鍵模塊中由三個(gè)按鍵，通過(guò)按鍵可手動(dòng)完成報(bào)警距離極限值的設(shè)定。本文研究和闡述了停車傳感器系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案，并對(duì)設(shè)計(jì)結(jié)果進(jìn)行了仿真和調(diào)試，仿真結(jié)果表明，本文設(shè)計(jì)的倒車?yán)走_(dá)可實(shí)現(xiàn)預(yù)期的功能，為同類設(shè)備的設(shè)計(jì)提供了一定的理論借鑒。關(guān)鍵詞：超聲波測(cè)距；STC89C52；無(wú)線傳輸；倒車?yán)走_(dá)

AbstractWiththerapiddevelopmentofsocialeconomyandthegradualmaturityofelectronictechnology,distancemeasurementcanbeseeneverywhereinourproductionandlife.Ultrasonicrangingtechnologyhashigherprecisionandfasterresponsethantraditionalrangingtechnology.Manyadvantagesarewidelyusedincurrentindustrialproduction,suchasautodriving,blindroads,loggingandsoon.Therefore,theresearchofultrasonicranginghasimportantpracticalsignificance.Inrecentyears,thedevelopmentofwirelesscommunicationhasimprovedpeople'squalityoflife.Theemergenceofremotesensingandrangingtechnologyhasenabledpeopletobefreedfromheavylaborandgreatlypromotedthedevelopmentofscienceandtechnologyandproductivity..ThisarticleselectsSTC89C52single-chipmicrocomputer,andcombinesultrasonicranging,displayunitandalarmunit.Usingthewirelesstransmissiontechnology,asimpleandconvenientreversingradarsystemisdesignedonthebasisofsinglechipmicrocomputer.Thesystemconsistsoftwomaincomponents:theslaveisresponsibleforultrasonicranginganddataprocessing,andthensendsthewirelesstransmissionmoduletothehost.Then,afterreceivingthesignal,thehostcomparestheinformationwiththesetthresholdinformation.Ifthedistanceislessthanthesetlimit,thecarmayhitanobstaclewhenreversing,andanalarmwillbesounded.Theprocessingresultisdisplayedinthedisplaymoduletoremindthedrivertotakereasonablebrakingmeasurestobrakeintimetopreventasafetyaccident.Inthispaper,theparkingsensorsystembuttonmoduleisdesignedwiththreebuttons,andthealarmdistancelimitcanbemanuallycompletedbypressingthebutton.Thesettingofthevalue.Inthispaper,thedesignschemeoftheparkingsensorsystemisstudiedandexpounded,andthedesignresultsaresimulatedanddebugged.Thesimulationresultsshowthatthereversingradardesignedinthispapercanrealizetheexpectedfunctionandprovideatheoreticalreferenceforthedesignofsimilarequipment.Keywords:ultrasonicranging;STC89C52;wirelesstransmission;parkingsensor

目錄1.緒論 11.1選題目的和意義 11.2國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀 11.3研究?jī)?nèi)容 22.倒車?yán)走_(dá)總體設(shè)計(jì)方案 33.倒車?yán)走_(dá)硬件設(shè)計(jì) 43.1硬件選型和介紹 43.2硬件系統(tǒng)總體設(shè)計(jì) 103.3單片機(jī)最小系統(tǒng) 103.4時(shí)鐘電路和復(fù)位電路 113.5液晶顯示模塊 113.6電源模塊 123.7按鍵模塊 123.8聲光報(bào)警模塊 133.9無(wú)線傳輸模塊 144.倒車?yán)走_(dá)軟件設(shè)計(jì) 154.1主程序流程說(shuō)明 154.2無(wú)線傳輸模塊設(shè)計(jì) 174.3超聲波測(cè)距程序設(shè)計(jì) 195.系統(tǒng)調(diào)試 206.總結(jié)與展望 20參考文獻(xiàn) 24附錄1原理圖 25附錄2部分程序代碼 26致謝 31倒車?yán)走_(dá)系統(tǒng)設(shè)計(jì)1.緒論1.1選題目的和意義隨著汽車工業(yè)的快速發(fā)展，汽車數(shù)量逐年增加，導(dǎo)致越來(lái)越擁擠的道路，街道，停車場(chǎng)，車庫(kù)等。在享受汽車帶來(lái)的便利的同時(shí)，倒車停車引起的安全問(wèn)題也越來(lái)越受到重視。由于駕駛員在車內(nèi)駕駛，視野收到極大限制，通常通過(guò)車內(nèi)外的倒車鏡來(lái)輔助觀察周圍環(huán)境，但車后方的障礙物高度不足以透過(guò)鏡子看到，太靠近高體也可能在駕駛員的視野中看不到。這樣，對(duì)駕駛員的停車和倒車來(lái)說(shuō)是很不方便甚至是很危險(xiǎn)的。停車傳感器安裝在汽車中，并可通過(guò)聲音警報(bào)，數(shù)據(jù)顯示和圖像顯示警告駕駛員車輛周圍的情況。協(xié)助駕駛員倒車或停車以使其在駕駛時(shí)更安全。因此，研究高性能汽車倒車?yán)走_(dá)具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。1.2國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀近年來(lái)，倒車?yán)走_(dá)產(chǎn)品的產(chǎn)量增長(zhǎng)非常迅速。其中，以中國(guó)為代表的低端和中端產(chǎn)品的快速增長(zhǎng)是推動(dòng)這類產(chǎn)品在全球增長(zhǎng)的主要因素。在中國(guó)，雷達(dá)設(shè)備的研究相較于西方一些發(fā)達(dá)國(guó)家而言起步較晚，但是隨著近年來(lái)眾多研究者研究的不斷深入，在該領(lǐng)域也取得了一定的研究成果。當(dāng)前倒車?yán)走_(dá)廣泛應(yīng)用在家用汽車中，用來(lái)保證汽車在倒車過(guò)程中的安全性。自倒車?yán)走_(dá)問(wèn)世至今，經(jīng)歷了七代技術(shù)革新：前兩代倒車?yán)走_(dá)主要使用聲音來(lái)發(fā)出警報(bào);第三代倒車?yán)走_(dá)增加了數(shù)字頻段顯示功能;第四代倒車?yán)走_(dá)引入了圖像LCD顯示功能;第五代是魔鏡倒車?yán)走_(dá);第六代是無(wú)線倒車?yán)走_(dá)；第七代是MP3倒車?yán)走_(dá)。綜合考慮，逆向雷達(dá)系統(tǒng)技術(shù)的未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)是技術(shù)集成。用于倒車?yán)走_(dá)產(chǎn)品的技術(shù)在車輛倒車或停止時(shí)才能發(fā)揮與其的成效，隨著技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，汽車中所用的雷達(dá)技術(shù)也愈漸成熟，當(dāng)前倒車?yán)走_(dá)的發(fā)展方向?yàn)榭梢暬?、智能化，從而使?qū)動(dòng)器更安全。1.3研究?jī)?nèi)容本文設(shè)計(jì)了一種簡(jiǎn)單實(shí)用的倒車?yán)走_(dá)系統(tǒng)，它由單片機(jī)，超聲波發(fā)射和接收電路，顯示電路和報(bào)警電路組成。微控制器是整個(gè)系統(tǒng)的核心部件，協(xié)調(diào)電路各部分的工作。本文選用兩個(gè)單片機(jī)分別控制主機(jī)和從機(jī)，從機(jī)的主要功能為負(fù)責(zé)檢測(cè)超聲波，當(dāng)超聲波模塊發(fā)出超聲波并被接收后將信息傳輸?shù)絾纹瑱C(jī)之中，單片機(jī)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和分析即可得到當(dāng)前汽車與障礙物之間的距離，最后將數(shù)據(jù)傳輸?shù)街鳈C(jī)之中。主機(jī)和從機(jī)之間的數(shù)據(jù)交換是通過(guò)無(wú)線傳輸實(shí)現(xiàn)的。該系統(tǒng)主要有兩部分組成：從機(jī)負(fù)責(zé)超聲波測(cè)距和數(shù)據(jù)處理，然后將無(wú)線傳輸模塊發(fā)送到主機(jī)上。隨后主機(jī)在接收到信號(hào)之后將信息與設(shè)定的閾值信息進(jìn)行比較，若測(cè)距距離小于設(shè)定極限值，則說(shuō)明汽車在倒車時(shí)可能會(huì)碰上障礙物，此時(shí)會(huì)發(fā)出報(bào)警聲，并將處理結(jié)果在顯示模塊中予以顯示提醒駕駛員及時(shí)采取合理的制動(dòng)措施進(jìn)行制動(dòng)，防止出現(xiàn)安全事故，本文所設(shè)計(jì)的倒車?yán)走_(dá)系統(tǒng)按鍵模塊中由三個(gè)按鍵，通過(guò)按鍵可手動(dòng)完成報(bào)警距離極限值的設(shè)定。當(dāng)測(cè)量距離小于設(shè)定的閾值時(shí)蜂鳴器將發(fā)出警報(bào)，此時(shí)二極管將閃爍，提醒駕駛員已達(dá)到安全距離范圍，及時(shí)采取制動(dòng)措施。完成該篇論文的撰寫，且實(shí)物實(shí)現(xiàn)以上功能，需要做的工作如下：查閱文獻(xiàn)資料，確定整體設(shè)計(jì)方案；硬件選型，經(jīng)過(guò)對(duì)比確定合適的硬件型號(hào)；系統(tǒng)硬件的設(shè)計(jì)，繪制電路圖；系統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì)，確定程序流程和程序編寫；實(shí)物的制作與軟硬件的調(diào)試；論文的撰寫和完善。

2.倒車?yán)走_(dá)總體設(shè)計(jì)方案本文設(shè)計(jì)了一種簡(jiǎn)單實(shí)用的倒車?yán)走_(dá)系統(tǒng)，它由單片機(jī)，超聲波發(fā)射和接收電路，顯示電路和報(bào)警電路組成。微控制器是整個(gè)系統(tǒng)的核心部件，協(xié)調(diào)電路各部分的工作。本文選用兩個(gè)單片機(jī)分別控制主機(jī)和從機(jī)，從機(jī)負(fù)責(zé)超聲波測(cè)距和數(shù)據(jù)處理，然后將無(wú)線傳輸模塊發(fā)送到主機(jī)上。隨后主機(jī)在接收到信號(hào)之后將信息與設(shè)定的閾值信息進(jìn)行比較，若測(cè)距距離小于設(shè)定極限值，則說(shuō)明汽車在倒車時(shí)可能會(huì)碰上障礙物，此時(shí)會(huì)發(fā)出報(bào)警聲，并將處理結(jié)果在顯示模塊中予以顯示提醒駕駛員及時(shí)采取合理的制動(dòng)措施進(jìn)行制動(dòng)，防止出現(xiàn)安全事故，本文所設(shè)計(jì)的倒車?yán)走_(dá)系統(tǒng)按鍵模塊中由三個(gè)按鍵，通過(guò)按鍵可手動(dòng)完成報(bào)警距離極限值的設(shè)定。當(dāng)測(cè)量距離小于設(shè)定的閾值時(shí)蜂鳴器將發(fā)出警報(bào)，此時(shí)二極管將閃爍，提醒駕駛員已達(dá)到安全距離范圍，及時(shí)采取制動(dòng)措施。倒車?yán)走_(dá)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖如圖2-1所示：STC89C52STC89C52主控制器nRF24L01發(fā)射模塊nRF24L01接收模塊STC89C52主控制器液晶顯示電源模塊電源模塊超聲波測(cè)距模塊聲光報(bào)警按鍵模塊圖2-1倒車?yán)走_(dá)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖

3.倒車?yán)走_(dá)硬件設(shè)計(jì)3.1硬件選型和介紹3.1.1單片機(jī)：STC89C52本設(shè)計(jì)選用STC89C52單片機(jī)，該單片機(jī)功耗低、性能高、可編程的存儲(chǔ)器有8K。其8位CPU和在線可編程閃存使其為許多更為高效的解決方案。STC89C52微控制器的標(biāo)準(zhǔn)功能如下：8K字節(jié)Flash；256字節(jié)RAM；看門狗定時(shí)器；全雙工串行口；32位I/O口線；1個(gè)6向量2級(jí)中斷結(jié)構(gòu)；2個(gè)數(shù)據(jù)指針；3個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器；片內(nèi)晶振；時(shí)鐘電路。此外，STC89C52單片機(jī)包含一個(gè)40千赫的RC振蕩器，工廠調(diào)諧8MHz的RC振蕩器，以校準(zhǔn)的32kHz的RTC振蕩器，以及提供CPU時(shí)鐘的PLL。它存在待機(jī)，睡眠和關(guān)機(jī)三種不同的模式。這三種模式可以保證芯片較低的功率損耗。此外，STC89C52還具有三個(gè)12位模數(shù)轉(zhuǎn)換器，電壓的變換范圍是0至3.6V，具有三倍采樣性能和保持功能。MCU具備51個(gè)多功能的5V兼容I/O端口。一切I/O端口都可以通過(guò)16個(gè)外部來(lái)進(jìn)行中斷。同時(shí)，MCU還具有11個(gè)不同功能定時(shí)器，其中4個(gè)是16位的普通定時(shí)器，2個(gè)16位6通道高級(jí)控制定時(shí)器，2個(gè)看門狗定時(shí)器，1個(gè)系統(tǒng)定時(shí)器和2個(gè)16位基本定時(shí)器。下面介紹其引腳的功能①電路的電源管腳VCC引腳主要用來(lái)提供電源；GND是為了防止短路的接地引腳。②復(fù)用管腳RST：在工作過(guò)程中起到對(duì)輸入進(jìn)行重置的作用，其原理利用的是兩個(gè)機(jī)器周期內(nèi)的高電平完成的。：當(dāng)系統(tǒng)需要對(duì)外部程序器進(jìn)行訪問(wèn)或者是進(jìn)行訪問(wèn)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，的作用是將地址的低8位脈沖字節(jié)索存。因?yàn)橥ǔＧ闆r下，的輸出時(shí)間是固定的，是時(shí)鐘振蕩頻率的1/6，利用這一特性可以用它來(lái)實(shí)現(xiàn)計(jì)時(shí)的功能。但是如果要進(jìn)行外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的訪問(wèn)時(shí)，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)越過(guò)脈沖。系統(tǒng)編程產(chǎn)生的閃存時(shí)，引腳還起到輸入輸入的作用。在可能的情況下，禁止ALE操作可以通過(guò)在SFR區(qū)域的0號(hào)位置安裝8EH來(lái)實(shí)現(xiàn)。因?yàn)樵?號(hào)位置之后只有一個(gè)固定的指令才能實(shí)現(xiàn)ALE的激活。此外，引腳會(huì)稍微升高，不執(zhí)行內(nèi)部程序時(shí)，需要讓禁止位無(wú)效。PSEN：PSEN從外部選取的信號(hào)來(lái)提供給程序存儲(chǔ)器使用。單片機(jī)在外部獲取指令時(shí)，PSEN只能產(chǎn)生兩次有效的循環(huán)，換而言之有兩個(gè)脈沖輸出。這時(shí)候訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)越過(guò)兩個(gè)PSEN信號(hào)。EA/VP：訪問(wèn)外部的程序內(nèi)存只能夠通過(guò)CPU來(lái)進(jìn)行。EA此時(shí)的狀態(tài)應(yīng)該是處于接地狀態(tài)。特別的是，此時(shí)編程已經(jīng)加密了的LB1，則在重置期間，EA狀態(tài)將在內(nèi)部鎖定。③外界晶體引腳XTAL1（19腳）：銜接外部晶體的一端，用于內(nèi)部時(shí)鐘工作電路的輸入端口；XTAL2（18腳）：銜接外部晶體一端，反向振蕩放大器的輸出端。3.1.2無(wú)線模塊：nRF24L01無(wú)線傳輸模塊使用nRF24L01芯片，這是挪威公司生產(chǎn)的單芯片RF收發(fā)器芯片。該芯片功耗較低，功率和工作電流小，還可以進(jìn)行掉電模式和空閑模式的選擇，特別方便。nRF24L01性能如下：自動(dòng)應(yīng)答和再發(fā)射；在芯片上自動(dòng)生成標(biāo)頭和CRC代碼；SPI速率0~10Mb/s；GFSK調(diào)制，硬件集成OSI鏈路層；數(shù)據(jù)傳輸率1或2Mb/s；QFN20引腳4mm*4mm封裝；125個(gè)頻道與其他系列射頻器件兼容；供電電壓1.9~3.6v。

3.1.2.1引腳功能及描述的封裝及引腳排列、功能如下圖所示。圖3-1引腳排列和功能CE：使能發(fā)射或接收；引腳端，配置；：中斷標(biāo)志位；：電源輸入；：電源地；：晶體振蕩器引腳；：為功率放大器供電；：天線接口；：參考電流輸入；3.1.2.2工作模式的工作模式具體如表3-1所示。表3-1工作模式在待機(jī)模式1下系統(tǒng)耗能較小，在該模式下系統(tǒng)所有配置字節(jié)將保留。在掉電模式下，系統(tǒng)的電流消耗最小，此時(shí)不起作用，但會(huì)將所有配置寄存器的值予以保存。3.1.2.3工作原理在進(jìn)行數(shù)據(jù)發(fā)送時(shí)，首先自動(dòng)將配置為發(fā)送模式，此時(shí)接收節(jié)點(diǎn)地址TX_ADDR以及有效數(shù)據(jù)將通過(guò)時(shí)鐘模塊寫入緩沖器之中，當(dāng)端口CSN為持續(xù)的低電平信號(hào)時(shí)，TX_PLD將實(shí)現(xiàn)連續(xù)寫入，發(fā)送時(shí)寫入TX_ADDR。在接收數(shù)據(jù)信息時(shí)，在其配置模式下實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)信息的接受，在接收信息時(shí)會(huì)經(jīng)過(guò)一段時(shí)間延遲，在延時(shí)結(jié)束后將等待數(shù)據(jù)達(dá)到并最終接受傳輸?shù)臄?shù)據(jù)信息，當(dāng)接受模式下檢測(cè)到有效地址后，系統(tǒng)自動(dòng)將其進(jìn)行儲(chǔ)存，此時(shí)中斷標(biāo)志位為高電平。當(dāng)IRQ端口輸出低電平信號(hào)時(shí)將輸出中斷，此時(shí)時(shí)序模塊會(huì)自動(dòng)產(chǎn)生中斷，并將信號(hào)傳輸?shù)轿⑻幚砥鬟M(jìn)行處理，若此時(shí)無(wú)接通應(yīng)當(dāng)，則信號(hào)接收模塊將輸入傳輸狀態(tài)反應(yīng)信號(hào)，當(dāng)完成數(shù)據(jù)的最后一次成功接收之后，端口變?yōu)镃E將輸出低電平信號(hào)，此時(shí)則進(jìn)入空閑模式1。將保持待機(jī)直到所有數(shù)據(jù)均寫入寄存器之中。有25個(gè)配置寄存器。如下表所示。表3-2常用配置寄存器

3.2硬件系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)系統(tǒng)負(fù)責(zé)超聲波測(cè)距和數(shù)據(jù)處理，然后將無(wú)線傳輸模塊發(fā)送到主機(jī)上。隨后主機(jī)在接收到信號(hào)之后將信息與設(shè)定的閾值信息進(jìn)行比較，若測(cè)距距離小于設(shè)定極限值，則說(shuō)明汽車在倒車時(shí)可能會(huì)碰上障礙物，此時(shí)會(huì)發(fā)出報(bào)警聲，并將處理結(jié)果在顯示模塊中予以顯示提醒駕駛員及時(shí)采取合理的制動(dòng)措施進(jìn)行制動(dòng)，防止出現(xiàn)安全事故，本文所設(shè)計(jì)的倒車?yán)走_(dá)系統(tǒng)按鍵模塊中由三個(gè)按鍵，通過(guò)按鍵可手動(dòng)完成報(bào)警距離極限值的設(shè)定。當(dāng)測(cè)量距離小于設(shè)定的閾值時(shí)蜂鳴器將發(fā)出警報(bào)，此時(shí)二極管將閃爍。用戶可通過(guò)按鍵模塊來(lái)對(duì)報(bào)警距離進(jìn)行設(shè)置。3.3單片機(jī)最小系統(tǒng)簡(jiǎn)而言之，單片機(jī)最小系統(tǒng)就是以最少的元器件組成能讓單片機(jī)工作起來(lái)的系統(tǒng)，接下來(lái)介紹51單片機(jī)最小系統(tǒng)必備的器件及其作用。首先電源這對(duì)于一個(gè)電子產(chǎn)品的話是必不可少，它提供能源給系統(tǒng)運(yùn)作，在本設(shè)計(jì)中由于51單片機(jī)的工作電壓在4.5~5.5V之間都可以正常工作所以我們采用了USB電源線連接手機(jī)充電器插頭或者5V的移動(dòng)電源給系統(tǒng)進(jìn)行供電。其次晶振電路，單片機(jī)其內(nèi)部含有一個(gè)方向放大器，其在該系統(tǒng)中構(gòu)成內(nèi)部振蕩器，其中為其輸入端，是輸出端，在振動(dòng)器外部連接陶瓷振蕩器及補(bǔ)償電容、，并由、相互并聯(lián)，組成諧振電路。在在外接振蕩器時(shí)，電容、要選擇；外界陶瓷振蕩器時(shí)電容、要選擇范圍在之間。該系統(tǒng)的晶振頻率通常位于范圍之內(nèi)。外接電容會(huì)對(duì)晶振頻率、穩(wěn)定性以及起振時(shí)間造成一定的影響。因而要將振蕩器的外接電容置于單片機(jī)旁邊才能有效減少其對(duì)系統(tǒng)產(chǎn)生的影響，從而保證振蕩器的工作穩(wěn)定性。

3.4時(shí)鐘電路和復(fù)位電路圖3-2時(shí)鐘電路圖3-3復(fù)位電路復(fù)位電路是在芯片工作狀態(tài)出現(xiàn)問(wèn)題的時(shí)候，可以保證回到最原始的狀態(tài)的電路。首先，復(fù)位信號(hào)在單片機(jī)通電的時(shí)候就產(chǎn)生了;然后，該信號(hào)進(jìn)行傳輸，復(fù)位電路開始啟動(dòng);最后，芯片被還原為最開始的工作狀態(tài)。當(dāng)芯片正在運(yùn)行和工作的過(guò)程中，假如在外界因素的干擾下出現(xiàn)出錯(cuò)情況或者執(zhí)行的程序出現(xiàn)故障的時(shí)候，人工按下復(fù)位按鈕，這個(gè)時(shí)候，單片機(jī)就會(huì)自己重新開始執(zhí)行自原始的程序。在時(shí)鐘結(jié)束工作以后，2個(gè)周期的高電平信號(hào)就會(huì)從RESET端輸出，在這個(gè)時(shí)候復(fù)位成功。一般來(lái)說(shuō)，復(fù)位模式有兩種，第一種是通電即可自動(dòng)復(fù)位模式，第二種是可以通過(guò)一個(gè)按鍵來(lái)人工復(fù)位。人工按鍵復(fù)位電路是本此的設(shè)計(jì)使用的，所以在電路板上存在一個(gè)專門用來(lái)復(fù)位的按鍵。時(shí)鐘電路是通過(guò)22PF的陶瓷片電容以及晶體振蕩器所構(gòu)成的，兩者結(jié)合完成啟動(dòng)電路，為微控制器傳遞定時(shí)指令，控制器進(jìn)行工作。按照生成方式的差異，又能夠分類成內(nèi)部和外部這兩種。在芯片的外部，振蕩器以及微調(diào)電容連接在XTAL1和XTAL2之間，形成一個(gè)比較平穩(wěn)的自激振蕩器，在引腳上輸出3V的正弦波。3.5液晶顯示模塊采用LCD1602液晶顯示屏。LCD1602與單片機(jī)P0口連接，同時(shí)外接上拉電阻，通過(guò)上下兩行來(lái)顯示蔬菜大棚溫度的設(shè)定閾值以及實(shí)測(cè)值，兩者可同時(shí)限制，單片機(jī)P2.3、P2.4、P2.5分別與液晶顯示模塊的復(fù)位、讀寫和使能端口相連，數(shù)據(jù)顯示參考主程序其他時(shí)序。LCD1602液晶顯示器中的每一個(gè)字符都是由5*7的點(diǎn)陣組成。該顯示方式具有控制簡(jiǎn)單等優(yōu)勢(shì)，同其他液晶控制原理相似。顯示模塊電路圖如圖3-4所示：圖3-4顯示模塊電路圖

3.6電源模塊由于該系統(tǒng)使用nRF24L01無(wú)線傳輸模塊來(lái)實(shí)現(xiàn)信號(hào)在系統(tǒng)之間的無(wú)線傳輸，由于不同設(shè)備的額定電壓不同，因此在電源模塊中需要設(shè)置穩(wěn)壓器，本系統(tǒng)采用ASM1117-3.3V穩(wěn)壓器，為無(wú)線傳輸模塊提供3.3V電源。電源接口電路如下圖所示。圖3-5電源模塊電路圖3.7按鍵模塊按鍵電路十分簡(jiǎn)單明了，使用三個(gè)按鍵（一個(gè)是增加鍵，一個(gè)是減少鍵，最后一個(gè)是設(shè)置鍵）這三個(gè)鍵位分別與單片機(jī)芯片的PB13，PB14，PB15口相連接，從而控制數(shù)值的變化與調(diào)節(jié)。

圖3-6按鍵模塊電路3.8聲光報(bào)警模塊聲光報(bào)警電路由NPN型S8550三極管驅(qū)動(dòng)。晶體管的發(fā)射極結(jié)被正偏置，集電極結(jié)被反向偏置，并且兩個(gè)以上的飽和度被打開。此時(shí)，發(fā)光二極管將會(huì)閃爍，同時(shí)蜂鳴器發(fā)出警報(bào)。當(dāng)單片機(jī)的P2~3端口輸出高電平此時(shí)三極管截止，聲音和燈關(guān)閉，不發(fā)出警報(bào)。聲光報(bào)警模塊電路圖如下所示：圖3-7聲光報(bào)警電路

3.9無(wú)線傳輸模塊本系統(tǒng)中無(wú)線傳輸模塊采用nRF24L01，共設(shè)置有兩個(gè)無(wú)線傳輸模塊分別實(shí)現(xiàn)無(wú)線信號(hào)的收發(fā)。如圖3-8所示：圖3-8無(wú)線傳輸模塊電路圖

4.倒車?yán)走_(dá)軟件設(shè)計(jì)4.1主程序流程說(shuō)明在本文所設(shè)計(jì)的倒車?yán)走_(dá)系統(tǒng)中最核心的模塊為單片機(jī)，該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)測(cè)距的原理時(shí)當(dāng)超聲波模塊發(fā)出超聲波并被接收后將信息傳輸?shù)絾纹瑱C(jī)之中，單片機(jī)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和分析即可得到當(dāng)前汽車與障礙物之間的距離，最后將數(shù)據(jù)傳輸?shù)街鳈C(jī)之中。主機(jī)和從機(jī)之間的數(shù)據(jù)交換是通過(guò)無(wú)線傳輸實(shí)現(xiàn)的。通過(guò)無(wú)線模塊發(fā)出和接收超聲波的時(shí)間即可計(jì)算出當(dāng)前汽車與障礙物之間的距離。該系統(tǒng)主程序流程圖如下所示。初始化初始化測(cè)量出距離將距離數(shù)據(jù)寫入發(fā)射數(shù)組發(fā)射數(shù)據(jù)延時(shí)開始圖4-1發(fā)射部分流程圖

在無(wú)線接收模塊中首先需要完成nRF24L01的初始化，隨后進(jìn)入大循環(huán)之中確定寄存器是否可實(shí)現(xiàn)中斷信號(hào)的接收，若寄存器接收到終端信號(hào)，則FIFO_buffer中完成二進(jìn)制數(shù)據(jù)的讀取，隨后將讀取的信息內(nèi)容在顯示模塊中予以顯示。顯示模塊程序流程圖如下所示。LCD1602液晶顯示LCD1602液晶顯示圖4-2接收部分流程圖

4.2無(wú)線傳輸模塊設(shè)計(jì)4.2.1無(wú)線發(fā)射模塊軟件設(shè)計(jì)在進(jìn)行數(shù)據(jù)發(fā)送時(shí)，首先自動(dòng)將配置為發(fā)送模式，此時(shí)接收節(jié)點(diǎn)地址TX_ADDR以及有效數(shù)據(jù)將通過(guò)時(shí)鐘模塊寫入緩沖器之中，當(dāng)端口CSN為持續(xù)的低電平信號(hào)時(shí)，TX_PLD將實(shí)現(xiàn)連續(xù)寫入，發(fā)送時(shí)寫入TX_ADDR。發(fā)送模塊程序流程圖如下圖所示：圖4-3無(wú)線發(fā)射模塊軟件流程圖

4.2.2無(wú)線接收模塊軟件設(shè)計(jì)在接收數(shù)據(jù)信息時(shí)，在其配置模式下實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)信息的接受，在接收信息時(shí)會(huì)經(jīng)過(guò)一段時(shí)間延遲，在延時(shí)結(jié)束后將等待數(shù)據(jù)達(dá)到并最終接受傳輸?shù)臄?shù)據(jù)信息，當(dāng)接受模式下檢測(cè)到有效地址后，系統(tǒng)自動(dòng)將其進(jìn)行儲(chǔ)存，此時(shí)中斷標(biāo)志位為高電平。當(dāng)IRQ端口輸出低電平信號(hào)時(shí)將輸出中斷，此時(shí)時(shí)序模塊會(huì)自動(dòng)產(chǎn)生中斷，并將信號(hào)傳輸?shù)轿⑻幚砥鬟M(jìn)行處理，若此時(shí)無(wú)接通應(yīng)當(dāng)，則信號(hào)接收模塊將輸入傳輸狀態(tài)反應(yīng)信號(hào)，當(dāng)完成數(shù)據(jù)的最后一次成功接收之后，端口變?yōu)镃E將輸出低電平信號(hào)，此時(shí)則進(jìn)入空閑模式1。要產(chǎn)生導(dǎo)致IRQ引腳變?yōu)榈碗娖降闹袛?，需要將狀態(tài)寄存器的中斷標(biāo)志位RX-DR置為高電平。通知MCU以獲取數(shù)據(jù)。無(wú)線接收模塊流程圖如圖4-4所示：圖4-4無(wú)線接收模塊軟件流程圖

4.3超聲波測(cè)距程序設(shè)計(jì)使用函數(shù)功能編寫超聲波測(cè)距模塊程序，距離為返回值。首先給超聲波模塊接入電源和地，然后給脈沖觸發(fā)引腳輸入一個(gè)高電平方波，關(guān)閉定時(shí)器。輸入方波后，模塊會(huì)自動(dòng)發(fā)射出聲波，回波引腳端的電平會(huì)由0變?yōu)?，當(dāng)超聲波發(fā)揮接收模塊，引腳變?yōu)榈碗娖剑到y(tǒng)自動(dòng)計(jì)算無(wú)線信號(hào)發(fā)送到接受的時(shí)間，并基于此來(lái)實(shí)現(xiàn)距離的計(jì)算。測(cè)距模塊流程圖如圖4-5所示：圖4-5超聲波測(cè)距模塊軟件流程圖

5.系統(tǒng)調(diào)試完成系統(tǒng)的硬件和軟件部分的工作后，生成和測(cè)試物理對(duì)象。具體步驟如下：步驟1：焊接硬件電路步驟2：液晶顯示程序被燒入接收端。步驟3：在單片機(jī)中寫入儀表計(jì)數(shù)程序，完成顯示模塊和按鍵模塊的功能測(cè)試。步驟4：分別將nRF24L01連接到STC89C52，寫入程序后對(duì)無(wú)線傳輸模塊的功能進(jìn)行