1、摘要通過詳細(xì)列舉汽車倒車防撞報(bào)警器的若干代演變歷程，分析了報(bào)警器的研究背景及意 義，比較提岀了報(bào)警器存在的各類問題，同時(shí)分析了在超聲波測(cè)距基礎(chǔ)上研發(fā)的該類產(chǎn)品 的原理和方法。詳細(xì)介紹了在at89c51單片機(jī)基礎(chǔ)上同時(shí)結(jié)合超聲波脈沖測(cè)距的設(shè)計(jì)出 的一款汽車倒車防撞報(bào)警器。通過測(cè)量超聲波在空氣中傳播的時(shí)間和速度計(jì)算得到所測(cè)量 距離。詳細(xì)介紹了超聲波測(cè)距的基本要求及各類物件的特性，概括性的分析了駛軟件模塊 部分的設(shè)計(jì)原理與方法，具有很高的可用性。關(guān)鍵詞：超聲波；at89c51；防撞；測(cè)距abstractthe design details a collision alarm car reversin

2、g several generations of evolution, to analyze the background and significance of alarm, comparing various issues raised alarms exist, and analyzes the development of ultrasonic distance measurement based on the principles and methods of the class of products. the design described in detail based on

3、 at89c51 microcontroller combined with the design of ultrasonic pulses ranging reversing out of a car crash alarm. the design of the distance calculated by the measured time and the propagation velocity of ultrasonic measurement in air*. papers detailing the characteristics of the basic requirements

4、 of ultrasonic ranging and various objects, broad analysis of the hardware and software design principles and methods section of the module, with high availability.keywords: ultrasonic; at89c51; anti-collision; ranging緒論1.1課題研究背景及意義1.2國內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r1.3存在的問題超聲波測(cè)距原理2.1測(cè)距方法的主要類型2.2選題使用的測(cè)距方法2.3超聲波測(cè)距原理及實(shí)現(xiàn)單片機(jī)的選擇

5、3.1at89c51 的簡(jiǎn)介3.2 at89c51的主要性能參數(shù)系統(tǒng)工作原理硬件部分設(shè)計(jì)4.1.1超聲波發(fā)送模塊4.1.2超聲波接收模塊 1 3 54.2語音電路軟件部分設(shè)計(jì)4.4調(diào)試與優(yōu)化10結(jié)論10參考文獻(xiàn)11致謝 11緒論1.1課題研究背景及意義社會(huì)在進(jìn)步，經(jīng)濟(jì)在發(fā)展，汽車已經(jīng)成為人們出行必不可少的工具，交通擁堵情況日 趨嚴(yán)重，不同級(jí)別的車輛事故也越來越頻繁，給人們的人身安全和經(jīng)濟(jì)狀況造成了或多或 少的威脅，在這種情況下，設(shè)計(jì)一種響應(yīng)速度快，可靠性高，經(jīng)濟(jì)實(shí)用的汽車防撞預(yù)警系 統(tǒng)顯得尤為重要。本次設(shè)計(jì)的汽車倒車防撞報(bào)警器能夠?yàn)轳{駛員尤其是駕駛新手提供可靠 地幫助，有效的減少和防止由于駕駛

6、視線不良引發(fā)的大小交通事故，特別適用于枚間行車, 駐車和進(jìn)入停車場(chǎng)，本設(shè)計(jì)采用市場(chǎng)上常見的元件，生產(chǎn)過程簡(jiǎn)單，性價(jià)比高，具有極廣 闊的發(fā)展和研發(fā)前景。1.2國內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r一般情況下，汽車倒車防撞報(bào)警器由超聲波傳感器（即探頭）、控制器和顯示器（或蜂鳴 器）等部分組成。汽車倒車防撞報(bào)警器通常采用超聲波測(cè)距原理，超聲波傳感器在控制器 的命令下發(fā)射超聲波信號(hào)，一旦遇到障礙物，即返冋冋波信號(hào)，傳感器接收到冋波信號(hào)后 控制器對(duì)其進(jìn)行數(shù)據(jù)處理、判斷出障礙物的大致位置，顯示器顯示數(shù)字距離并發(fā)出信號(hào)或 聲咅，駕駛員接收到信息后更加細(xì)致的判斷距離進(jìn)行謹(jǐn)慎操作，從而有效避免不同程度的 交通事故。隨著時(shí)間的流逝和技術(shù)

7、改革創(chuàng)新以及不同需求的產(chǎn)生，汽車倒車防撞報(bào)警器也 進(jìn)行了大致六代的變革。第1代：倒車?yán)染妗Ｇ嘧⒁猓管?quot;這種第一代的汽車倒車防撞報(bào)警器在市 場(chǎng)上已經(jīng)不太常見，基本已經(jīng)被科技的潮流遺忘。只要司機(jī)掛倒檔時(shí)，它會(huì)一直發(fā)出聲音, 提醒人們注意。這種汽車倒車防撞報(bào)警器止只是發(fā)出聲咅提醒車后的路人回避，對(duì)駕駛員 來說沒有太大的幫助，駕駛員們依然需要自己判斷車后的距離。第2代：通過顯示器或蜂鳴器發(fā)出不同速度的聲音提示。這是倒車?yán)走_(dá)系統(tǒng)的真正開 始。倒車進(jìn)行時(shí)，如若障礙物出現(xiàn)在1.5米左右，汽車倒車防撞報(bào)警器便開始工作，當(dāng)汽 車與障礙物z間的距離越來越近時(shí)，喇叭發(fā)出的聲音也隨z加速。這種汽車倒車

8、防撞報(bào)警 器依然沒有直接顯示車后距離，需要駕駛員根據(jù)經(jīng)驗(yàn)口己判斷何時(shí)停車。第3代：數(shù)碼波段顯示提示車后距離范圍。數(shù)碼波段顯示與上一代產(chǎn)品相比有質(zhì)上的 飛躍，解決了前幾代產(chǎn)品沒有距離顯示的缺陷，可以明確顯示距離數(shù)字。數(shù)碼顯示器提示 車輛與障礙物之間的距離，以數(shù)字方式顯示，同時(shí)配置有三種顏色提示的波段顯示器，距 離較大時(shí)即安金距離顯示綠色，距離逐漸縮小時(shí)黃燈閃爍，當(dāng)距離繼續(xù)縮小到危險(xiǎn)距離時(shí) 便開始顯示紅色，當(dāng)紅燈亮起則代表必須及時(shí)停車。這種汽車倒車報(bào)警器雖然具有不同丁 前幾代的亮點(diǎn)但是實(shí)用性不高。第4代:液晶熒屏動(dòng)態(tài)顯示。這種汽車倒車防撞報(bào)警器同時(shí)兼并了前幾代產(chǎn)品的優(yōu)點(diǎn), 不僅具冇屏幕顯示系統(tǒng)，而

9、且相比數(shù)碼波段顯示開始使用動(dòng)態(tài)顯示的系統(tǒng)。駕駛?cè)艘坏┌l(fā) 動(dòng)汽車，液晶顯示屏上便會(huì)清晰的顯示出汽車與周圍障礙物之間的距離以及汽車自身的狀 況，駕駛?cè)丝梢灾苯用髁说牧私馄嚫浇沫h(huán)境，使用方便。但是由于此類液晶熒屏動(dòng)態(tài) 顯示的汽車倒車防撞報(bào)警器具冇較高的靈敏度，極易受到外部環(huán)境的干擾，所以容易出現(xiàn) 誤報(bào)，所以可用性也不高。第5代：魔幻鏡倒車?yán)走_(dá)。此類汽車倒車防撞報(bào)警器將前幾類汽車倒車防撞報(bào)警器的 優(yōu)點(diǎn)結(jié)合于一體，并且創(chuàng)造性的引進(jìn)了最新研發(fā)的仿生超聲雷達(dá)技術(shù)，能夠隨吋檢測(cè)到距 離小于2米的障礙物，并及時(shí)以聲音和顯示的方式告知駕駛員，準(zhǔn)確度很高。由于具有后 視鏡的外觀，此類報(bào)警器可以直接安裝在后視鏡相

10、應(yīng)減少了車內(nèi)空間，并冃具冇繁多的款 式可根據(jù)個(gè)人喜好和需求進(jìn)行搭配。o第6代：整合影音系統(tǒng)。這是一個(gè)基于第五代產(chǎn)品的汽車倒車防撞報(bào)警器，新的功能 很多，是第六代產(chǎn)品，致力于高端轎車生產(chǎn)。與第五代汽車倒車防撞報(bào)警器相比，這代產(chǎn) 品外觀上更為美觀，功能上不僅具有上一代產(chǎn)品的所有優(yōu)點(diǎn)，還新增了配有播放功能的影 音系統(tǒng)，可以更好地體驗(yàn)多媒體增添的愉悅。1.3存在的問題(1) 預(yù)警時(shí)間不足現(xiàn)有的汽車倒車防撞報(bào)警器的最大檢測(cè)射程是障礙物在2.5米之內(nèi)，人0.6-1.2米之 間。實(shí)驗(yàn)中，一些司機(jī)習(xí)慣初始反向速度312米/時(shí)，即0.833.3米/秒。如果用平均1.5 米/秒計(jì)算，需要用1.67秒汽車倒車防撞報(bào)

11、警器發(fā)現(xiàn)目標(biāo)障礙物，行人則需要0.4-0.8秒。 因此，從發(fā)現(xiàn)障礙物到駕駛員停車z間的時(shí)間明顯太過緊張，極容易因?yàn)橥＼嚥患皶r(shí)造成 或多或少的傷害。(2) 反映速度遲鈍大部分的成晶汽車倒車防撞報(bào)警器的顯示速度，因?yàn)榭紤]到抗干擾等因素，顯示器上提 示更新的速度大概為0.3秒左右，如此得出結(jié)論便為如果從探頭發(fā)現(xiàn)障礙物到顯示器發(fā)出 提示需要3秒，汽車卻已經(jīng)行駛0.45秒，報(bào)警器的反應(yīng)速度尺度又將加大駕駛員的壓力。(3) 探測(cè)盲區(qū)問題基于超聲波的汽車倒車防撞報(bào)警器的傳感器為2或3個(gè),單一傳感器檢測(cè)角約60-70°, 這樣就會(huì)造成23盲點(diǎn)，增加傳感器的數(shù)量不僅增加成本，而且提高報(bào)警器的故障率。此

12、 外，等效垂直探測(cè)角度與水平檢測(cè)的角度太大，經(jīng)常在粗糙的地而的錯(cuò)誤，如果改為檢測(cè) 角為30。傳感器無誤報(bào)警便會(huì)減少。但檢測(cè)約30cm高路堤，則會(huì)造成翻轉(zhuǎn)到后保險(xiǎn)杠的 問題。2超聲波測(cè)距原理2.1測(cè)距方法的主要類型汽車倒車防撞報(bào)警器的設(shè)計(jì)是基于車輛測(cè)距技術(shù)，現(xiàn)在已研發(fā)的并且已經(jīng)熟練運(yùn)用在 汽車上的方法大致有以下幾類：超聲波測(cè)距、雷達(dá)測(cè)距、攝像系統(tǒng)測(cè)距、激光測(cè)距和應(yīng)用 于夜間的紅外線測(cè)距等。(1) 超聲波測(cè)距超聲波通常指的是機(jī)械波頻率超過20 khz,具有很強(qiáng)的穿透性，低衰減、反射能力和 其他特性,超聲波測(cè)距儀器通常曲發(fā)射機(jī)、接收機(jī)和信號(hào)處理裝置三部分組成。當(dāng)汽車倒 車防撞報(bào)警器的測(cè)距模塊開始工作

13、吋，超聲波發(fā)射機(jī)不斷發(fā)布一系列脈沖，并提供一個(gè)短脈 沖測(cè)量邏輯電路。而當(dāng)超聲波接收機(jī)在接收到遇到障礙物的反射波后，便向測(cè)量邏輯電路 反饋一個(gè)短脈沖。隨即信號(hào)處理裝置計(jì)算出發(fā)射和接收的信號(hào)脈沖的時(shí)間差，按照超聲波 在空氣中的傳播速度340m/s和信號(hào)處理裝置記錄的時(shí)間差t根據(jù)公式s=340t/2計(jì)算得到 汽車與障礙物之間的距離。激光測(cè)距激光測(cè)距系統(tǒng)是一種廣泛應(yīng)用于許多領(lǐng)域，基于光子雷達(dá)系統(tǒng)的裝置，具有測(cè)量時(shí)間 短，范圍大，精度高的特點(diǎn)。我們常見的激光測(cè)距系統(tǒng)一般使用脈沖法和相位法兩種測(cè)量 方式。脈沖檢測(cè)方法：激光測(cè)距儀測(cè)量物體的反射，接收的測(cè)距儀，激光測(cè)距儀和返回的 記錄時(shí)間。激光測(cè)距系統(tǒng)與被測(cè)

14、障礙物之間的距離就是光速和往返時(shí)間差的乘積的二分之 -o脈沖測(cè)距精度一般是+/- 1米。此外，這種測(cè)距儀的測(cè)量范圍一般為15米。相位激 光測(cè)距儀是用無線電頻譜的頻率,振幅調(diào)制激光往返發(fā)射器與障礙物之間所產(chǎn)牛的和位延 遲，然后根據(jù)光的波長調(diào)制，轉(zhuǎn)換相位延遲所代表的距離。這是確定激光往返時(shí)間和距離的 間接方法。(3)紅外線測(cè)距紅外波長比可見光長，光肉眼是看不見的，具有明顯熱效應(yīng)以及穿透云層和強(qiáng)大的能 力。由于生活中的物體隨時(shí)隨地都會(huì)發(fā)岀紅外線，通過傳輸和反射紅外接收對(duì)象的前方車 輛儀表，根據(jù)強(qiáng)度和時(shí)間差不同波長的光信號(hào)，同時(shí)分析的對(duì)彖，在前而的性能分析和汽 車的距離。由于紅外人眼感知不到，隱蔽性強(qiáng)

15、，晚上也不干涉測(cè)距儀，廣泛應(yīng)用于軍用車 輛的測(cè)距儀的種類。(4) 雷達(dá)測(cè)距雷達(dá)測(cè)距儀的原理是利用發(fā)射無線屯波的一個(gè)特定的0,0標(biāo)檢測(cè)的無線屯信號(hào)的 反射，和吋間延遲測(cè)量口標(biāo)信號(hào)的收發(fā)距離。上世紀(jì)七i年代以來，人們開始利用雷達(dá)技 術(shù)生產(chǎn)汽車自動(dòng)防撞裝置，即稱為“汽車防撞雷達(dá)二雷達(dá)能在雨，雪，霧等惡劣天氣條件 下，距離的影響，具冇比上述技術(shù)更明顯的優(yōu)勢(shì)。2.2選題使用的測(cè)距方法本設(shè)計(jì)使用的超聲波測(cè)距方法具有不同于其他測(cè)距方法的突出優(yōu)勢(shì)，基本概況為以下 幾點(diǎn)：(1) 超聲波對(duì)光線、色彩不敏感，可以用來識(shí)別透明度高的玻璃類和漫反射性差的拋光 體等。(2) 超蘆波對(duì)外界光線不散感，可用丁昏暗不明的場(chǎng)景，

16、同時(shí)超聲波對(duì)電磁場(chǎng)敏感度低 可用于強(qiáng)屯磁干擾的環(huán)境中。(3) 超聲波傳感器內(nèi)部構(gòu)成簡(jiǎn)單，占用空間小，價(jià)格低廉，信號(hào)處理過程簡(jiǎn)單可靠，易 于小型化和集成。(4) 在倒車過程屮由丁速度慢，和障礙物z間的距離很短，因此傳感器的耍求不是很 高，所以我們使用原理簡(jiǎn)單，成木低，便于生產(chǎn)超聲波測(cè)距。2.3超聲波測(cè)距原理及實(shí)現(xiàn)利用超聲波測(cè)距的工作，就可以根據(jù)測(cè)量發(fā)射波與反射波之間的吋間間隔，從而達(dá)到 測(cè)量距離的作用。其主要有三種測(cè)距方法：(1) 相位檢測(cè)法，相位檢測(cè)的方法具冇較高的精度，但探測(cè)范圍冇限；(2) 蘆幅檢測(cè)，蘆幅檢測(cè)方法是很容易受反射波的影響；(3) 渡越時(shí)間檢測(cè)法，渡越時(shí)間檢測(cè)法的工作方式簡(jiǎn)單，

17、直觀，在硬件控制和軟件設(shè) 計(jì)上都非常容易實(shí)現(xiàn)。其原理為：檢測(cè)從發(fā)射傳感器發(fā)射超聲波，經(jīng)氣體介質(zhì)傳播到接收 傳感器的時(shí)間，這個(gè)時(shí)間就是渡越時(shí)間。超聲波在空氣中的傳播速度為v(隨溫度的變化 而變化)，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=v*t/2。3單片機(jī)的選擇3.1at89c51 的簡(jiǎn)介at89c51是一種帶4k字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲(chǔ)器(fperomfalshprogrammable and erasable read only memory）的低電壓，高性能 cmos8 位微處理器，俗 稱單片機(jī)。該設(shè)備采用atmel高密度非易失存儲(chǔ)器制造技術(shù),和行業(yè)標(biāo)

18、準(zhǔn)的mcs51指 令集和輸出管腳兼容。曲于多功能8位cpu和閃存在單一芯片,atmel的at89c51單片 機(jī)的結(jié)合是一種有效的微控制器，對(duì)許多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一個(gè)高靈活性和低價(jià)格的 選擇。3.2 at89c51的主要性能參數(shù)與mcs-51兼容4k字節(jié)編程閃存壽命:1000寫/擦循環(huán)數(shù)據(jù)保留時(shí)間：10年三級(jí)程序存儲(chǔ)器鎖定128*8位內(nèi)部ram32可編程i/o線兩個(gè)16位定吋器/計(jì)數(shù)器5個(gè)中斷源可編程串行通道低功率閑置和電力損失片內(nèi)振蕩器和時(shí)鐘屯路4系統(tǒng)工作原理如圖4.1所示,當(dāng)汽車處于倒車檔狀態(tài)下時(shí)，系統(tǒng)啟動(dòng)驅(qū)動(dòng)屯路使超聲波發(fā)送模塊向車 后發(fā)送40khz的超聲波信號(hào)，待信號(hào)接觸障礙物返回后

19、超聲波接收模塊接收信號(hào)通過放 大比較之后再經(jīng)at89c51單片機(jī)反饋給系統(tǒng)觸發(fā)顯示模塊和語音電路以數(shù)字顯示和語音 提示的方式告知駕駛員及時(shí)停車。圖4.1系統(tǒng)工作原理框圖4.1硬件部分設(shè)計(jì)4.1.1超聲波發(fā)送模塊超聲波發(fā)射器包括超聲波產(chǎn)生超聲發(fā)射屯路和超聲波控制屯路兩部分，發(fā)送和接收分 離方法有兩個(gè)優(yōu)點(diǎn)：一是發(fā)送和接收信號(hào)不假頻，接收探頭接收純反射信號(hào)；二是接收探 頭放置在適當(dāng)?shù)奈恢茫梢员苊獬暡ㄔ诟鞣N表面反射造成的損失和干擾，提高系統(tǒng)的可 靠性。木設(shè)計(jì)綜合考慮齊方面因素，選擇了最大探測(cè)距離6m,發(fā)射擴(kuò)散角60度的超聲波 測(cè)距傳感器tct40-16t/r(t表示發(fā)射傳感器，r表示接收傳感器)。

20、超聲波探頭可采用軟 件發(fā)生法和硬件發(fā)生法產(chǎn)生超聲波。前者利用軟件產(chǎn)生40khz的超聲波信號(hào)，通過輸出 引腳輸入至騾動(dòng)器，經(jīng)張動(dòng)器騾動(dòng)后推動(dòng)探頭產(chǎn)生超聲波。這種方法的特點(diǎn)是充分利用軟 件，靈活性好，但需耍設(shè)計(jì)一個(gè)驅(qū)動(dòng)電流在100ma以上的驅(qū)動(dòng)電路。第二種方法是利用 超聲波專用發(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)是無須驅(qū)動(dòng)屯路，但缺乏靈活性。resetvcctogwschgthold<mttcvoltgndr9ikrio5k圖4.2超聲波發(fā)送模塊電路本設(shè)計(jì)采用第一種方法產(chǎn)生超聲波，屯路設(shè)計(jì)如圖4.2所示。ne555時(shí)基電路振蕩產(chǎn)生40khz的超聲波

21、。其振蕩頻率計(jì)算式為fm.43/(r 9+2 r 10) c 5)將r 10設(shè)計(jì)為可調(diào)電阻的目的是為了調(diào)節(jié)信號(hào)頻率，使z與換能器的40khz固有頻 率一致。為保證ne555時(shí)基具有足夠的驅(qū)動(dòng)能力，宜采用+12v電源。cnt為超聲波發(fā) 射控制信號(hào)，由單片機(jī)進(jìn)行控制。4.1.2超聲波接收模塊超聲波接收器由超聲波接收傳感器，信號(hào)放大器電路和波形轉(zhuǎn)換電路構(gòu)成。超聲波探 頭和發(fā)射探測(cè)器必須使用相應(yīng)的模式，關(guān)鍵是相同的頻率，設(shè)計(jì)釆用tct4016r,否則接待 將無法產(chǎn)生共鳴和影響，甚至不能接受。由丁探測(cè)器轉(zhuǎn)換后的止弦波信號(hào)很弱，所以必須由 放人電路放大。正弦波信號(hào)由單片機(jī)不能直接接收，必須進(jìn)行波形轉(zhuǎn)換。根

22、據(jù)上面討論的 原則，單片機(jī)需要是第一個(gè)冋波的吋刻。接收電路設(shè)計(jì)可以用于接收電路，常見的電路可以 用來實(shí)現(xiàn)，如圖4.3所示。超聲波在空氣中傳播，能量衰減與距離成止比,越近的距離信號(hào)越強(qiáng)，越遠(yuǎn)的距離信號(hào) 越弱，范圍通常在lmviv之間。當(dāng)然，不同的接收傳感器輸出信號(hào)強(qiáng)度是不同的。由于輸入信號(hào)范圍大，提出兩個(gè)要求的放大器電路的增益：一是放大增益要大，以適應(yīng)小信號(hào)時(shí)的需要；二是放大增益耍能變化，以適應(yīng)信號(hào)變化范圍大的需耍。此外，由于輸入信號(hào)是止弦波,從而放大電路必須設(shè)計(jì)成交流放大電路。為了減少負(fù) 面的使用屯源、放大器屯路與單屯源、信號(hào)放大和轉(zhuǎn)換采用了通用運(yùn)算放大器lm324,前 三級(jí)放大器的設(shè)計(jì)，后一

23、級(jí)設(shè)計(jì)的為比較器。lm324可雙電源供電，也可以單電源供電， 所以它可以滿足使用要求。為了滿足通信信號(hào)的需要，毎個(gè)放大器采用阻容電路的電平轉(zhuǎn) 換，即c7在圖3中，c21, c22和c24, 10pf能力，實(shí)現(xiàn)單電源條件下交流信號(hào)的放大。 交流信號(hào)的電容是短路的，所以前三級(jí)放大器的增益為10。距離相對(duì)較近，放大器增益能 夠輸出足夠的信號(hào)強(qiáng)度，第三層次可能信號(hào)飽和，但是很遠(yuǎn)，必須采用三級(jí)放大器。合理調(diào)整 電位器r27,選擇一個(gè)參考電壓，可使測(cè)量更準(zhǔn)確和穩(wěn)定。4.2語音電路語音報(bào)警是指當(dāng)汽車倒車防撞報(bào)警器的探頭檢測(cè)到的距離小丁所設(shè)定的安全值時(shí)，電 路系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)發(fā)出聲音捉醒駕駛，語音電路設(shè)計(jì)如圖4.4

24、所示。m3720閃光報(bào)警音響集成 電路，或存儲(chǔ)一種報(bào)警咅效在芯片,可以直接驅(qū)動(dòng)蜂鳴器的聲咅，或者通過一個(gè)外部放大器 晶體管驅(qū)動(dòng)揚(yáng)聲器，也可以驅(qū)動(dòng)led閃爍。該芯片各引腳功能為：5腳vdd;1腳vss分 別為電源輸入端與負(fù)端,vdd電壓33.5v;8腳x和1腳y分別為芯片外接振蕩電阻器;6 腳tg為觸發(fā)控制端，低電平觸發(fā)有效;3腳bz和2腳bb分別為報(bào)警音效輸出端，可直接外 接壓電陶瓷蜂鳴器,如果驅(qū)動(dòng)揚(yáng)聲器則由3腳bz端引出;4腳l為閃燈輸出端，可直接驅(qū)動(dòng) led發(fā)光。圖4.4語音電路4.3軟件部分設(shè)計(jì)at89c51單片機(jī)及其應(yīng)用開發(fā)系統(tǒng)具冇語言簡(jiǎn)潔、可移植性、表達(dá)能力強(qiáng)，可以結(jié)構(gòu) 化設(shè)計(jì)，可以

25、直接控制計(jì)算機(jī)硬件，所生成的代碼質(zhì)量好，易于使用，和許多其他優(yōu)勢(shì)。軟件采 用模塊化設(shè)計(jì)，包含主程序、預(yù)置子程序、發(fā)射子程序、接收子程序、顯示子程序模塊。 根據(jù)系統(tǒng)的需求,系統(tǒng)軟件應(yīng)具有以下功能：(1) 對(duì)超聲波發(fā)射以及接收傳感器的工作狀態(tài)進(jìn)行控制。傳感器探測(cè)距離時(shí)發(fā)射傳 感器述耍依次輪流工作，這些功能需靠軟件程序來實(shí)現(xiàn)。(2) 根據(jù)超聲波速的溫度，然后計(jì)算安全距離和報(bào)警距離倒車碰撞。安全距離就是設(shè) 計(jì)時(shí)設(shè)的2米，根據(jù)超聲波測(cè)距儀測(cè)定距離與設(shè)定的值比較。如果測(cè)量得到的距離處于 1.52米吋，報(bào)警器就會(huì)自動(dòng)發(fā)出bi, bi, bi的聲音;如若距離處于1.0-1.5米，則發(fā)出bi bi bi, bi

26、 bi bi的聲音;如若處于1.0-1.5米則發(fā)出連續(xù)的bi的聲音;當(dāng)距離小于1米，則發(fā)出 語音“危險(xiǎn)”提示。(3) 通過測(cè)量超聲波信號(hào)的往返車輛與障礙物z間的時(shí)間,計(jì)算得出最近的障礙物與車 輛的距離。超聲波從發(fā)射出來，碰到障礙物返回接收傳感器的時(shí)間，需要通過軟件定時(shí)記 錄。按吋間計(jì)算出障礙物的距離。圖4.5定時(shí)中斷服務(wù)了程序（遮回）圖4.6外部屮斷服務(wù)子程序軟件設(shè)計(jì)的主耍思路是預(yù)設(shè)的，發(fā)送，接收，顯示，語音報(bào)警等功能為獨(dú)立的模塊, 按鍵循環(huán)方式在主程序中，按卜控制按鈕時(shí)，在一定的時(shí)期內(nèi)，軟件設(shè)計(jì)的主要思路是將 預(yù)置、發(fā)射、接收、顯示、聲音報(bào)警等功能編成獨(dú)立的模塊,在主程序中采用鍵控循環(huán)的 方

27、式，當(dāng)按下控制鍵后，在一定周期內(nèi),實(shí)現(xiàn)各個(gè)模塊，依次調(diào)用預(yù)置子程序、發(fā)射子程序、接 收查詢子程序，子程序，并分析了測(cè)量結(jié)果的處理，根據(jù)程序的內(nèi)容和結(jié)果，決定是否顯示呼 叫聲報(bào)警程序。當(dāng)測(cè)量得到距離小于系統(tǒng)預(yù)置距離時(shí)，軟件的聲音報(bào)警系統(tǒng)被激活。主程 序首先是對(duì)系統(tǒng)環(huán)境初始化，設(shè)置定時(shí)器to工作模式為16位定時(shí)計(jì)數(shù)器模式。置位總中 斷允許位ea并給顯示端口 p0和p2清0。發(fā)射子程序調(diào)用超聲波發(fā)出超聲波脈沖前后, 為了避免造成超聲波從發(fā)射機(jī)到接收機(jī)之間直接傳輸直接波觸發(fā),需要延遲大約0.1 ms（超 聲波測(cè)距儀將最小可探測(cè)距離),打開外部屮斷0接收返回的超聲波信號(hào)。由于12 mhz的 晶體振蕩器使

28、用，計(jì)數(shù)器每計(jì)一個(gè)數(shù)就是1秒，當(dāng)主程序檢測(cè)到接收成功的位置標(biāo)記，在 數(shù)字計(jì)數(shù)器使用以下公式即可得被測(cè)物體與測(cè)距儀之間的距離。如果溫度是20°c,聲音的速度是344米/秒，那么： =(c x f) / 2 = 1727b /10000cm其中,to為計(jì)數(shù)器to的計(jì)算值。距離測(cè)量后的結(jié)果將在led顯示十進(jìn)制bcd碼約 0.5秒，之后發(fā)送超聲波脈沖重復(fù)測(cè)量過程。4.4調(diào)試與優(yōu)化超聲波測(cè)距儀的調(diào)試制作相對(duì)簡(jiǎn)單，安裝時(shí)，探頭應(yīng)保持平行于中心軸和在48cm 的兩個(gè)換能器元件，沒有特殊的要求。12如杲超蘆波接收電路與金屬外殼屏蔽，可以提 高抗干擾能力。根據(jù)不同的要求，為了獲得適當(dāng)?shù)慕邮侦`敏度和抗干擾能力。測(cè)量范圍的 大小可以調(diào)整接收換能器和濾波電容c,為了獲得適當(dāng)?shù)慕邮侦`敏度和抗干擾能力。該系 統(tǒng)的測(cè)量誤差和重復(fù)性實(shí)驗(yàn)和分析調(diào)試后，我們不斷優(yōu)化系統(tǒng)以滿足實(shí)際使用要求的測(cè) 量。5結(jié)論本設(shè)計(jì)詳細(xì)列舉了汽車倒車防撞報(bào)警器的若干代演變丿力程，分析了報(bào)警器的研究背景 及意義，比較提出了報(bào)警器存在