基于超聲波定位原理的停車輔助系統設計(文件)

　

【正文】 礎》[M].北京：高等教育出版社，2006[12] 楊志忠.《數字電子技術基礎》[M].北京：高等教育出版社，2004[13] 華成英.《模擬電子技術基礎》[M].北京：高等教育出版社，2006[14] 鄭郁正.《單片機原理及應用》[M].成都：四川大學出版社，2008[15] 譚浩強.《C程序設計》[M].北京：清華大學出版社，2005[16] 王俊峰，孟令啟.《現代傳感器應用技術》[M].北京：機械工業出版社，2009[17] [D].蘇州：蘇州大學，2007[18] 恒清，[N].通化師范學院校報，[19] 蘇煒，龔壁建，[J].傳感器技術，2004，（6）：811致 謝首先，我要感謝我的指導老師李雅梅老師在課程設計過程中對我給予的指導和關心，從選題等各個環節都給予了我悉心的指導和幫助，這三周以來，李老師不僅在學業上給我以精心指導，同時還在思想給我以無微不至的關懷，在此謹向李老師致以誠摯的謝意和崇高的敬意。但要注意接收電路中的諧振回路帶寬不能太窄，以免降低了電路的穩定性。由于超聲波測距儀測量的距離比較小，故采用TCT4016T/R超聲波傳感器作為發射和接收裝置，雖然也存在一定得自身干擾，但是比發射與接收采用一只壓電陶瓷超聲波傳感器自身干擾要小些。可以研究更為合理的波導管和輔助測量手段。單片機控制超聲波發射與接收模塊進行信號的發射與接收。結論本文主要講述了基于超聲波定位原理的停車輔助系統的原理和設計方法，設計的最終結果是使超聲波測距系統能夠產生超聲波，實現超聲波的發送與接收，從而實現利用超聲波方法測量物體間的距離，并以數字的形式顯示測量距離，在距離小于50cm時發出報警。當壓電材料不受外力時，其應變S與外加電場強度E的關系為： S=dE 其中d為應變電場常數。（4）超聲波波速入射角影響超聲波波束入射角也會對測量數據產生影響，由于系統是用來測量點和面的距離，則被測物表面，超聲波發射探頭和接收探頭三者之間存在一個幾何角度，即發射波入射到接收探頭的角度，如果這個角度不是0度，系統測量到的距離是被測物與接收探頭之間的距離而不是和測量參考面之間的距離，這就會造成測量誤差。這是源于計時器本身。這是源于單片機的中斷機制。但只要指令速度足夠快，其偏差可以忽略。（2）超聲波回波聲強影響超聲波回波聲強與被測物得距離有由直接的關系，實際測量時，不一定是第一個回波的過零點觸發。這些因素使超聲波測距的精度和范圍受到影響。輸出40kHz方波 nop nop nop nop nop nop nop nop nop djnz R6,here RET END 流程圖： 主程序流程圖Fig. The main program flow chart 超聲波測距流程圖 超聲波測距流程圖Fig. Ultrasonic Ranging flowchart5 誤差分析超聲波測距由于其再使用中不受光照度、電磁場、色彩等因素的影響，加之其結構簡單成本低，在機器人避障和定位、汽車倒車、水庫液位測量等方面已經有了廣泛的應用。 //計算測量結果 jsz=jsz/2。 s=s*256+TL1。 while(csbint) //判斷接收回路是否收到超聲波的回波 { i++。 csbout=1。 csbint=1。然后再發超聲波脈沖重復測量過程。設計時取15℃時的聲速為340 m/s則有：當調用超聲波測距子程序后，加載的超聲波發送頭上。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。報警輸出電路如圖37。6伏交流是經過整流二極管D1D4整流成脈動直流后，經慮波電容C1慮波后形成直流電，為保證單片機系統的可電，供電路中由5伏的三端稱壓集成電路進行穩壓后輸出5伏的真流電供整個系統用電，為進一步提高電源質量，5伏的直流電再次經過CC4濾波。該接收電路結構簡單，性能較好，制作難度小。接收到的信號加到BGBG2組成的兩級放大器上進行放大。s或13181。s。發送出的超聲波，遇到障礙物后，產生回波，反射回來的回波由超聲波接收頭接收到。 超聲波單片機系統Fig. Ultrasonic SCM system 超聲波發射、接受電路，接收電路如圖34。單片機將測得的時間與聲速相乘再除以2即可得到測量值，最后經3位數碼管將測得的結果顯示出來。采用12MHz高精度的晶振，以獲得較穩定時鐘頻率，減小測量誤差。掉電方式保存RAM 中的內容，但振蕩器停止工作并禁止其它所有部件工作直到下一個硬件復位。掉電標識和快速編程特性全雙工串行UART通道1288字節內部RAM1000次擦寫周期它集Flash程序存儲器既可在線編程（ISP）也可用傳統方法進行編程及通用8位微處理器于單片芯片中，ATMEL公司的功能強大，低價位AT89S51單片機可為您提供許多高性價比的應用場合，可靈活應用于各種控制領域。 系統整體框圖Fig. Overall block diagram of the system硬件電路的設計主要包括單片機系統及顯示電路、超聲波發射電路和超聲波接收電路、報警輸出電路、供電電路等幾部分。3 系統硬件設計 按照系統設計的功能的要求，初步確定設計系統由單片機主控模塊、顯示模塊、超聲波發射模塊、接收模塊共四個模塊組成。將式(4)帶入式(3)可得： (5)當被測距離H遠遠大于M時，式(5)變為： (6)這就是所謂的時間差測距法。專用型是發送器用作發送超聲波，接收器用作接收超聲波；兼用型就是發送器和接收器是一體的傳感器，既可以發送超聲波，又可以接收超聲波。這樣，超聲傳感器才有較高的靈敏度。它有兩個壓電晶片和一個錐形振子，當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，壓電晶片將會發生共振，并帶動錐形振子振動，便產生超聲波。在壓電陶瓷上加上有大小和方向不斷變化的交流電壓時，根據壓電效應，就會使壓電陶瓷晶片產生機械變形，這種機械變形的大小和方向在一定范圍內是與外加電壓的大小和方向成正比的。當超聲波作用于晶片時，晶片受迫振動引起的形變可轉換成相應的電信號，是正壓電效應。所以，只要對這種材料加以交變電場，它就會產生交變的應變，從而產生超聲振動。探頭由壓電晶片、楔塊、接頭等組成，是超聲檢測中最常用的實現電能和聲能相互轉換的一種傳感器件，是超聲波檢測裝置的重要組成部分。電聲型主要包括壓電傳感器、磁致伸縮傳感器、靜電傳感器。超聲波與光波、電磁波、射線等檢測相比，其最大特點是穿透力強，幾乎可以在任何物體中傳播，了解被測物體內部情況。超聲波作為一種特殊的聲波，同樣具有聲波傳輸的基本物理特性—反射、折射、干涉、衍射、散射。測距儀的分辨率取決于對超聲波傳感器的選擇。根據設計要求并綜合各方面因素，本文采用AT89S51單片機作為控制器，用動態掃描法實現LED數字顯示，超聲波驅動信號用單片機的定時器。超聲波發生器可以分為兩大類：一類是用電氣方式產生超聲