汽車倒車防撞系統(tǒng)模版講解

1、汽車倒車防撞系統(tǒng)1緒論1.1論文背景隨著社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，交通運輸業(yè)日益興旺，汽車的數(shù)量在大副攀升。交通擁擠 狀況也日趨嚴(yán)重，撞車事件屢屢發(fā)生，造成了不可避免的人身傷亡和經(jīng)濟(jì)損失， 針對 這種情況，設(shè)計一種響應(yīng)快，可靠性高且較為經(jīng)濟(jì)的汽車防撞報警系統(tǒng)勢在必行。超聲波作為一種特殊的聲波，同樣具有聲波傳輸?shù)幕疚锢硖匦?折射， 反射， 干涉，衍射，散射。超聲波測距即是利用其反射特性，當(dāng)車輛后退時，超聲波距離傳 感器利用超聲波檢測車輛后方的障礙物位置，并利用指示燈及蜂鳴器把車輛到障礙物 的距離及位置及時通知駕駛?cè)藛T，起到安全的作用。1.2設(shè)計要求及主要功能介紹本次設(shè)計的汽車倒車防撞系統(tǒng)，它是以 STC

2、89C52乍為主控制器，用超聲波模塊對距 離進(jìn)行距離測試，并將信號發(fā)給主控制器。用 L298芯片驅(qū)動直流電機(jī)，執(zhí)行主控制 器命令，控制小車的前進(jìn)、減速、停止。LED和蜂鳴器報告檢測出汽車后方有障礙物。2超聲波模塊的工作原理2.1超聲波我們知道，當(dāng)物體振動時會發(fā)出聲音。科學(xué)家們將每秒鐘振動的次數(shù)稱為聲音的 頻率，它的單位是赫茲。人類耳朵能聽到的聲波頻率為2020，000HZ當(dāng)聲波的振動頻率大于20000HZ或小于20HZ時，我們便聽不見了。因此，我們把頻率高于20000HZ 的聲波稱為“超聲波”。超聲波廣泛地應(yīng)用在多種技術(shù)中。 超聲波有兩個特點，一個 是能量大，一個是沿直線傳播。由于超聲波也是一

3、種聲波，超聲波在媒質(zhì)中傳播的速 度和媒質(zhì)的特性有關(guān)。聲波是物體機(jī)械振動狀態(tài)（或能量）的傳播形式。所謂振動是指物質(zhì)的質(zhì)點在其 平衡位置附近進(jìn)行的往返運動。超聲和可聞聲本質(zhì)上是一致的，它們的共同點都是一 種機(jī)械振動，通常以縱波的方式在彈性介質(zhì)內(nèi)會傳播， 是一種能量的傳播形式，其不 同點是超聲頻率高，波長短，在一定距離內(nèi)沿直線傳播具有良好的束射性和方向性。 超聲波具有以下的特點：(1) 超聲波可在氣體、液體、固體、固熔體等介質(zhì)中有效傳播。(2) 超聲波可傳遞很強(qiáng)的能量。(3) 超聲波會產(chǎn)生反射、干涉、疊加和共振現(xiàn)象。(4) 超聲波在液體介質(zhì)中傳播時，可在界面上產(chǎn)生強(qiáng)烈的沖擊和空化現(xiàn)象2.2超聲波發(fā)生

4、器為了研究和利用超聲波，人們已經(jīng)設(shè)計和制成了許多超聲波發(fā)生器?？傮w上講， 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、磁致伸縮型和電動型等；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，因而用途 也各不相同。目前較為常用的是壓電式超聲波發(fā)生器。壓電式超聲波發(fā)生器實際上是利用壓電晶體的諧振來工作的。 超聲波發(fā)生器內(nèi)部 結(jié)構(gòu)，它有兩個壓電晶片和一個共振板。當(dāng)它的兩極外加脈沖信號，其頻率等于壓電 晶片的固有振蕩頻率時，壓電晶片將會發(fā)生共振，并帶動共振板振動，便產(chǎn)生超聲波。 反之，如果兩電極間未外

5、加電壓，當(dāng)共振板接收到超聲波時，將壓迫壓電晶片作振動， 將機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電信號，這時它就成為超聲波接收器了。2.3超聲波測距原理在超聲波探測電路中，發(fā)射端輸出一系列脈沖方波，其寬度為發(fā)射超聲波與接 收超聲波的時間間隔，被測物距越遠(yuǎn)，脈沖寬度越大，輸出脈沖個數(shù)與被測距離成 正比。超聲波測距的方法有多種，如相位檢測法、聲波幅值檢測法和往返時間檢測法 等。相位檢測法雖然精度高，但檢測范圍有限可檢測到汽車倒車中，其障礙物與汽車 的距離；聲波幅值檢測法易受反射波的影響。本文硬件設(shè)計采用超聲波往返時間檢測 法，其測量原理圖如圖1所示。圖2.1 超聲波測距原理圖其原理為：在超聲波發(fā)射器兩端輸入40KHZ脈沖串

6、，脈沖信號經(jīng)過超聲波內(nèi)部 振子，振蕩產(chǎn)生機(jī)械波，并通過空氣介質(zhì)傳播到被測面，由被測面反射到超聲波接 收器接收，在超聲波接收器兩端，信號是毫伏級的正弦波信號，超聲波經(jīng)氣體介質(zhì) 的傳播到接收器的時間，即為往返時間。超聲測距有脈沖回波法、共振法和頻差法，其中常用脈沖回波法測距。超聲波測 距的原理一般采用渡越時間法，其原理是超聲傳感器發(fā)射超聲波，超聲波在空氣中 傳播至障礙物，經(jīng)反射后由超聲傳感器接收反射脈沖，測量出超聲脈沖從發(fā)射到接 收的時間，再乘以超聲波在空氣中的速度就得到二倍的聲源與障礙物之間的距離 ， 即：L=c t/2式（1）中，L為超聲傳感器與被測障礙物之間的距離，c為超聲波在介質(zhì)（空氣）

7、中的傳輸速率，t為超聲波從發(fā)射到接收的時間。超聲波在空氣中的傳播速度為：CfTT；,其中T為絕對溫度數(shù)值,T 273.15k, C331.4ms。在測量精度不是很高的情況下，一般可以認(rèn)為c為常數(shù)340m/s。由于溫度影響超聲波在空氣中 的傳播速度；超聲波反射回波又很難精確捕捉，致使超聲波在空氣中傳播的時間很難 精確測量。這些因素是使用超聲測距引起誤差的原因。2.4超聲波測距誤差分析根據(jù)超聲波測距公式L=c t/2 ,可知測距的誤差是由超聲波的溫度誤差、傳播速度誤差和測量距離傳播的時間誤差引起的。溫度誤差由于超聲波也是一種聲波。其聲速C與溫度有關(guān)。表1列出了幾種不同溫度下的聲 速這是超聲波的溫度

8、效應(yīng)特性，超聲波的傳播速度“C”可以用公式（2）表示：C-331.5 + 0.607t （ m/s）,式中t=溫度C）。因此要精確測量與某個物體之間的距離 時，則應(yīng)通過溫度補(bǔ)償?shù)姆椒右孕Ｕ?。時間誤差當(dāng)要求測距誤差小于1mr時，假設(shè)已知超聲波速度C=344m/s（20 C室溫），忽略聲 速的傳播誤差。測距誤差s t（0.001/344）0.000002907s即2.907ms。在超聲波的傳播速度是準(zhǔn)確的前提下，測量距離的傳播時間差值精度只要在達(dá)到 微秒級，就能保證測距誤差小于1mr1的誤差。使用的12MH晶體作時鐘基準(zhǔn)的89C51單 片機(jī)定時器能方便的計數(shù)到1卩s的精度，因此系統(tǒng)采用89C51

9、定時器能保證時間誤差 在1m的測量范圍內(nèi)。對于超聲波測距精度要求達(dá)到1M時，就必須把超聲波傳播的環(huán)境溫度考慮進(jìn)去。 例如當(dāng)溫度0C時超聲波速度是332m/s, 30 C時是350m/s，溫度變化引起的超聲波速 度變化為18m/s。若超聲波在30C的環(huán)境下以0C的聲速測量100M距離所引起的測量誤 差將達(dá)到5M 測量1M誤差將達(dá)到5MM超聲波遇到障礙物后，一部分會反來，那么，通過計算發(fā)射出超聲波到接收到回 波之間的時差，還有音速，就能算出障礙物的距離。2.5影響超聲波探測的因素超蘆波傳感圖2.2超聲波差距示意圖距離=發(fā)/收時 間差*音數(shù)障礙物在圖2中，用一個超聲波傳感器來發(fā)射超聲波，同時它又可以

10、接收到回波。一般 使用的超聲波頻率為40KHZ根據(jù)以上原理，所算出的障礙物距離都是指障礙物到傳 感器的距離。傳感器可檢查到的角度：傳感器發(fā)射超聲波有一定的角度范圍， 圖3,圖4為常用 傳感器的探測角度：圖2.3水平探測角度圖2.4 垂直探測角度以上菱形區(qū)域是發(fā)射超聲波的覆蓋區(qū)， 而覆蓋區(qū)內(nèi)的障礙物能否被探測到， 則與 以下因素有關(guān)（見圖5示）:（1） 從物理方面的反射原理可知：超聲波的反射規(guī)律為反射角等于入射角，因此， 反射波是否能被傳感器捕捉，與反射面的角度有關(guān)。（2）反射面的大小不同，也會影響反射波的強(qiáng)度。（3）另外，障礙物會吸收掉一部分超聲波，反射回去的只是其中一部分，而吸收多 少，反射

11、又是多少，則與障礙物的材質(zhì)和表面處理相關(guān)。疏松、多孔的表面較易吸收 音波而導(dǎo)致反射效率較低，不易被偵測。（4）超聲波在空氣中傳輸時也會衰減，所以同一個反射面，同樣的角度，距離越遠(yuǎn)， 發(fā)射和反射的超聲波衰減越大，越不易被測到。（5）以上幾點簡單的說，就是：角度、大小、表面材質(zhì)和距離。這些因素綜合起來, 決定障礙物是否會被探測到。圖2.5超聲波探測障礙物根據(jù)以上原理可知，在下列環(huán)境下，易造成無法偵測及偵測不良之情況！（1）鐵絲網(wǎng)，繩索類細(xì)小物體。（2）草地行車或崎嶇不平路面。（3）棉質(zhì)或表面易吸收聲波之物質(zhì)。（4）傳感器表面附著異物。（5）同頻率（40 KHz）之超聲波雜音加金屬聲，高壓氣體排放聲

12、，汽車?yán)日龑鞲?器鳴叫時。（6）障礙物為銳角反射體，錐狀物體。3系統(tǒng)硬件電路介紹3.1主控芯片的介紹STC89C52是一種帶 8K字節(jié)閃爍可編程可檫除只讀存儲器（ FPEROM-Flash Programable and Erasable Read Only Memory）的低電壓，高性能 COMOS的微處理器， 俗稱單片機(jī)。該器件采用 ATMEL高密度非易失存儲器制造技術(shù)制造，與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的 MCS-51指令集和輸出管腳相兼容。這種單片機(jī)有40個引腳，32個外部雙向輸入/輸出（I/O）端口，同時內(nèi)含2個 外中斷口，2個16位可編程定時計數(shù)器,2個全雙工串行通信口， STC89C52可以按

13、照常規(guī)方法進(jìn)行編程，也可以在線編程。其將通用的微處理器和 Flash存儲器結(jié)合在 一起，特別是可反復(fù)擦寫的Flash存儲器可有效地降低開發(fā)成本-22 -單片機(jī)總控制電路如下圖4 1:11 .QhFi-01+VccV+GNDC1-TlautC2+Rlin02-RloutV-TlinT2outT2inR2inR2out12TT3S373d353433327122232425不272S3910r 101234567 0 12 3 4 5 6 7fT popopopopopopopo巴巴巴巴巴巴巴円IN11Rxr TXD ALE?P10/TpurrP12P13P14F1FP応P(guān)17INTOT1一 TO

14、 EA/VPXIX2RESETRDWRPSEN24J7315巨世7377圖3.1單片機(jī)總控制電路時鐘電路STC89C52內(nèi)部有一個用于構(gòu)成振蕩器的高增益反相放大器，引腳RXD和TXD分別是此放大器的輸入端和輸出端。時鐘可以由內(nèi)部方式產(chǎn)生或外部方式產(chǎn)生。內(nèi)部方 式的時鐘電路如圖4 2(a)所示，在RXD和TXD引腳上外接定時元件，內(nèi)部振蕩器 就產(chǎn)生自激振蕩。定時元件通常采用石英晶體和電容組成的并聯(lián)諧振回路。晶體振蕩頻率可以在1.212MHz之間選擇，電容值在530pF之間選擇，電容值的大小可對 頻率起微調(diào)的作用。外部方式的時鐘電路如圖42 (b)所示，RXD接地，TXD接外部振蕩器。對外 部振蕩

15、信號無特殊要求，只要求保證脈沖寬度，一般采用頻率低于12MHZ勺方波信號。 片內(nèi)時鐘發(fā)生器把振蕩頻率兩分頻，產(chǎn)生一個兩相時鐘 P1和P2,供單片機(jī)使用。示，RXD接地，TXD接外部振蕩器。對外部振蕩信號無特殊要求，只要求保證脈沖寬度，一般采用頻率低于12MHZ勺方波信號。片內(nèi)時鐘發(fā)生器把振蕩頻率兩分頻, 產(chǎn)生一個兩相時鐘P1和P2,供單片機(jī)使用。RXD接地，TXD接外部振蕩器。對外部振蕩信號無特殊要求，只要求保證脈沖寬度，一般采用頻率低于12MHZ勺方波信號。片內(nèi)時鐘發(fā)生器把振蕩頻率兩分頻， 產(chǎn)生(b)外部方式時鐘電路XTAL1XTAL2一個兩相時鐘P1和P2,供單片機(jī)使用(a)內(nèi)部方式時鐘電

16、路圖3.2時鐘電路STC89C52具體介紹如下： 主電源引腳(2根)VCC(Pin40):電源輸入，接+ 5V電源GND(Pin20):接地線 外接晶振引腳(2根)XTAL1(Pin19):片內(nèi)振蕩電路的輸入端XTAL2(Pin20):片內(nèi)振蕩電路的輸出端 控制引腳(4根)RST/VPP(P in9):復(fù)位引腳，引腳上出現(xiàn)2個機(jī)器周期的高電平將使單片機(jī)復(fù)位ALE/PROG(Pin30)地址鎖存允許信號PSEN(Pi n29):外部存儲器讀選通信號EA/VPP(Pin31):程序存儲器的內(nèi)外部選通，接低電平從外部程序存儲器讀指令, 如果接高電平則從內(nèi)部程序存儲器讀指令。 可編程輸入/輸出引腳(3

17、2根)STC89C52片機(jī)有4組8位的可編程I/O 口，分別位P0 P1、P2、P3 口，每個口 有8位(8根引腳)，共32根。卩0口( Pin39Pin32): 8位雙向I/O 口線，名稱為 P0.0P0.7P1 口(Pin1Pin8): 8位準(zhǔn)雙向I/O 口線，名稱為 P1.0P1.7P2 口（ Pin21Pin28）: 8位準(zhǔn)雙向I/O 口線，名稱為 P2.0P2.7P3 口（ Pin10Pin17）: 8位準(zhǔn)雙向I/O 口線，名稱為 P3.0P3.7STC89C5主要功能如表3-1所示。3-1 STC89C52主要功能主要功能特性兼容MCS5指令系統(tǒng)8K可反復(fù)擦寫Flash ROM32

18、個雙向I/O 口256x8bit 內(nèi)部 RAM3個16位可編程定時/計數(shù)器中斷時鐘頻率0-24MHZ2個串行中斷可編程UART串行通道2個外部中斷源共6個中斷源2個讀寫中斷口線3級加密位低功耗空閑和掉電模式軟件設(shè)置睡眠和喚醒功能3.2最小系統(tǒng)復(fù)位電路為確保微機(jī)系統(tǒng)中電路穩(wěn)定可靠工作，復(fù)位電路是必不可少的一部分，復(fù)位電路的第一功能是上電復(fù)位。一般微機(jī)電路正常工作需要供電電源為5V 5%即4.755.25V。由于微機(jī)電路是時序數(shù)字電路，它需要穩(wěn)定的時鐘信號，因此在電源上電時， 只有當(dāng)VCC超過4.75V低于5.25V以及晶體振蕩器 穩(wěn)定工作時，復(fù)位信號才被撤除， 微機(jī)電路開始正常工作。震蕩電路晶振

19、是晶體振蕩器的簡稱，在電氣上它可以等效成一個電容和一個電阻并聯(lián)再串 聯(lián)一個電容的二端網(wǎng)絡(luò)，電工學(xué)上這個網(wǎng)絡(luò)有兩個諧振點，以頻率的高低分其中較低 的頻率是串聯(lián)諧振，較高的頻率是并聯(lián)諧振。由于晶體自身的特性致使這兩個頻率的 距離相當(dāng)?shù)慕咏?，在這個極窄的頻率范圍內(nèi)，晶振等效為一個電感，所以只要晶振的 兩端并聯(lián)上合適的電容它會組成并聯(lián)諧振電路。這個并聯(lián)諧振電路加到一個負(fù)反饋電路中就波振蕩電路，由于晶振等效為電感頻率范圍很窄所以即使其它參數(shù)元件很 大，這個震蕩器的頻率也不會有很大變化。晶振有一個重要的參數(shù)，那就是負(fù)載電容值，選擇與負(fù)載電容值相等的并聯(lián)電容， 就可以得到晶振標(biāo)稱的諧振頻率。一般的晶振振蕩電

20、路都是在一個反相放大器（注意是放大器不是反相器）的兩端 接入晶振，再有兩個電容分別接到晶振的兩端， 每個電容的另一端再接到地，這兩個 電容串聯(lián)的容量值就應(yīng)該等于負(fù)載電容，請注意一般IC的引腳都有等效輸入電容，這個不能忽略。圖3.4晶振電路K1K11OKPLO iPH2PL2JP1Y 4P6PL6 7 Pit %gP3P 10P3 1 11P3V 12P3.3- 13P4 1411 O592M迪P3 上 1 二IS1920P1 0VCCPl IPO.OP1 2P0.1PL3P0.2P1 4P0.3PL5/MOSIP0.4P1.6/MISOP0.5Pi 7SCKF0.6RSTP0.7F34/RXD

21、EAAFPP3.LTXDALEFROGP3r2DTUPSENP3 S INTIPl 7P3.4 TOP6P3.5/T1P2.5P. VRbfi時，U1A輸出高電平，U2A輸出高電平經(jīng)反相器變?yōu)榈碗娖?，電機(jī)正轉(zhuǎn)。同理 V V Vrbfi時，電機(jī)反轉(zhuǎn)。電機(jī)正反轉(zhuǎn)可控制抽氣機(jī)抽出氣體的流量，從而改變爐體壓強(qiáng)(2)虛線框圖2U3A U4A兩個比較器組成雙限比較器，當(dāng) VBVVVVA時輸出低電平，當(dāng)V VA， VVVb時輸出高電平。VA，VB是由爐體壓強(qiáng)轉(zhuǎn)感器轉(zhuǎn)換電壓的上下限，即反應(yīng)爐體壓 強(qiáng)控制范圍。根據(jù)工藝要求，我們可自行規(guī)定VA，VB的值，只要爐體壓強(qiáng)在VA，Vb所確定范圍之間電機(jī)停轉(zhuǎn)(注意 Vb

22、V VrbfV VA,如果不在這個范圍內(nèi)，系統(tǒng)不穩(wěn)定)。(3)虛線框圖3長延時電路。U5A是一個比較器，RSi是采樣電阻，Vrbf是電機(jī)過流電壓。Ri上電 壓大于Vref，電機(jī)過流，U5A輸出低電平。由上面可知，框圖1控制電機(jī)正反轉(zhuǎn)，框 圖2控制爐體壓強(qiáng)的紋波大小。當(dāng)爐體壓強(qiáng)太小或太大時，電動機(jī)轉(zhuǎn)到兩端固定位置 停止，根據(jù)直流電機(jī)穩(wěn)態(tài)運行方程 ：U= Ce N+ Rai a其中：為電機(jī)每極磁通量；Ce為電動勢常數(shù)；N為電機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)；Ia為電樞電流；R a電樞回路電阻。若電機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)N為0,電機(jī)的電流急劇增加，時間過長將會使電機(jī)燒壞。但電機(jī)起 動時，電機(jī)中線圈中的電流也急劇變大，因此我們必須把這兩種狀態(tài)

23、分開。 長延時電 路可把這兩種狀態(tài)區(qū)分出來。長延時電路工作原理：當(dāng)Ri過流U5A產(chǎn)生一個負(fù)脈沖經(jīng)過微分后，脈沖觸發(fā)555的2腳，電路置位，3腳輸出高電平，由于放電端7腳開 路，G, F5及U6A組成積分器開始積分，電容 C上的充電電壓線性上升，延時運放積 分常數(shù)為100RC。當(dāng)C1上充電電壓，即6腳電壓超過2/3 VCc, 555電路復(fù)位，輸出 低電平。電機(jī)啟動時間一般小于 0. 8 s, C1充電時間一般為0. 81 s。U5A輸出電 平與555的3腳輸出電平經(jīng)U7相或，如果U5A輸出低電平大于G充電時間，U7在 C充電后輸出低電平由與門 U8輸入到L298N的6腳ENA端使電機(jī)停止。如果U

24、5A的 輸出電平小于G充電時間，6腳不動作電機(jī)的正常啟動。長延時電路吸收電機(jī)啟動過 流電壓波形，從而使電機(jī)正常啟動。引腳功能如下圖所示圖3.11 L298封裝引腳功能若下圖所示表3-2 L298的引腳功能引腳符號功能1SENSING A與地之間連接電流檢測電阻，將檢測量反饋給控制15SENSING B芯片，實現(xiàn)直流驅(qū)動電機(jī)2OUT 1全橋式驅(qū)動器A的輸出端，用來接負(fù)載3OUT 24VS電機(jī)驅(qū)動電源輸入端，此腳與地之間連接咼低頻 的耦合電容5IN 1輸入標(biāo)準(zhǔn)TTL邏輯電平信號，控制全橋式驅(qū)動器 A7IN 2的開與關(guān)6ENABLE A使能控制端，輸入標(biāo)準(zhǔn)TTL邏輯電平信號，分別控汽車倒車防撞系統(tǒng)1

25、1ENABLE B制全橋式驅(qū)動器A與B的工作狀態(tài)，低電平時驅(qū)動器 禁止工作8GND接地，心片本身的散熱片與8腳相連9VSS邏輯控制部分的電源輸入端10IN 3輸入標(biāo)準(zhǔn)TTL邏輯電平信號，控制全橋式驅(qū)動器 B12IN 4的開與關(guān)13OUT 3全橋式驅(qū)動器B的輸出端，用來接負(fù)載14OUT 43.5.3驅(qū)動電路的設(shè)計小車驅(qū)動電路是由L298芯片和74HC0反相器組成，L298的IN1和IN2 口分別接反相 器的正反相得引腳，然后接到主控芯片的 P21 口，IN3和IN4接法一致；ENABL腳是使 能端，用于接收主控芯片輸出的PW信號，控制小車的速度；0U口接直流電機(jī)，是L298 處理過的信號電流，驅(qū)

26、動輪子轉(zhuǎn)動；SENGSIN口和GN口是接地，Vs和Vss是電源接口， 是小車運動的能量源。驅(qū)動電路圖如圖 3.9+5+12Vu-a32P.ACiPAi24PAj5rPAOirPA!MPAr9位鎖存SBGI.14SEMTTw5EQSIt F注：Te3T圖3.13 74hc573驅(qū)動四位數(shù)碼管電路圖4軟件設(shè)計部分4.1測距單元軟件設(shè)計4.1.1程序設(shè)計sbit Trig = P1A0; /產(chǎn)生脈沖引腳sbit Echo =卩3八2; / 回波引腳sbit test = P1A1； / 測試用引腳void conv ersi on(uint temp_data);顯示函數(shù)void delay_20u

27、s();延時函數(shù)void ma in (void) / 主程序uint dista nce_data,a,b;uchar CONT_1;i=0;flag=0;test =0;Trig=0; /首先拉低脈沖輸入引腳TMOD=Ox11;/定時器0,定時器1, 16位工作方式TR0=1;/啟動定時器0IT0=0;/由高電平變低電平，觸發(fā)外部中斷ET0=1;/打開定時器0中斷EX0=0;/關(guān)閉外部中斷EA=1;/打開總中斷0while(1)/程序循環(huán)EA=0;Trig=1;delay_20us();Trig=0; /產(chǎn)生一個20us的脈沖，在Trig引腳while(Echo=0); /等待Echo回波

28、引腳變高電平succeed_flag=0; /清測量成功標(biāo)志EX0=1;/打開外部中斷TH 仁0;/定時器1清零TL1=0;/定時器1清零TF1=0;/TR 1=1;/啟動定時器1EA=1;while(TH1 30);/等待測量的結(jié)果，周期65.535毫秒（可用中斷實現(xiàn)）TR 仁0;/關(guān)閉定時器1EX0=0;/關(guān)閉外部中斷if(succeed_flag=1)dista nce_data=outcomeH;/測量結(jié)果的高8位dista nce_data=3) CONT_ 仁0;b=a;con versi on( b);4.1.2流程圖超聲波測距的軟件設(shè)計主要由主程序、 超聲波發(fā)射子程序、超聲波接

29、收中斷程序 及顯示子程序，報警子程序組成。由于C語言程序有利于實現(xiàn)較復(fù)雜的算法， 所以控 制程序可采用C語言編程。程序流程圖如下：停止發(fā)射返回圖4.1測距單元軟件設(shè)計程序流程圖4.2驅(qū)動調(diào)速單元軟件設(shè)計4.2.1驅(qū)動設(shè)計流程圖該PWMS速器采用定時器中斷方式產(chǎn)生 PWN脈沖，PWM控制子程序也就是定時器的中斷服務(wù)程序。其程序流程圖如下：開始圖4.2驅(qū)動調(diào)速單元軟件設(shè)計流程圖4.2.2驅(qū)動設(shè)計程序void motor(uchar in dex, char speed)if(speed=-100 & speed=100)if(in dex=1) /* 電機(jī) 1 的處理 */m仁abs(speed)

30、; /*取速度的絕對值*/if(speed0) /*速度值為負(fù)則反轉(zhuǎn)*/s仁0;s2=1;else /*不為負(fù)數(shù)則正轉(zhuǎn)*/s1=1;s2=0;if(in dex=2) /* 電機(jī) 1 的處理 */m2=abs(speed); /*取速度的絕對值*/if(speed=99) weid=1;if(j=1)for(i=1;i=15;i+)/*motor(1,i);delay(10);if(j=2)for(i=1;i=17;i+) /motor(1,i);delay(10);if(j=3)for(i=1;i=20;i+) /*正轉(zhuǎn)*/正轉(zhuǎn)正轉(zhuǎn)*/motor(1,i);delay(10);if(j=-1

31、)for(i=1；iv=14;i+)/* 倒轉(zhuǎn) */motor(1,-i);delay(10);if(j=-2)for(i=1;i=16;i+) /正轉(zhuǎn)motor(1,-i);delay(10);if(j=-3)for(i=1;i=100)tt=0;if(t=0) /* 1個PWM周期完成后才會接受新數(shù)值*/tmp1=m1;tmp2=m2;if(ttmp1) en 1=1;else en仁0; /*產(chǎn)生電機(jī)1的PWM信號*/if(t=100) t=0; /* 1 個 PWMS號由 100 次中斷產(chǎn)生 */結(jié)束語這次設(shè)計的小型模擬系統(tǒng)基本達(dá)到了預(yù)期的目標(biāo)，實現(xiàn)了既定的功能。在設(shè)計中主要客服了兩大

32、難題，其一，較為復(fù)雜的電路焊接和檢測。提高了焊接技術(shù)和檢查電 路等實際操作能力。其二，軟件設(shè)計中程序的編寫是重中之重， 實際編寫中各個模塊 兒的程序編寫并不是太難，難就難在各個部分的兼容性，尤其是把握不了定時器中斷。 通過這次實踐掌握了一些程序編寫的技巧和拼湊幾個程序時的幾個要點兒?？傊?，這次系統(tǒng)設(shè)計使我更深入的了解了 51系列單片機(jī)的工作原理，也提高了對其的運用能 力。本次設(shè)計在實驗室中試驗成功，我覺得實際中用的倒車防裝系統(tǒng)中，只要在車后 至少安裝兩對超聲波傳感器，以檢測到車后略寬于車的較大范圍的障礙物。 如此則有 很大的實際可行性。又由于系統(tǒng)采了 STC89C5單片機(jī)為主控芯片,并且充分利

33、用了其 豐富的片上資源使得系統(tǒng)功能豐富，使用的外圍芯片減少，提高了系統(tǒng)可靠性。不過目前市場上大多數(shù)倒車防撞系統(tǒng)都或多或少存在誤報警和不報警的情況，也就是其穩(wěn)定性問題，這是倒車防撞關(guān)鍵的性能。另外，系統(tǒng)報警后采取司機(jī)制動的方 法，而非自動剎車，也是怕誤報警后的自動剎車帶來負(fù)面影響，因此下一步的研究應(yīng)放在怎樣通過收集不同的探測信號建立信息庫，來正確判斷超聲波所探測到的不同情 況，以做出盡可能正確的反應(yīng)，最大限度避免誤報警的負(fù)面影響。本文提出的倒車防撞系統(tǒng)的設(shè)計方案具有硬件電路簡單、性能好、成本低的優(yōu)點，應(yīng)該具有推廣應(yīng)用的價值。致謝歷時三個月的畢業(yè)設(shè)計已經(jīng)告一段落。 經(jīng)過自己不斷的搜索努力以及張云龍

34、老師 的耐心指導(dǎo)和熱情幫助，本設(shè)計已經(jīng)基本完成。在這段時間里，張老師嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài) 度和熱忱的工作作風(fēng)令我十分欽佩，他的指導(dǎo)使我受益非淺。通過這次畢業(yè)設(shè)計，使 我深刻地認(rèn)識到學(xué)好專業(yè)知識的重要性， 也理解了理論聯(lián)系實際的含義，并且檢驗了 大學(xué)四年的學(xué)習(xí)成果。雖然在這次設(shè)計中對于知識的運用和銜接還不夠熟練。 但是我 將在以后的工作和學(xué)習(xí)中繼續(xù)努力、 不斷完善。這三個月的設(shè)計是對過去所學(xué)知識的 系統(tǒng)提高和擴(kuò)充的過程，為今后的發(fā)展打下了良好的基礎(chǔ)。畢業(yè)設(shè)計從選擇課題到完成論文， 從理論原理的講解到實際問題的解決， 飽含著 老師的心血他們嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致、一絲不茍的作風(fēng)一直是我工作、 學(xué)習(xí)中的榜樣。張老師的 悉

35、心指導(dǎo)和建議給了我極大的幫助和支持，使我受益匪淺。在論文即將完成之際，我 的心情無法平靜，從開始進(jìn)入課題到論文的順利完成，老師、同學(xué)、給了我無言的幫 助，在這里請接受我誠摯的謝意！最后感謝評閱老師百忙之中抽出時間對本論文進(jìn)行了評閱！參考文獻(xiàn)1 郁有文，常鍵，程繼紅.傳感器原理及工程應(yīng)用西安：西安電子科技大學(xué)出版社，20032 51系列單片機(jī)C程序設(shè)計與應(yīng)用方案于京（中國電力出版社）3 Phillip E.AIIen Qouglas R.Holberg.CMOS Analog circuit Design，Second Edition,19954 高玉奎.電力電子技術(shù)問答.中國電力出版社，200

36、4, 85 單片機(jī)系統(tǒng)開發(fā)實例經(jīng)典戢衛(wèi)平等編著（冶金工業(yè)出版社）曹偉華.一款遙控車的電路剖析DB.http:/www.21xr.eom/ 2004-09-24/2005-3-20.7 徐銘澤，武明西，范展.遙控啟停電動車Z.哈爾濱：哈爾濱工程大學(xué)，2004.8 王良軍，呂云曾，王學(xué)剛.遙控啟停電動車Z.哈爾濱：哈爾濱工程大學(xué)，2004.9 路錦正，王建勤，等 .超聲波測距儀的設(shè)計J.傳感器技術(shù)，2002，21（ 8）: 29-34.10 肖景和，趙健.紅外線、熱釋電與超聲波遙控電路M.北京：人民郵電出版社，2003.11 Adel S. Sedra and Keneth C. Smith. M

37、icroelectronic Circuits. 4th ed. New York : Oxford Un iversity Press,199812 U.Tietze Ch. Schenk. Electronic Circuits. Handbook for Design and Application, Berlin, New York: Springer Verlag,2005/sbit en仁PM7; /* L298sbit s仁 P1A2; /* L298sbit s2=PM3; /* L298sbit en2=PM6; /* L298sbit s3=P1A4; /* L298sbi

38、t s4=P1A5; /* L298sbit zzhua n=P2A。；sbit yzhua n=P2A1;sbit fmq=P2A2;附錄系統(tǒng)總源程序/晶振=8MMCU=STC10F04XE/P0.0-P0.6共陰數(shù)碼管引腳/Trig = P1A0/Echo = P3A2#include / 包括一個52標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)核的頭文件#i nclude vintrin s.h#in elude #defi ne uchar un sig ned char /定義一下方便使用#defi ne uint un sig ned int#defi ne ulong un sig ned long電機(jī) car/的

39、Enable A */ / 控制后輪使能的 In put 1 */的 In put 2 */的Enable B */ /控制前輪使能的 In put 3 */uint t=0,tt=30;/*中斷計數(shù)器*/的 In put 4 */uchar ml; /* 電機(jī)1速度值*/uchar m2;/* 電機(jī)2速度值*/uchar tmp1,tmp2;/超聲波 /sbit Trig = P1A0; /產(chǎn)生脈沖引腳sbit Echo = P3A2; / 回波引腳sbit wei =卩2八6;/位選使能端sbit dua n=P2A7;uchar code SEG710=0xC0,0xF9,0xA4,0xB0,0x99,0x92,0x82,0xF8,0x80,0x90;數(shù)碼管0-9uint dista nce4; /測距接收緩沖區(qū)uchar ge,shi,bai,qia n, temp,flag,outcomeH,outcomeL; /自定義寄存器bit succeed_