汽車倒車?yán)走_(dá)設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、<p>　　畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 成 果</p><p>　?。óa(chǎn)品、作品、方案）</p><p>　　設(shè)計(jì)題目: 汽車倒車?yán)走_(dá)設(shè)計(jì) </p><p>　　二級(jí)學(xué)院 </p><p>　　專 業(yè) </p&g

2、t;<p>　　班 級(jí) </p><p>　　學(xué) 號(hào) </p><p>　　姓 名 </p><p>　　指導(dǎo)教師 </p><p>&

3、lt;b>　　目 錄</b></p><p><b>　　1 緒論1</b></p><p>　　1.1 課題設(shè)計(jì)的目的和意義1</p><p>　　1.2 國(guó)內(nèi)應(yīng)用現(xiàn)狀1</p><p><b>　　2 總體方案2</b></p><p>　　2

4、.1 本設(shè)計(jì)的研究方法2</p><p>　　2.2系統(tǒng)整體方案的設(shè)計(jì)2</p><p>　　2.3 系統(tǒng)整體方案的論證2</p><p>　　3系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)3</p><p>　　3.1 AT89S51單片機(jī)4</p><p>　　3.2超聲波測(cè)距的系統(tǒng)及其組成5</p><p>

5、;　　3.2.1 超聲波測(cè)距單片機(jī)系統(tǒng)5</p><p>　　3.2.2 超聲波發(fā)射、接受電路6</p><p>　　3.3.3 顯示電路8</p><p>　　3.3.4 供電電路9</p><p>　　3.2.5 報(bào)警輸出電路10</p><p>　　4系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)11</p><

6、p>　　4.1 主程序設(shè)計(jì)11</p><p>　　4.2 超聲波測(cè)距子程序及其流程圖12</p><p>　　4.3 超聲波測(cè)距流程圖14</p><p>　　5 倒車?yán)走_(dá)電路及工藝的檢測(cè)方案15</p><p>　　5.1電路的檢測(cè)流程15</p><p>　　5.2硬件電路檢測(cè)方法16<

7、/p><p><b>　　參考資料17</b></p><p><b>　　1 緒論 </b></p><p>　　1.1 課題設(shè)計(jì)的目的和意義</p><p>　　隨著汽車的普及，越來(lái)越多的家庭擁有了汽車。交通擁擠狀況也隨之出現(xiàn)，撞車事件也是經(jīng)常發(fā)生，人們?cè)谙硎芷噹?lái)的樂(lè)趣和方便的同時(shí)，更加注重的

8、是汽車的安全性，許多“追尾”事故都與車距有著密切的關(guān)系。為了解決這個(gè)安全問(wèn)題，設(shè)計(jì)一種汽車測(cè)距防撞報(bào)警系統(tǒng)勢(shì)在必行。</p><p>　　由于超聲波指向性強(qiáng)，能量消耗緩慢，在介質(zhì)中傳播的距離較遠(yuǎn)，因而超聲經(jīng)常用于距離的測(cè)量，如測(cè)距儀和物位測(cè)量?jī)x等都可以通過(guò)超聲波來(lái)實(shí)現(xiàn)。利用超聲波檢測(cè)往往比較迅速、方便、計(jì)算簡(jiǎn)單。所以超聲波測(cè)距法是一種非常簡(jiǎn)單常見(jiàn)的方法，應(yīng)用在汽車停車的前后左右防撞的近距離測(cè)量，以及在汽車倒車防撞

9、報(bào)警系統(tǒng)中，超聲波作為一種特殊的聲波，具有聲波傳輸?shù)幕疚锢硖匦浴凵洌瓷?，干涉，衍射，散射。超聲波測(cè)距是利用其反射特性，當(dāng)車輛后退時(shí)，超聲波測(cè)距傳感器利用超聲波檢測(cè)車輛后方的障礙物位置，并利用LED顯示出來(lái)，當(dāng)?shù)竭_(dá)一定距離時(shí)，系統(tǒng)能發(fā)出報(bào)警聲，進(jìn)而提醒駕駛?cè)藛T，起到安全的左右。</p><p>　　通過(guò)本課題的研究，將所學(xué)到的知識(shí)用在實(shí)踐中并有所創(chuàng)新和進(jìn)步。該設(shè)計(jì)可廣泛應(yīng)用在生活、軍事、工業(yè)等各個(gè)領(lǐng)域，它需要

10、設(shè)計(jì)者有較好的數(shù)電、模電知識(shí)，并且有一定的編程能力，綜合運(yùn)用所學(xué)的知識(shí)實(shí)現(xiàn)對(duì)超聲波發(fā)射與接收信號(hào)進(jìn)行控制，通過(guò)單片機(jī)程序?qū)Τ暡ㄐ盘?hào)進(jìn)行相應(yīng)的分析、計(jì)算、處理最后顯示在LED數(shù)碼管上。</p><p>　　1.2 國(guó)內(nèi)應(yīng)用現(xiàn)狀</p><p>　　近年來(lái)，由于導(dǎo)航系統(tǒng)、工業(yè)機(jī)器人的自動(dòng)測(cè)距、機(jī)械加工自動(dòng)化等方面的需要，自動(dòng)測(cè)距變得十分重要。與同類測(cè)距方法相比，超聲波測(cè)距法具有以下優(yōu)勢(shì)：&l

11、t;/p><p>　?。?）相對(duì)于聲波，超聲波有定向性較好、能量集中、在傳輸過(guò)程中衰減較小、反射能力強(qiáng)等優(yōu)勢(shì)。</p><p>　?。?）和光學(xué)方法相比，超聲波的波速較小，可以直接測(cè)量較近的目標(biāo)，縱向分辨率高；對(duì)色彩、光照度、電磁場(chǎng)不敏感，被測(cè)物體處于黑暗、煙霧、電磁干擾、有毒等比較惡劣的環(huán)境有一定的適應(yīng)能力。特別是在海洋勘測(cè)具有獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)。</p><p>　?。?）

12、超聲波傳感器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，體積小，費(fèi)用低，信息處理簡(jiǎn)單可靠，便于小型化和集成化。</p><p>　　隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，超聲波的應(yīng)用將越來(lái)越廣泛。但就目前技術(shù)水平</p><p>　　來(lái)說(shuō)，人們利用超聲波的技術(shù)還十分有限，因此，這是一個(gè)正在不斷發(fā)展而又有無(wú)限前景的技術(shù)。</p><p>　　超聲波測(cè)距技術(shù)在社會(huì)生活中已有廣泛的應(yīng)用，目前對(duì)超聲波的精度要求越來(lái)越大。

13、超聲波作為一種新型的工具在各方面都有很大的發(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)需求。未來(lái)超聲波測(cè)距技術(shù)將朝著更高精度，更大應(yīng)用范圍，更穩(wěn)定方向發(fā)展。</p><p><b>　　2 總體方案</b></p><p>　　2.1 本設(shè)計(jì)的研究方法</p><p>　　本設(shè)計(jì)選用TCT40-16T/R超聲波傳感器。了解

14、超聲波測(cè)距的原理的，只有對(duì)理論知識(shí)有一定的學(xué)習(xí)才能運(yùn)用到實(shí)際操作中。根據(jù)原理設(shè)計(jì)超聲波測(cè)距儀的硬件結(jié)構(gòu)電路。對(duì)設(shè)計(jì)的電路進(jìn)行分析能夠產(chǎn)生超聲波，實(shí)現(xiàn)超聲波的發(fā)送和接收，從而實(shí)現(xiàn)利用超聲波測(cè)距的方法測(cè)量物體之間的距離。具體設(shè)計(jì)一個(gè)基于單片機(jī)的超聲波測(cè)距器，包括單片機(jī)控制電路，發(fā)射電路，接收電路，LED顯示電路。</p><p>　　2.2系統(tǒng)整體方案的設(shè)計(jì)</p><p>　　由于超聲波指向

15、性強(qiáng)，能量消耗緩慢，在介質(zhì)中傳播的距離較遠(yuǎn)，因而超聲波經(jīng)常用于距離的測(cè)量。利用超聲波檢測(cè)距離，設(shè)計(jì)比較方便，計(jì)算處理也較簡(jiǎn)單，并且在測(cè)量精度方面也能達(dá)到農(nóng)業(yè)生產(chǎn)等自動(dòng)化的使用要求。 </p><p>　　超聲波發(fā)生器可以分為兩大類：一類是用電氣方式產(chǎn)生超聲波，一類是用機(jī)械方式產(chǎn)生超聲波。電氣方式包括壓電型、電動(dòng)型等；機(jī)械方式有加爾統(tǒng)笛、液哨和氣流旋笛等。它們所產(chǎn)生的超聲波的頻率、功率、和聲波特性各不相同

16、，因而用途也各不相同。目前在近距離測(cè)量方面常用的是壓電式超聲波換能器。根據(jù)設(shè)計(jì)要求并綜合各方面因素，本文采用AT89S51單片機(jī)作為控制器，用動(dòng)態(tài)掃描法實(shí)現(xiàn)LED數(shù)字顯示，超聲波驅(qū)動(dòng)信號(hào)用單片機(jī)的定時(shí)器。</p><p>　　2.3 系統(tǒng)整體方案的論證</p><p>　　超聲波測(cè)距的原理是利用超聲波的發(fā)射和接受，根據(jù)超聲波傳播的時(shí)間來(lái)計(jì)算出傳播距離。實(shí)用的測(cè)距方法有兩種，一種是在被測(cè)距離

17、的兩端，一端發(fā)射，另一端接收的直接波方式，適用于身高計(jì)；一種是發(fā)射波被物體反射回來(lái)后接收的反射波方式，適用于測(cè)距儀。此次設(shè)計(jì)采用反射波方式。</p><p>　　測(cè)距儀的分辨率取決于對(duì)超聲波傳感器的選擇。超聲波傳感器是一種采用壓電效應(yīng)的傳感器，常用的材料是壓電陶瓷。由于超聲波在空氣中傳播時(shí)會(huì)有相當(dāng)?shù)乃p，衰減的程度與頻率的高低成正比；而頻率高分辨率也高，故短距離測(cè)量時(shí)應(yīng)選擇頻率高的傳感器，而長(zhǎng)距離的測(cè)量時(shí)應(yīng)用低頻

18、率的傳感器。</p><p><b>　　系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) </b></p><p>　　按照系統(tǒng)設(shè)計(jì)的功能的要求，初步確定設(shè)計(jì)系統(tǒng)由單片機(jī)主控模塊、顯示模塊、超聲波發(fā)射模塊、接收模塊共四個(gè)模塊組成。</p><p>　　單片機(jī)主控芯片使用51系列AT89S51單片機(jī)，該單片機(jī)工作性能穩(wěn)定，同時(shí)也是在單片機(jī)課程設(shè)計(jì)中經(jīng)常使用到的控制芯片。<

19、/p><p>　　發(fā)射電路由單片機(jī)輸出端直接驅(qū)動(dòng)超聲波發(fā)送。</p><p>　　接收電路使用三極管組成的放大電路，該電路簡(jiǎn)單，調(diào)試工作小較小。</p><p>　　硬件電路的設(shè)計(jì)主要包括單片機(jī)系統(tǒng)及顯示電路、超聲波發(fā)射電路和超聲波接收電路、報(bào)警輸出電路、供電電路等幾部分。單片機(jī)采用AT89S51，系統(tǒng)晶振采用12MHz高精度的晶振，以獲得較穩(wěn)定時(shí)鐘頻率，減小測(cè)量誤差。

20、單片機(jī)用P2.7端口輸出超聲波換能器所需的40kHz的方波信號(hào)，P3.5端口監(jiān)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，段碼輸出端口為單片機(jī)的P2口，位碼輸出端口分別為單片機(jī)的P3.4、P3.2、P3.3口,數(shù)碼管位驅(qū)運(yùn)用PNP三極管S9012三極管驅(qū)動(dòng)。</p><p>　　3.1 AT89S51單片機(jī)</p><p>　　AT89S51是美國(guó)ATMEL

21、公司生產(chǎn)的低功耗，高性能CMOS8位單片機(jī)，片內(nèi)含4k bytes的可系統(tǒng)編程的Flash只讀程序存儲(chǔ)器,器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存儲(chǔ)技術(shù)生產(chǎn)，兼容標(biāo)準(zhǔn)8051指令系統(tǒng)及引腳。它集Flash程序存儲(chǔ)器既可在線編程（ISP）也可用傳統(tǒng)方法進(jìn)行編程及通用8位微處理器于單片芯片中，ATMEL公司的功能強(qiáng)大，低價(jià)位AT89S51單片機(jī)可為您提供許多高性價(jià)比的應(yīng)用場(chǎng)合，可靈活應(yīng)用于各種控制領(lǐng)域。</p><p&

22、gt;<b>　　主要性能參數(shù)：</b></p><p>　　·與MCS-51產(chǎn)品指令系統(tǒng)完全兼容</p><p>　　·4k字節(jié)在系統(tǒng)編程（ISP）Flash閃速存儲(chǔ)器</p><p>　　·1000次擦寫周期</p><p>　　·4.0－5.5V的工作電壓范圍</p&g

23、t;<p>　　·全靜態(tài)工作模式：0Hz－33MHz</p><p><b>　　·三級(jí)程序加密鎖</b></p><p>　　·128×8字節(jié)內(nèi)部RAM</p><p>　　·32個(gè)可編程I／O口線</p><p>　　·2個(gè)16位定時(shí)／計(jì)數(shù)器&

24、lt;/p><p><b>　　·6個(gè)中斷源</b></p><p>　　·全雙工串行UART通道</p><p>　　·低功耗空閑和掉電模式</p><p>　　·中斷可從空閑模喚醒系統(tǒng)</p><p>　　·看門狗（WDT）及雙數(shù)據(jù)指針</p

25、><p>　　·掉電標(biāo)識(shí)和快速編程特性</p><p>　　·靈活的在系統(tǒng)編程（ISP字節(jié)或頁(yè)寫模式）</p><p>　　除此以外AT89S51還提供一個(gè)5 向量?jī)杉?jí)中斷結(jié)構(gòu)，片內(nèi)振蕩器及時(shí)鐘電路。同時(shí)，AT89S51可降至0Hz的靜態(tài)邏輯操作，并支持兩種軟件可選的節(jié)電工作模式?？臻e方式停止CPU的工作，但允許RAM，定時(shí)／計(jì)數(shù)器，串行通信口及中斷

26、系統(tǒng)繼續(xù)工作。掉電方式保存RAM 中的內(nèi)容，但振蕩器停止工作并禁止其它所有部件工作直到下一個(gè)硬件復(fù)位。</p><p>　　3.2超聲波測(cè)距的系統(tǒng)及其組成</p><p>　　本系統(tǒng)由單片機(jī)AT89S51控制，包括單片機(jī)系統(tǒng)、發(fā)射電路與接收放大電路和顯示電路幾部分組成，如圖3-1 所示。硬件電路的設(shè)計(jì)主要包括單片機(jī)系統(tǒng)及顯示電路、超聲波發(fā)射電路和超聲波接收電路三部分。單片機(jī)采用AT89S5

27、1。采用12MHz高精度的晶振，以獲得較穩(wěn)定時(shí)鐘頻率，減小測(cè)量誤差。單片機(jī)用P2.7端口輸出超聲波換能器所需的40kHz的方波信號(hào)，P3.5端口監(jiān)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，段碼輸出端口為單片機(jī)的P2口，位碼輸出端口分別為單片機(jī)的P3.4、P3.2、P3.3口,數(shù)碼管位驅(qū)運(yùn)用PNP三極管S9012三極管驅(qū)動(dòng)。</p><p>　　超聲波接收頭接收到反射的回波后，經(jīng)過(guò)

28、接收電路處理后，向單片機(jī)P3.5輸入一個(gè)低電平脈沖。單片機(jī)控制著超聲波的發(fā)送，超聲波發(fā)送完畢后，立即啟動(dòng)內(nèi)部計(jì)時(shí)器T0計(jì)時(shí)，當(dāng)檢測(cè)到P3.5由高電平變?yōu)榈碗娖胶?，立即停止?nèi)部計(jì)時(shí)器計(jì)時(shí)。單片機(jī)將測(cè)得的時(shí)間與聲速相乘再除以2即可得到測(cè)量值，最后經(jīng)3位數(shù)碼管將測(cè)得的結(jié)果顯示出來(lái)。</p><p>　　3.2.1 超聲波測(cè)距單片機(jī)系統(tǒng)</p><p>　　超聲波測(cè)距單片機(jī)系統(tǒng)主要由：AT89S5

29、1單片機(jī)、晶振、復(fù)位電路、電源濾波部份構(gòu)成。由K1，K2組成測(cè)距系統(tǒng)的按鍵電路。用于設(shè)定超聲波測(cè)距報(bào)警值。如圖3-3。</p><p>　　根據(jù)前面的研究完成各個(gè)電路模板的原理設(shè)計(jì)并生成PCB圖，制作電路板，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)調(diào)試。同時(shí)，對(duì)現(xiàn)有的系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)試，（2）先用萬(wàn)用表復(fù)核目測(cè)中認(rèn)為可疑的連接或是接點(diǎn)，檢查它們的短路狀態(tài)是否與設(shè)計(jì)規(guī)定相符。再檢查各種電源線與地線之間是否有短路現(xiàn)象，如有再仔細(xì)檢查出并排除。短路現(xiàn)象一定

30、要在器件安裝及加電前檢查出。經(jīng)過(guò)測(cè)試，發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有單片機(jī)系統(tǒng)可以有效運(yùn)行，并且在現(xiàn)有的K1，K2組成測(cè)距系統(tǒng)的按鍵電路下，能夠較為有效的運(yùn)行，說(shuō)明了系統(tǒng)設(shè)計(jì)的有效性。</p><p>　　3.2.2 超聲波發(fā)射、接受電路</p><p>　　超聲波發(fā)射如圖3-3，接收電路如圖3-4。超聲波發(fā)射電路由電阻R1、三極管BG1、超聲波脈沖變壓器B及超聲波發(fā)送頭T40構(gòu)成，超聲波脈沖變壓器，在這里的作

31、用是提高加載到超聲波發(fā)送頭兩產(chǎn)端的電壓，以提高超聲波的發(fā)射功率，從而提高測(cè)量距離。接收電路由BG1、BG2組成的兩組三級(jí)管放大電路構(gòu)成；超聲波的檢波電路、比較整形電路由C7、D1、D2及BG3組成。</p><p>　　40kHz的方波由AT89S51單片機(jī)的P2.7輸出，經(jīng)BG1推動(dòng)超聲波脈沖變壓器，在脈沖變壓器次級(jí)形成60VPP的電壓，加載到超聲波發(fā)送頭上，驅(qū)動(dòng)超聲波發(fā)射頭發(fā)射超聲波。發(fā)送出的超聲波，遇到障礙

32、物后，產(chǎn)生回波，反射回來(lái)的回波由超聲波接收頭接收到。由于聲波在空氣中傳播時(shí)衰減，所以接收到的波形幅值較低，經(jīng)接收電路放大，整形，最后輸出一負(fù)跳變，輸入單片機(jī)的P3腳。</p><p>　　為了測(cè)試現(xiàn)有電路單元的有效性。電路接通電源后，用手摸一下芯片是否發(fā)熱，如果發(fā)熱，立即關(guān)掉電源，稍后再進(jìn)行再次檢測(cè)；如果沒(méi)有發(fā)熱，再測(cè)試芯片的VCC端電壓是否達(dá)到設(shè)計(jì)要求，接地端是否都接地。經(jīng)過(guò)測(cè)試，其本能夠發(fā)送5-10米內(nèi)的外部

33、情況，從而保證了在后續(xù)的設(shè)計(jì)中滿足實(shí)際的應(yīng)用需求，保證了每一次的倒車之后的雷達(dá)反射效能。</p><p>　　該測(cè)距電路的40kHz方波信號(hào)由單片機(jī)AT89S51的P2.7發(fā)出。方波的周期為1/40ms，即25µs，半周期為12.5µs。每隔半周期時(shí)間，讓方波輸出腳的電平取反，便可產(chǎn)生40kHz方波。由于單片機(jī)系統(tǒng)的晶振為12M晶振，因而單片機(jī)的時(shí)間分辨率是1µs，所以只能產(chǎn)生半周期

34、為12µs或13µs的方波信號(hào)，頻率分別為41.67kHz和38.46kHz。本系統(tǒng)在編程時(shí)選用了后者，讓單片機(jī)產(chǎn)生約38.46kHz的方波。</p><p>　　由于反射回來(lái)的超聲波信號(hào)非常微弱，所以接收電路需要將其進(jìn)行放大。接收電路如圖3-4所示。接收到的信號(hào)加到BG1、BG2組成的兩級(jí)放大器上進(jìn)行放大。每級(jí)放大器的放大倍數(shù)為70倍。放大的信號(hào)通過(guò)檢波電路得到解調(diào)后的信號(hào)，即把多個(gè)脈沖波解

35、調(diào)成多個(gè)大脈沖波。這里使用的是I N 4148檢波二極管，輸出的直流信號(hào)即兩二極管之間電容電壓。該接收電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，性能較好，制作難度小。</p><p>　　3.3.3 顯示電路</p><p>　　本系統(tǒng)采用三位一體L E D 數(shù)碼管顯示所測(cè)距離值，如圖3-6。數(shù)碼管采用動(dòng)態(tài)掃描顯示，段碼輸出端口為單片機(jī)的P2口，位碼輸出端口分別為單片機(jī)的P3.4、P3.2、P3.3口,數(shù)碼管位驅(qū)運(yùn)用

36、PNP三極管S9012三極管驅(qū)動(dòng)。</p><p>　　顯示單元的測(cè)試中，對(duì)雷達(dá)成像以及其具體的數(shù)字顯示進(jìn)行測(cè)試。測(cè)試結(jié)果顯示，其本身能夠提供較為清晰的數(shù)字，可以較為完整的就現(xiàn)有的具體內(nèi)容進(jìn)行呈現(xiàn)。同時(shí)，其精確度較高，可以滿足后續(xù)的倒車實(shí)際應(yīng)用需求。</p><p>　　3.3.4 供電電路</p><p>　　本測(cè)距系統(tǒng)由于采用的是LED數(shù)碼管用為顯示方式，正常工

37、作時(shí)，系統(tǒng)工作電流約為30-45mA，為保證系統(tǒng)統(tǒng)計(jì)的可靠正常工作，系統(tǒng)的供電方式主要交流AC6-9伏，同時(shí)為調(diào)試系統(tǒng)方便，供電方式考慮了第二種方式，即由USB口供電，調(diào)試時(shí)直接由電腦USB口供電。6伏交流是經(jīng)過(guò)整流二極管D1-D4整流成脈動(dòng)直流后，經(jīng)慮波電容C1慮波后形成直流電，為保證單片機(jī)系統(tǒng)的可電，供電路中由5伏的三端稱壓集成電路進(jìn)行穩(wěn)壓后輸出5伏的真流電供整個(gè)系統(tǒng)用電，為進(jìn)一步提高電源質(zhì)量，5伏的直流電再次經(jīng)過(guò)C3、C4濾波。&

38、lt;/p><p>　　系統(tǒng)通過(guò)按鍵方式測(cè)取時(shí)間來(lái)進(jìn)行仿真。由于手動(dòng)按鍵測(cè)取時(shí)間比實(shí)際時(shí)間大100倍左右，所以仿真程序處理時(shí)給時(shí)間t除了一個(gè)系數(shù)即100。通過(guò)給P2.5口一個(gè)低電平模擬汽車換入倒檔行駛，給P3.2口一個(gè)低電平模擬超聲波接收電路接收到反射回來(lái)的超聲波。由Keil生成的“Hex”文件仿真時(shí)導(dǎo)入AT89C51芯片。結(jié)果顯示，整個(gè)電路本身是一個(gè)通路，具有良好的運(yùn)轉(zhuǎn)效能，符合以及滿足后續(xù)的實(shí)際倒車?yán)走_(dá)應(yīng)用需求。

39、</p><p>　　3.2.5 報(bào)警輸出電路</p><p>　　為提高測(cè)測(cè)距系統(tǒng)的實(shí)用性，本測(cè)距系統(tǒng)的報(bào)警輸出提供開(kāi)關(guān)量信號(hào)及聲響信號(hào)兩種方式。</p><p>　　方式一：報(bào)警信號(hào)由單片機(jī)P3.1端口輸出，繼電器輸出，可驅(qū)動(dòng)較大的負(fù)載，電路由電阻R6、三極管BG9、繼電器JDQ組成，當(dāng)測(cè)量值低于事先設(shè)定的報(bào)警值時(shí)，繼電器吸合，測(cè)量值高于設(shè)定的報(bào)警值時(shí)，繼電器斷

40、開(kāi)。</p><p>　　方式二：報(bào)警信號(hào)由單片機(jī)P0.2口輸出，提供聲響報(bào)警信號(hào)，電路由電阻R7、三極管BG8、蜂鳴器BY組成，當(dāng)測(cè)量值低于事先設(shè)定的報(bào)警值時(shí)，蜂鳴器發(fā)出“滴、滴、滴…..”報(bào)警聲響信號(hào)，測(cè)量值高于設(shè)定的報(bào)警值時(shí)，停止發(fā)出報(bào)警聲響。報(bào)警輸出電路如圖3-7。 </p><p>　　通過(guò)對(duì)5-10米內(nèi)的物體的測(cè)試，整個(gè)報(bào)警輸出電路運(yùn)行良好。其對(duì)于外部情況的反映良好，而且較為有

41、效的反映外部實(shí)際情況，保證了在后續(xù)的倒車過(guò)程中的有效性，減少了由此所帶來(lái)的一系列負(fù)面影響。</p><p><b>　　系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　4.1 主程序設(shè)計(jì)</b></p><p>　　超聲波測(cè)距的軟件設(shè)計(jì)主要由主程序、超聲波發(fā)生子程序、超聲波接收程序及顯示子程序組成。超聲波測(cè)距的程序既有較

42、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)），所以控制程序可采用C語(yǔ)言編程。 </p><p>　　測(cè)距間隔中，整個(gè)程序主要進(jìn)行循環(huán)顯示測(cè)量結(jié)果。當(dāng)調(diào)用超聲波測(cè)距子程序后，首先由單片機(jī)產(chǎn)生4個(gè)頻率為38.46kHz超聲波脈沖，加載的超聲波發(fā)送頭上。超聲波頭發(fā)送完送超聲波后，立即啟動(dòng)內(nèi)部計(jì)時(shí)器T0進(jìn)行計(jì)時(shí)，為了避免超聲波從發(fā)射頭直接傳送到接收頭引起的直射波觸發(fā)，這時(shí)，單片機(jī)需要延時(shí)

43、約1.5 -2ms時(shí)間（這也就是超聲波測(cè)距儀會(huì)有一個(gè)最小可測(cè)距離的原因，稱之為盲區(qū)值）后，才啟動(dòng)對(duì)單片機(jī)P3.5腳的電平判斷程序。當(dāng)檢測(cè)到P3.5腳的電平由高轉(zhuǎn)為低電平時(shí)，立即停止T0計(jì)時(shí)。由于采用單片機(jī)采用的是12 MHz的晶振，計(jì)時(shí)器每計(jì)一個(gè)數(shù)就是1μs，當(dāng)超聲波測(cè)距子程序檢測(cè)到接收成功的標(biāo)志位后，將計(jì)數(shù)器T0中的數(shù)（即超聲波來(lái)回所用的時(shí)間）按式（2）計(jì)算，即可得被測(cè)物體與測(cè)距儀之間的距離。</p><p>

44、　　設(shè)計(jì)時(shí)取15℃時(shí)的聲速為340 m/s則有：  d=(c×t)/2=172×T0/10000cm其中，T0為計(jì)數(shù)器T0的計(jì)算值。 測(cè)出距離后結(jié)果將以十進(jìn)制BCD碼方式送往LED顯示約0.5s，然后再發(fā)超聲波脈沖重復(fù)測(cè)量過(guò)程。</p><p>　　4.2 超聲波測(cè)距子程序及其流程圖</p><p>　　void wdzh()</p&

45、gt;<p><b>　　{</b></p><p><b>　　TR0=0;</b></p><p><b>　　TH1=0x00;</b></p><p><b>　　TL1=0x00;</b></p><p><b>　　cs

46、bint=1;</b></p><p><b>　　sx=0;</b></p><p>　　delay(1700);</p><p><b>　　csbfs();</b></p><p><b>　　csbout=1;</b></p><p>

47、;<b>　　TR1=1;</b></p><p>　　i=yzsj;</p><p>　　while(i--)</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　i=0

48、;</b></p><p>　　while(csbint)//判斷接收回路是否收到超聲波的回波</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　i++;</b></p><p>　　if(i>=3300)</p><p>&l

49、t;b>　　csbint=0;</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　TR1=0;</b></p><p>　　s=TH1;</p><p>　　s=s*256+TL1;</p><p><b>　　

50、TR0=1;</b></p><p><b>　　csbint=1;</b></p><p>　　jsz=s*csbc;//計(jì)算測(cè)量結(jié)果</p><p>　　jsz=jsz/2; </p><p><b>　　}</b></p><p>　　產(chǎn)生超聲波的子

51、程序：</p><p>　　為了方便程序移置及準(zhǔn)確產(chǎn)生超聲波信號(hào)，本測(cè)距的超聲波產(chǎn)生程序是用匯編語(yǔ)言編寫的進(jìn)退聲波產(chǎn)生程序。產(chǎn)生的超聲波個(gè)數(shù)為</p><p>　　UCSBFS SEGMENT CODE</p><p>　　RSEG UCSBFS</p><p>　　PUBLIC CSBFS</p><p>　　CSB

52、FS:mov R6,#8h ;超聲波發(fā)射的完整波形個(gè)數(shù)：共計(jì)四個(gè)</p><p>　　here:cpl p2.7 ;輸出40kHz方波 </p><p><b>　　nop </b></p><p>　　nop </p><p><b>　　nop

53、</b></p><p><b>　　nop </b></p><p>　　nop </p><p><b>　　nop</b></p><p><b>　　nop </b></p><p>　　nop

54、 </p><p>　　nop </p><p>　　djnz R6,here </p><p><b>　　RET</b></p><p><b>　　END

55、</b></p><p><b>　　流程圖：</b></p><p>　　4.3 超聲波測(cè)距流程圖 </p><p>　　本文主要講述了倒車?yán)走_(dá)，即超聲波測(cè)距儀的原理和設(shè)計(jì)方法，設(shè)計(jì)的最終結(jié)果是使超聲波測(cè)距儀能夠產(chǎn)生超聲波，實(shí)現(xiàn)超聲波的發(fā)送與接收，從而實(shí)現(xiàn)利用超聲波方法測(cè)量物體間的距離，并以數(shù)字的形式顯示測(cè)量距離，在距離小于50c

56、m時(shí)發(fā)出報(bào)警。超聲波測(cè)距的原理是利用超聲波的發(fā)射和接收，根據(jù)超聲波傳播的時(shí)間來(lái)計(jì)算出傳播距離。超聲波測(cè)距儀硬件電路的設(shè)計(jì)主要包括單片機(jī)系統(tǒng)及顯示電路、超聲波發(fā)射電路和超聲波接收電路三部分。單片機(jī)采用AT89S51，采用12高精度的晶振，以獲得較穩(wěn)定時(shí)鐘頻率，減小測(cè)量誤差。單片機(jī)控制超聲波發(fā)射與接收模塊進(jìn)行信號(hào)的發(fā)射與接收。顯示電路采用LED數(shù)碼管進(jìn)行數(shù)字顯示。</p><p>　　5 倒車?yán)走_(dá)電路及工藝的檢測(cè)方

57、案 </p><p>　　5.1電路的檢測(cè)流程</p><p>　　檢測(cè)流程如圖4-1所示</p><p>　　圖5-1電路檢測(cè)流程</p><p>　　5.2硬件電路檢測(cè)方法</p><p><b>　?。?）電源電路檢測(cè)</b></p><p>　　因?yàn)閱纹瑱C(jī)需要提供

58、直流穩(wěn)定的5V電源。因此，本次設(shè)計(jì)中通過(guò)10伏的穩(wěn)定電壓輸出，判斷整個(gè)電源供電是否穩(wěn)定。因此我們用完用表調(diào)到電壓檔對(duì)經(jīng)過(guò)穩(wěn)壓輸出的10伏電壓進(jìn)行檢測(cè)，測(cè)量其是否為10伏。</p><p>　　小結(jié)：通過(guò)檢測(cè)，輸出電壓正常，能夠判斷倒車?yán)走_(dá)電源電路完好。</p><p>　　（2）單片機(jī)最小系統(tǒng)檢測(cè) </p><p>　　通過(guò)示波器檢測(cè)單片機(jī)P1.0端口輸出的信號(hào)是否

59、為超聲波換能器所需的40 KHz方波信號(hào)，經(jīng)過(guò)對(duì)P1.0端口的檢測(cè)，該端口的輸出信號(hào)滿足設(shè)計(jì)要求。 當(dāng)焊接好顯示電路之后，先對(duì)硬件一些明顯錯(cuò)誤進(jìn)行排查，首先在集成電路器件未插入電路板之前，用萬(wàn)用表仔細(xì)檢查線路，查看連線是否連接正常，防止電源短路。檢查系統(tǒng)的總線是否存在相互之間短路或于其他信號(hào)線的短路，直至線路問(wèn)題正確無(wú)誤。其次對(duì)器件進(jìn)行檢查，方法是用面包板逐個(gè)檢查器件的邏輯狀態(tài)是否正常，確保器件工作正常。在上述工作完

60、成后，接通電源，看LED顯示的狀態(tài)，如全亮則表示LED顯示正常，否則需要進(jìn)一步排查錯(cuò)誤。</p><p>　　小結(jié)： 通過(guò)檢測(cè)晶振兩端電壓正常，晶振頻率正常，則單片機(jī)最小系統(tǒng)工作正常</p><p><b>　　（3）時(shí)鐘電路檢測(cè)</b></p><p>　　時(shí)鐘電路主要是在系統(tǒng)主板上，它是大規(guī)模集成電路賴以工作的基本條件。它是以晶體振蕩器(俗

61、稱晶振)為基礎(chǔ)，在電路中產(chǎn)生恒定的方波信號(hào)。</p><p>　　1) 晶振漏電損壞。可用萬(wàn)用表P×10K擋測(cè)量，若其電阻為無(wú)窮大，則為正常;若有阻值則為漏電。 </p><p>　　2) 晶振內(nèi)部開(kāi)路。用萬(wàn)用表測(cè)其電阻雖無(wú)窮大，但在電路中不能產(chǎn)生振蕩脈沖。 </p><p>　　小結(jié):通過(guò)對(duì)是否漏電，內(nèi)部開(kāi)路電阻及晶振頻率檢測(cè)。如果個(gè)數(shù)值正常，那么時(shí)鐘電

62、路工作正常。</p><p>　?。?）超聲波電路模塊檢測(cè)</p><p>　　主程序首先是對(duì)系統(tǒng)環(huán)境初始化，設(shè)定時(shí)器0為計(jì)數(shù)，設(shè)定時(shí)器1定時(shí)。置位總中斷允許位EA。進(jìn)行程序主程序后，進(jìn)行定時(shí)測(cè)距判斷，當(dāng)測(cè)距標(biāo)志位ec=1時(shí)，測(cè)量一次，程序設(shè)計(jì)中，超聲波測(cè)距頻度是4-5次/秒。測(cè)試過(guò)程中回響信號(hào)輸出與單片機(jī)相連。同時(shí)，測(cè)試過(guò)程中采用10V電壓，觀察整個(gè)測(cè)試過(guò)程中電壓是否穩(wěn)定，是否有異常。&

63、lt;/p><p>　　小結(jié)：通過(guò)測(cè)試，電源電壓正常，信號(hào)輸入輸出信號(hào)正常。由此，顯示其能夠進(jìn)行正常的運(yùn)作。</p><p><b>　?。?）報(bào)警電路檢測(cè)</b></p><p>　　本次設(shè)計(jì)主要采用的是方式二，即報(bào)警信號(hào)由單片機(jī)P0.2口輸出，提供聲響報(bào)警信號(hào)，電路由電阻R7、三極管BG8、蜂鳴器BY組成。考慮到各個(gè)電阻R7、三極管BG8、蜂鳴

64、器BY彼此之間是相連的。因此，在測(cè)試過(guò)程中觀察10伏電壓是否發(fā)生改變，報(bào)警器是否能夠正常獲得有效的電流經(jīng)過(guò)，其是否可以正常報(bào)警。</p><p>　　小結(jié):通過(guò)檢測(cè)，LED與蜂鳴器和單片機(jī)連接輸出正常，能夠報(bào)警，說(shuō)明報(bào)警電路工作正常。</p><p><b>　　參考資料</b></p><p>　　[1] 盛春明.超聲波測(cè)距儀[J].制作天地

65、，2010,(5):31-42</p><p>　　[2] 樓然苗，李光飛.《單片機(jī)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)》[M].北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2007</p><p>　　[3] 楊國(guó)田 白 焰 董 玲 51單片機(jī)實(shí)用C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)[M] 中國(guó)電力出版社 2009</p><p>　　[4] 王愛(ài)珍.基于單片機(jī)的超聲波測(cè)距系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[N].忻州師范學(xué)院校報(bào)，2010

66、.04</p><p>　　[5] 張琛，耿標(biāo).超聲波測(cè)距的原理及設(shè)計(jì)[J].科技傳播，2010,(13):217-222</p><p>　　[6] 趙廣濤，程萌杭.基于超聲波傳感器的測(cè)距系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].微計(jì)算機(jī)信息，2006,(1):129-131</p><p>　　[7] 郭麗穎.基于單片機(jī)的超聲波測(cè)距電路的設(shè)計(jì)[J].自動(dòng)化系統(tǒng)與用,2010,(6):10