基于超聲波定位原理的停車輔助系統設計(存儲版)

　　

【正文】 器是一體的傳感器，既可以發送超聲波，又可以接收超聲波。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。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。1288字節內部RAM掉電標識和快速編程特性采用12MHz高精度的晶振，以獲得較穩定時鐘頻率，減小測量誤差。 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。s。接收到的信號加到BGBG2組成的兩級放大器上進行放大。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。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。設計時取15℃時的聲速為340 m/s則有： csbint=1。 while(csbint) //判斷接收回路是否收到超聲波的回波 { i++。 //計算測量結果 jsz=jsz/2。這些因素使超聲波測距的精度和范圍受到影響。但只要指令速度足夠快，其偏差可以忽略。這是源于計時器本身。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。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。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。參考文獻[1] [J].制作天地，2010,(5):3142[2] 樓然苗，李光飛.《單片機課程設計指導》[M].北京：北京航空航天大學出版社，2007[3] 楊國田 白 焰 董 玲 51單片機實用C語言程序設計[M] 中國電力出版社 2009[4] [N].忻州師范學院校報，[5] 張琛，[J].科技傳播，2010,(13):217222[6] 趙廣濤，[J].微計算機信息，2006,(1):129131[7] [J].自動化系統與用,2010,(6):100102[8] 楊億希，肖博，[N].凱里學院學報,[9] 張波，[J].機床與液壓,2010,(18):5658[10] 王紅云，姚志敏，王竹林，[J].,（11）:4749[11] 李瀚蓀.《電路分析基礎》[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。 軟件方面采用數字信號處理技術，利用算法平均值濾波和相關濾波以抑制帶寬的隨機噪聲，以及在測量時間內近似呈現周期性的干擾并進行補償。如果超聲波的固有頻率為40kHz，并假設接收信號觸發閥值建立時間滯后兩個周期，如果將超聲波的固有頻率提高至200kHz,則測試誤差將縮小5倍。超聲波測距儀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三部分。超聲波測距常用壓電材料制作的傳感器。但這個因素可以通過提高單片機速度，使用高優先級中斷。（3）電路本身影響電路硬件和軟件本身存在一定的缺陷，因此會造成測量誤差，主要表現為：①啟動發射和啟動計時之間的偏差。其中脈沖回波法測距常用，其原理是超聲傳感器發射超聲波，在空氣中傳播至被測物，經反射后由超聲波傳感器接收反射脈沖，測量出超聲脈沖從發射到接收的時間，在已知超聲波聲速的前提下，可計算被測物的距離H，即：H=vt/2。 csbint=1。 i=yzsj。 TH1=0x00。立即停止T0計時。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。數碼管采用動態掃描顯示，段碼輸出端口為單片機的P2口，、,數碼管位驅運用PNP三極管S9012三極管驅動。本系統在編程時選用了后者。 超聲波發送電路Fig. Ultrasonic transmitter circuit t。由K1，K2組成測距系統的按鍵電路。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三部分。中斷可從空閑模喚醒系統全靜態工作模式：0Hz－33MHz顯示電路采用簡單實用的3位共陽LED數碼管，段碼輸出端口為單片機的P2口，、,數碼管位驅運用PNP三極管S9012三極管驅動。由于是利用超聲波測距，要測量預期的距離，所以產生的超聲波要有一定的功率和合理的頻率才能達到預定的傳播距離，同時這是得到足夠的回波功率的必要條件，只有得到足夠的回波頻率，接收電路才能檢測到回波信號和防止外界干擾信號的干擾。利用這一特性可制作成各種頻率的超聲波傳感器。如果在壓電陶瓷晶片上有超聲機械波作用，這將會使其產生機械變形，這種機械變形是與超聲機械波一致的，機械變形使壓電陶瓷晶片產生頻率與超聲機械波相同的電信號。傳感器的主要組成部分是壓電晶片。由于工作頻率與應用目的不同，超聲波傳感器的結構形式是多種多樣的，并且名稱也有不同，例如在超聲檢測和診斷中習慣上都把超聲波傳感器稱為探頭，而工業中采用的流體動力型傳感器稱為“哨”或“笛”。利用超聲檢測往往比較迅速，方便，易于做到實時控制，并且在測量精度方面能達到工業使用的要求，主要應用于倒車雷達、建筑施工工地以及一些工業現場，例如：液位、井深、管道長度等場合。實用的測距方法有兩種，一種是在被測距離的兩端，一端發射，另一端接收的直接波方式，適用于身高計；一種是發射波被物體反射回來后接收的反射波方式，適用于測距儀。利用超聲波檢測距離，設計比較方便，計算處理也較簡單，并且在測量精度方面也能達到農業生產等自動化的使用要求。超聲波作為一種新型的工具在各方面都有很大的發展空間，它將朝著更加高定位高精度的方向發展，以滿足日益發展的社會需求。 國內應用現狀近年來，由于導航系統、工業機器人的自動測距、機械加工自動化等方面的需要，自動測距變得十分重要。交通擁擠狀況也隨之出現，撞車事件也是經常發生，人們在享受汽車帶來的樂趣和方便的同時，更加注重的是汽車的安全性，許多“追尾”事故都與車距有著密切的關系。論文概述了超聲波檢測的發展及基本原理，闡述了超聲波傳感器的原理及特性。第1周：針對選題查資料，確定設計方案；第2周：方案分析比較，電路原理設計，進行元器件及參數選擇；利用 Altium Designer進行電路圖繪制第3周：編寫主程序流程圖和軟件程序及編寫整理設計報告。備注說明：最終成績： 評定教師簽字：課 程 設 計 任 務 書