陜西國防工業職業技術學院電子工程系畢業論文倒車雷達校園的發展過程及方案設計畢業論文目 錄1 緒論11.1倒車雷達防撞的意義11.2倒車雷達的發展過程21.3本文主要內容32 系統構建與方案設計42.1系統設計要求42.2系統構建42.3系統方案設計52.3.1測距系統方案設計52.3.2控制系統方案設計62.3.3顯示報警系統方案設計72.3.4系統探測范圍及傳感器布點的確定82.4本章小結93 系統硬件設計93.1系統硬件設計思想93.2測距系統設計103.2.1超聲波發射模塊電路設計113.2.2超聲波接收模塊電路設計123.2.3測溫電路設計133.3控制系統設計143.3.1 AT89S52單片機最小系統設計143.3.3換向選通電路設計152.3.4電源模塊電路設計163.3顯示報警模塊電路設計173.3.1顯示模塊電路設計173.3.2報警模塊電路設計183.4.1本章小結194系統軟件設計194.1 主程序設計194.2 超聲波測距子程序及其流程圖204.3 超聲波測距流程圖224 總結與展望245致 謝256參考文獻267附錄27291 緒論自2002年以來，家用轎車成為繼購房之后的又一大消費熱點。據新華社報道，2003年4月份中國轎車產量高達16.69萬輛，同比增長83；中國國家汽車行業“十五”規劃研究組預測，2005年和2010年，全國轎車總有量將分別達到843869萬輛和14231542萬輛，轎車需求量為110121萬輛和193220萬輛；國際汽車制造商協會也在最近預測，中國今年將成為第三大汽車市場，同時也證明中國將成為全球汽車配套服務產業的第四大市場，汽車用品及服務行業正趕上歷史上從未有過的空前繁榮期。另據有關專業機構統計，目前有車一族用于每輛新購汽車的平均裝潢費用4500元。現在是汽車越來越多，車位越來越多，泊位越來越小，新司機越來越多，女司機越來越多，刮蹭等倒車事故越來越多，因倒車事故引發的糾紛越來越多。以上的事實及數字讀起來索然無味，但卻實實在在地告訴我們一種消費的趨勢正在形成，一片近乎空白的市場已凸現眼前。現在汽車出廠大多都不配備倒車雷達，有安裝倒車雷達的車也是和倒車雷達廠家合作生產，基于此，計劃自主設計開發一種主要用于售后市場的、結構簡單、制作方便、成本低廉的倒車雷達。1.1倒車雷達防撞的意義“往后倒一點，再往后，打方向盤，打多了，回一點再倒，好，停。”相信一般的車主在停車場泊位時，都會遇到車輛保管員的“熱情招呼”。車技純熟的倒也與人工提示配合默契；車技一般、方向感較差的，就經常使負責指揮的那位人士高度緊張，脾氣急躁的還少不了擠兌車主幾句。可是，并不是所有車主都有幸得到人工倒車指引，比如，有時回家晚了，一個人慢慢倒車，不小心還真容易磕磕碰碰，更有甚者，倒車時沒注意到車后有個小孩老人什么的，后果就會比較嚴重。有鑒于此，汽車高科技產品家族中，專為汽車倒車泊位設置的“倒車雷達”因此應運而生，而且，越來越先進的產品電投放到市場中，廣為人知。倒車雷達是汽車泊車安全輔助裝置，能以聲音或者更為直觀的顯示告知駕駛員周圍障礙物的情況，解除了駕駛員泊車和起動車輛對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，提高駕駛的安全性。1.2倒車雷達的發展過程倒車雷達，又稱泊車輔助系統，或稱倒車電腦警示系統。它是汽車泊車或者倒車時的安全輔助裝置，由超聲波傳感器（俗稱探頭）、控制器和顯示器（或蜂鳴器）等部分組成。它能以聲音或者更為直觀的顯示告知駕駛員周圍障礙物的情況，解除了駕駛員泊車、倒車和啟動車輛時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，提高駕駛的安全性。 現在市面上的倒車雷達大多采用超聲波測距原理，駕駛者在倒車時，將汽車的擋位推到R擋，啟動倒車雷達，在控制器的控制下，由裝置于車尾保險杠上的探頭發送超聲波，遇到障礙物，產生回波信號，傳感器接收到回波信號后經控制器進行數據處理，從而計算出車體與障礙物之間的距離，判斷出障礙物的位置，再由顯示器顯示距離并發出警示信號，從而使駕駛者倒車時不至于撞上障礙物。整個過程，駕駛者無須回頭便可知車后的情況，使停車和倒車更容易、更安全。 第一代：倒車時通過喇叭提醒。“倒車請注意”想必不少人還記得這種聲音，這就是倒車雷達的第一代產品，現在只有小部分商用車還在使用。只要司機掛上倒檔，它就會響起，提醒周圍的人注意。從某種意義上說，它對司機并沒有直接的幫助，不是真正的倒車雷達。價格便宜，基本屬于淘汰產品。 第二代：采用蜂鳴器不同聲音提示駕駛員。這是倒車雷達系統的真正開始。倒車時，如果車后1.8米1.5米處有障礙物，蜂鳴器就會開始工作。蜂鳴聲越急，表示車輛離障礙物越近。但沒有語音提示，也沒有距離顯示，雖然司機知道有障礙物，但不能確定障礙物離車有多遠，對駕駛員幫助不大。 第三代：數碼波段顯示具體距離或者距離范圍。這代產品比第二代進步很多，可以顯示車后障礙物離車體的距離。如果是物體，在1.8米開始顯示；如果是人，在0.9米左右的距離開始顯示。這一代產品有兩種顯示方式，數碼顯示產品顯示距離數字，而波段顯示產品由三種顏色來區別：綠色代表安全距離，黃色代表警告距離，紅色代表危險距離必須停止倒車。 第三代產品把數碼和波段組合在一起，但比較實用，但安裝在車內不太美觀。 第四代：液晶熒屏動態顯示。這一代產品有一個質的飛躍，特別是屏幕顯示開始出現動態顯示系統。不用掛倒檔，只要發動汽車，顯示器上就會出現汽車圖案以及車輛周圍障礙物的距離，色彩清晰漂亮，外表美觀，可以直接粘貼在儀表盤上，安裝很方便。不過液晶顯示器外觀雖精巧，但靈敏度較高，抗干擾能力不強，所以誤報也較多。 第五代：魔幻鏡倒車雷達。結合了前幾代產品的優點，采用了最新仿生超聲雷達技術，配以高速電腦控制，可全天候準確地測知2米以內的障礙物，并以不同等級的聲音提示和直觀的顯示提醒駕駛員。魔幻鏡倒車雷達可以把后視鏡、倒車雷達、免提電話、溫度顯示和車內空氣污染顯示等多項功能整合在一起，并設計了語音功能。因為其外形就是一塊倒車鏡，所以可以不占用車內空間，直接安裝在車內后視鏡的位置。而且顏色款式多樣，可以按照個人需求和車內裝飾選配。 第六代：整合影音系統。它在第五代產品的基礎上新增了很多功能，屬于第六代產品，是專門為高檔轎車生產的。從外觀上來看，這套系統比第五代產品更為精致典雅；從功能上來看，它除了具備第五代產品的所有功能之外，還整合了高檔轎車具備的影音系統，可以在顯示器上觀看DVD影像。 目前市場上倒車雷達品牌多達二十幾種，價格從上百元到一兩千元不等，選購倒車雷達可以從如下方面考慮：功能、性能、外觀、質量、安裝、價格等。1.3本文主要內容本文的主要研究內容是汽車倒車雷達預警硬件系統的設計和實現，以及在此基礎上進行系統的計算機仿真，以驗證系統的可靠性和有效性。論文共分5章，各章主要內容如下：第l章緒論。包括倒車雷達的意義和發展過程。第2章系統總體方案設計。首先介紹課題的設計要求，詳細介紹系統測距模塊、控制模塊和顯示報警模塊的方案設計，然后提出本系統的方案設計并分析影響超聲波傳感器工作的多種因素。第3章系統硬件設計。詳細討論了系統測距模塊、控制模塊、顯示報警模塊的硬件電路設計，具體討論測距模塊中的超聲波發射電路設計和超聲波接收電路設計。第4章總結和展望。對全文進行總結，指出不足之處，對倒車雷達預警系統的發展前景進行展望。2 系統構建與方案設計2.1系統設計要求汽車倒車雷達預警系統由三個部分組成，分別為測距部分、控制系統部分和顯示報警部分。本系統的主要功能是：當車掛入倒檔后，蜂鳴器發出間隔頻率為1HZ的BiBi聲；在汽車距障礙物距離小于0.60米時，報警指示燈亮，同時在顯示屏上顯示最小車距以提醒駕駛者。2.2系統構建按照系統設計要求，重點介紹硬件部分，硬件系統設計采用模塊化思想。系統硬件結構分為三個主要模塊：測距系統模塊、控制系統模塊和顯示報警系統模塊。并對該系統建立數學模型，對其進行了倒車仿真試驗研究，以提供較為可靠的方法給駕駛者完成倒車任務。整個系統根據“回波測距”的原理設計的，其結構框圖如圖2-1所示。控制系統發射模塊接收模塊數據顯示蜂鳴器圖2-1 汽車倒車雷達預警系統結構原理圖各模塊所完成的具體功能如下：(1)測距系統模塊：針對超聲波傳感器設計的發送模塊、接收模塊和控制系統共同完成測距功能。(2)控制系統模塊：本系統以單片機為控制核心，控制整個系統的運行，對各個接口電路進行控制，發射脈沖，檢測到回波后，進行數據處理，測出從超聲波發射到接收回波信號的時刻差，從而測出距離。(3)顯示報警系統模塊：顯示最小距離及報警以提醒駕駛員。除此之外，系統探測范圍及傳感器的布點對倒車也有很大的影響，如果系統探測范圍及傳感器的布點設置不當，那么就容易出現盲區，對汽車周圍的障礙物探測不出，容易出現倒車事故。而且在有的環境下，易造成無法偵測及偵測不良之情況。2.3系統方案設計2.3.1測距系統方案設計超聲探頭的核心是其塑料外套或者金屬外套中的一塊壓電晶片。構成晶片的材料可以有許多種。晶片的大小，如直徑和厚度也各不相同，因此每個探頭的性能是不同的，我們使用前必須預先了解它的性能。其原理為：在超聲波發射器兩端輸入40KHZ脈沖串，脈沖信號經過超聲波內部振子，振蕩產生機械波，并通過空氣介質傳播到被測面，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，超聲波經氣體介質的傳播到接收器的時間，即為往返時間。往返時間與氣體介質中的聲速相乘，就是聲波傳輸的距離。圖 2-3是超聲波測距的原理圖。超聲波探頭發射波反射波障礙物tV發射波反射波圖2-3 超聲波測距的原理圖2.3.2控制系統方案設計在控制系統的方案選擇上，由于整個系統的設計涉及到數據處理，控制實時性等問題，選用基于微控制器的系統，電路的實現不僅簡單而且成本低、功耗低、能大大縮小整個系統的體積。本系統是精密實時采集傳輸系統，需要微控制器有很強的抗干擾能力，而且要求微控制器內部有看門狗定時器，以便在程序走飛時能自動復位；執行指令速度要快，以便能高速處理采集到實時數據。所以微控制器選用Atmel公司的AT89S52單片機的控制系統。AT89S52是一種低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K在線可編程Flash 存儲器。使用Atmel公司高密度非易失性存儲器技術制造，與工業80C51產品指令和引腳完全兼容。片上Flash允許程序存儲器在系統可編程，亦適于常規編程器。在單芯片上，擁發射電路接收電路顯示距離報警電路單片機控制發射傳感器接收傳感器圖2-4 單片機控制系統有靈巧的8位CPU和在系統可編程Flash，使得AT89S52為眾多嵌入式控制應用系統提供高靈活、超有效的解決方案。AT89S52具有以下標準功能：8k字節Flash，256字節RAM，32位I/O口線，看門狗定時器，2個數據指針，三個16位定時器/計數器，一個6向量2級中斷結構，全雙工串行口，片內晶振及時鐘電路。另外，AT89S52可降至0Hz 靜態邏輯操作，支持2種軟件可選擇節電模式。空閑模式下，CPU停止工作，允許RAM、定時器/計數器、串口、中斷繼續工作。掉電保護方式下，RAM內容被保存，振蕩器被凍結， 單片機一切工作停止，直到下一個中斷或硬件復位為止。2.3.3顯示報警系統方案設計顯示器應用極為廣泛，是一種輸出設備，綜合課題的實際要求、成本以及考慮單片機的接口資源，本設計使用三個DPY_7-SEG_DP共陰二極管顯示器，由于倒車時距離障礙物的距離本來就比較近，大概在3米以內，所以一個三位的LED顯示器就可以達到要求。報警裝置采用的是有源蜂嗚器，根據距離遠近進行報警，以提示駕駛員。2.3.4系統探測范圍及傳感器布點的確定超聲波傳感器發射超聲波有一定的角度范圍，下圖為常用超聲波傳感器的探測角度：圖2-4 探測角度影響超聲波探測的因素以上陰影區只是超聲波傳感器發射超聲波的覆蓋區，而覆蓋區內的障礙物是否能被探測到，則與以下因素有關：1從物理學的反射原理可知：超聲波的反射規律為反射角等于入射角，因此，反射波是否能被超聲波傳感器捕捉，與反射面的角度有關。2反射面的大小不同，也會影響反射波的強度。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，反射又是多少，則與障礙物的材質和表面處理相關。疏松、多孔的表面較易吸收音波而導致反射效率較低，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，發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、表面材質和距離這些因素綜合起來，決定障礙物是否會被探測到。2.4本章小結本章首先根據系統的設計要求，介紹了系統構建，然后詳細闡述了系統的方案設計，對系統的三個模塊：測距系統、控制系統和顯示報警系統分別方案設計，確定了本系統以AT89S52單片機系統為核心，以UCM-T40KI、UCM-R40KI為超聲波發射、接收器的汽車倒車雷達預警系統的方案設計并分析影響超聲波傳感器工作的多種因素。3 系統硬件設計本章講述倒車雷達系統的各個模塊的設計和主要元器件的介紹。包括測距系統設計(超聲波發送接收系統)、單片機控制系統設計和顯示報警系統設計。其中，測距系統由超聲波發射模塊和超聲波接收模塊構成；控制系統設計主要對AT89S52單片機系統進行設計；顯示報警系統設計差要對數據通訊、數據轉換、蜂鳴器和靜態顯示電路進行設計。以下就各模塊的電路圖、功能及設計思路作詳細說明。3.1系統硬件設計思想其硬件結構圖如圖3-1所示。單片機發射電路發射傳感器報警電路測溫電路顯示電路接收電路接受傳感器障礙物圖3-1 系統硬件結構圖40kHz的超聲波發送脈沖信號由微處理器的P1.0口送出，發出一系列的脈沖群，信號經過放大，再經過驅動電路，驅動超聲波發射頭，使發射換能器接收高電壓。其內部的壓電晶片開始震動，經過換能器發出40kHz的脈沖超聲波。當超聲波遇到障礙物發生反射，反射波(回波)返回到超聲波傳感器上。反射回的正弦波信號經過放大、濾波、整形后輸入單片機的INT0端，產生中斷。計數器停止計數，測出從超聲波發射脈沖群時刻到接收回波信號時刻差，超聲波在同溫同介質中的傳播速度由測溫系統得知，將時刻差與聲速相乘，得出距離，并顯示。3.2測距系統設計測距系統模塊由超聲波發射與回波接收電路組成，其主要作用是提高驅動超聲波傳感器的脈沖電壓輻值，有效地進行電聲轉換，增大超聲波的發射距離。并通過收發一體的超聲波傳感器將返回的超聲波轉變成微弱的電信號，供單片機進行處理。超聲波的傳播速度一般來說只跟介質有關，相同的介質在不同的條件下傳播速度會有一些不同，比如溫度不同它的傳播速度也不相同，由于本設計中距離障礙物的距離很近，所以必須考慮到溫度對超聲波傳播速度的影響。3.2.1超聲波發射模塊電路設計發射電路的實現目的是為超聲波發射器提供它所需要的脈沖電信號。要求蕩電路振蕩頻率可調，同時具有一定的驅動能力可以驅動超聲波傳感器發出超聲波。振蕩電路的目的是為超聲波傳感器提供40KHz脈沖。用555定時器組成的多諧振蕩器如圖所示。 圖3-2 震蕩電路在控制信號P1.0為高電平時，此振蕩電路啟振，調節到R、R、C可得到40kHz左右的振蕩頻率。聲波在空氣中的傳播速度受空氣介質影響，距離越遠，衰減越大。為能夠接收遠距離的回波，所以要增加驅動電路來增大功率。驅動電路的實現目的是為超聲波發射器提供足夠功率的脈沖信號。3.2.2超聲波接收模塊電路設計因為超聲波測距只用于近距離，當距離較遠時，衰減較為嚴重，反射回來的信號相對也比較微弱。因此接收端應先設置一個放大電路，然后通過檢波電路對其輸出信號進行解調，最后把檢波輸出的信號送入電壓比較器進行比較，電壓比較器輸出的方波信號直接輸入單片機的INT0中斷口，產生中斷，停止計時，在進行數據處理運算。為了提高抗干擾性，濾波電路要針對40 kHz信號進行高帶通濾波，并對該頻率信號進行放大增益。如圖：圖3-6 運放構成接收電路圖電路由集成運放A1、A2構成二級放大電路，R、C為無源濾波網絡，二極管、R9為檢波網絡。3.2.3測溫電路設計超聲波的傳播速度一般來說只跟介質有關，相同的介質在不同的條件下傳播速度會有一些不同，比如溫度不同它的傳播速度也不相同，由于本設計中距離障礙物的距離很近，所以必須考慮到溫度對超聲波傳播速度的影響。 研究表明，聲音的傳播速度與溫度是成正比的，溫度越高,空氣中分子密度越小,而空氣作為聲音傳播介質,那么聲音傳播速度會有所增強。反之溫度越低,空氣中分子密度越大,而空氣作為聲音傳播介質,那么聲音傳播速度會有所減小。聲波與速度的關系，如表3-1所示。表3-1 聲波與速度的關系溫度速度m/s溫度速度m/s溫度速度m/s0331.417341.8343521332.118342.435352.62332.61934336353.23332.820343.637353.8433421344.238354.45334.622344.8393556335.223345.440355.67335.82434641356.28336.425346.642356.8933726347.243357.410337.627347.84435811338.228348.445358.612338.82934946359.213339.430349.647359.81434031350.248360.415340.632350.84936116341.233351.450361.63.3控制系統設計控制系統是整個系統的核心，一切命令的發出、接受、處理、數據運算都是在這部分中完成的。3.3.1 AT89S52單片機最小系統設計AT89S52單片機最小系統由AT89S52單片機及其外圍電路組成，是整個超聲波測距儀的核心電路。一般包括晶振電路和復位電路。晶振電路：每個單片機系統里都有晶振，全程是叫晶體震蕩器，在單片機系統里晶振的作用非常大，他結合單片機內部的電路，產生單片機所必須的時鐘頻率，單片機的一切指令的執行都是建立在這個基礎上的，晶振的提供的時鐘頻率越高，那單片機的運行速度也就越快。復位電路目的：在需要的時候，單片機復位，保證正常的工作循環。圖3-11 單片機最小系統電路圖AT89S52單片機在高溫環境中穩定性好。AT89S52單片機對很多嵌入式控制應用提供了一個高靈活有效的解決方案。它的作用使形成用于產生超聲波的40KHZ信號、形成必要的時序、控制LCD字符的顯示、控制繼電器通斷以及對采集到的數據進行運算。AT89S52單片機各個引腳分布如圖所示，P10為控制超聲波發射；INT0為接收超聲波回波信號；X1和X2為單片機自身的12MHZ晶振；RESET是復位信號； P21接溫度傳感器DS18B20，測量溫度，實時計算出距離；P00一P07引腳對應LED顯示器，控制LED顯示器的寫入字符；TXD、RXD引腳控制寫入下載程序；P20引腳輸出報警信號；當距離達到限定值就啟動蜂鳴器，開始嗚叫報警，以提醒駕駛員注意倒車情況。3.3.2換向選通電路設計收發控制電路示意圖如下圖所示，控制電路選用CD4052多路選擇開關，AB為4種組合，一種組合對應一路探頭工作。4個探頭輪流工作，4個探頭檢測完成構成1個檢測周期，系統再根據最短的障礙物距離進行報距提醒駕駛員。圖3-13 收發控制電路示意圖系統的工作流程為：單片機接通電源后，探頭驅動引腳向超聲波探頭發送驅動信號，以驅動超聲波探頭發送超聲波信號，驅動信號發送完畢后單片機等待信號返回；探頭接收到超聲波信號后，進行信號放大濾波處理，將信號送入單片機，記錄信號發送和接收的時間差，根據此時間差計算障礙物距離，控制報警信號輸出。超聲波探頭驅動采用分時順序的驅動方式，即依次對4個探頭輪流進行驅動，一個探頭的工作周期內要包括發送和接收兩種操作。4個探頭檢測完成構成一個檢測周期。若前一探頭在本工作周期內沒有接收到返回的超聲波信號，則單片機也轉入控制下一個探頭的工作。3.3.3電源模塊電路設計電源電路目的：給控制電路及其它電路提供電源。電源設計是電路設計很重要關節。它的穩定與否涉及到電路是否能穩定工作。用分立元器件組裝的直流穩壓電源存在體積大，組裝、調試、維修麻煩的缺點。現在隨著功率集成技術的不斷發展，人們已經可以把直流穩壓電源電路中的電源調整管、比較放大電路、基準電壓電路、取樣電路、過壓過流保護電路等集成在一片芯片上制成集成穩壓器。集成穩壓器由于使用方便、體積小、成本低、性能優良、一致性好等優點而在各種電子設備中得到了非常廣泛的應用。常用的集成穩壓器件包括三端式固定穩壓集成電路器件78XX和79XX系列和輸出可調的集成穩壓電源電路LM319和LM317等。用78/79系列三端穩壓器來組成穩壓電源所需的外圍元件極少，電路內部還有過流、過熱及調整管的保護電路，使用起來可靠、方便，而且價格便宜。該系列集成穩壓器型號中的78或79后面的數字代表該三端集成穩壓電路的輸出電壓，如7806表示輸出電壓為正6V，7909表示輸出電壓為負9V。在實際應用中，應在三端集成穩壓電路上安裝足夠大的散熱器（當然小功率的條件下不用）。當穩壓管溫度過高時，穩壓性能將變差，甚至損壞。遵照要求需要一個+5V電壓，1個+9V左右可調電壓。7805典型應用電路圖:圖3-14 由7805組成的+5V電壓示意圖3.3顯示報警模塊電路設計3.3.1顯示模塊電路設計顯示電路的目的將測距的結果進行實時顯示。顯示器是一個典型的輸出設備，而且其應用是極為廣泛的，幾乎所有的電子產品都要使用顯示器，其差別僅在于顯示器的結構類型不同而已。最常見的顯示器可以使LED數碼管，設計簡單，易于安裝，成本只要幾元。本設計使用三個DPY_7-SEG_DP共陰二極管顯示器，由于倒車時距離障礙物的距離本來就比較近，大概在3米以內，所以一個四位的LED顯示器就可以達到要求。而且和單片機的接口設計也較簡單方便。單片機將需要顯示數據送往相關的顯示接口即可完成顯示工作，簡單方便。圖3-16顯示模塊電路電路圖3.3.2報警模塊電路設計本系統在輸出電路上加上蜂鳴器作為聲音報警，當距離小于O35米時，蜂鳴器發出間隔頻率為IHZ的BiBi聲。其電路設計如圖3-16所示。圖3-17 報警模塊電路圖在圖3-16中，蜂鳴器主要由多諧振蕩器、蜂鳴器、阻抗匹配器及共鳴箱、發光二極管組成。當接通電源后(1515V直流工作電匝)，多諧振蕩器起振。多諧振蕩器：利用深度正反饋，通過阻容耦合使兩個電子器件交替導通與截止，從而自激產生方波輸出的振蕩器。常用作方波發生器。多諧振蕩器是一種能產生矩形波的自激振蕩器，也稱矩形波發生器。“多諧”指矩形波中除了基波成分外，還含有豐富的高次諧波成分。多諧振蕩器沒有穩態，只有兩個暫穩態。在工作時，電路的狀態在這兩個暫穩態之間自動地交替變換，由此產生矩形波脈沖信號，常用作脈沖信號源及時序電路中的時鐘信號。輸出1525kHZ的音頻信號，阻抗匹配器推動壓電蜂鳴片發盧。蜂嗚器電路由單片機的RD端控制。本系統報警燈由單片機脈沖信號觸發，當測距距離小于06米時報警燈亮。3.4.1本章小結本章首先介紹了系統的硬件設計思想，然后分析了超聲波傳感器的結構、工作原理和工作方式，最后根據超聲波測距的工作原理和理論分析，對超聲波發射模塊、超聲波接收模塊、測溫模塊、顯示模塊以及電源模塊的硬件電路設計進行了詳細的闡述。4 系統軟件設計4.1 主程序設計超聲波測距的軟件設計主要由主程序、超聲波發生子程序、超聲波接收程序及顯示子程序組成。超聲波測距的程序既有較復雜的計算（計算距離時），又要求精細計算程序運行時間（超聲波測距時），所以控制程序可采用C語言編程。主程序首先是對系統環境初始化，設定時器0為計數，設定時器1定時。置位總中斷允許位EA。進行程序主程序后，進行定時測距判斷，當測距標志位ec=1時，測量一次，程序設計中，超聲波測距頻度是4-5次/秒。測距間隔中，整個程序主要進行循環顯示測量結果。當調用超聲波測距子程序后，首先由單片機產生4個頻率為38.46kHz超聲波脈沖，加載的超聲波發送頭上。超聲波頭發送完送超聲波后，立即啟動內部計時器T0進行計時，為了避免超聲波從發射頭直接傳送到接收頭引起的直射波觸發，這時，單片機需要延時約1.5 -2ms時間（這也就是超聲波測距儀會有一個最小可測距離的原因，稱之為盲區值）后，才啟動對單片機P3.5腳的電平判斷程序。當檢測到P3.5腳的電平由高轉為低電平時，立即停止T0計時。由于采用單片機采用的是12 MHz的晶振，計時器每計一個數就是1s，當超聲波測距子程序檢測到接收成功的標志位后，將計數器T0中的數（即超聲波來回所用的時間）按式（2）計算，即可得被測物體與測距儀之間的距離。設計時取15時的聲速為340 m/s則有：d=(ct)/2=172T0/10000cm其中，T0為計數器T0的計算值。測出距離后結果將以十進制BCD碼方式送往LED顯示約0.5s，然后再發超聲波脈沖重復測量過程。4.2 超聲波測距子程序及其流程圖void wdzh()TR0=0;TH1=0x00;TL1=0x00;csbint=1;sx=0;delay(1700);csbfs();csbout=1;TR1=1;i=yzsj;while(i-)i=0;while(csbint)/判斷接收回路是否收到超聲波的回波i+;if(i=3300)csbint=0;TR1=0;s=TH1;s=s*256+TL1;TR0=1;csbint=1;jsz=s*csbc;/計算測量結果jsz=jsz/2; 產生超聲波的子程序：為了方便程序移置及準確產生超聲波信號，本測距的超聲波產生程序是用匯編語言編寫的進退聲波產生程序。產生的超聲波個數為UCSBFS SEGMENT CODERSEG UCSBFSPUBLIC CSBFSCSBFS:mov R6,#8h ;超聲波發射的完整波形個數：共計四個 here:cpl p2.7 ;輸出40kHz方波 nop nop nop nop nop nop nop nop nop djnz R6,here RETEND流程圖： 4.3 超聲波測距流程圖 5 總結與展望本小型模擬系統基本達到了預期的目標，仿真證實其可行性和穩定性。實際要用的倒車雷達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，左右距離的報警可以用不同頻率(聲調)區別，仍然分別用間歇嗚叫頻率報警提示距離。系統由于