超聲波倒車雷達畢業設計(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 端和外圍電路復位端。適用于應用現場干擾大、電壓波動大的工作環境，并且，當系統有多個復位端時，能保證可靠的同步復位。⑶按鍵電平復位，按鍵電平復位是通過使復位端經電阻與VCC電源接通而實現的。考慮本設計結構簡單，干擾小，故采用按鍵電平復位。電路圖如圖10所示。圖10 按鍵電平復位電路 時鐘電路時鐘電路用于產生單片機工作所需要的時鐘信號，單片機本身就是一個復雜的同步時序電路，為了保證同步工作方式的實現，電路應在唯一的時鐘信號控制下嚴格的按時序進行工作。該時鐘電路由兩個電容和一個晶體振蕩器構成。XTAL1是接外部晶體管的一個引腳，在單片機內部，它是一個反相放大器的輸入端，這個放大器構成了片內振蕩器。輸出端為引腳XTAL2，在芯片的外部通過這兩個引腳接晶體振蕩器和微調電容，形成反饋電路，構成一個穩定的自激振蕩器。電路中的電容一般取30左右，電路中采用12，晶體振蕩器的頻率越高，振蕩頻率就越高。其電路如圖11所示。圖11 時鐘電路 超聲波測距電路，利用外中端口檢測超聲波接收電路的返回信號，顯示電路采用簡單的1602液晶。采用STC89C52來實現對CX20106A紅外接收芯片和超聲波轉換模塊的控制。然后利用單片機的INTO，當INTO引腳的電平由高電平變為低電平時就認為超聲波已經返回。計數器所記的數據就是超聲波所經歷的時間，通過換算就可以得到傳感器與障礙物之間的距離。本系統的特點是利用單片機控制超聲波的發射和對超聲波自發射到接收往返時間的計時。3 芯片的介紹 系統主控芯片的介紹選擇STC89C52單片機作為該系統的主控芯片。STC89C52片內含有8K的可反復擦寫的只讀Flash程序存儲器和512 bytes的隨機存取數據存儲器（RAM）。40個引腳，32個雙向輸入/輸出（I/O）端口，同時含有3個16位可編程定時器，2個串行中斷，2個外部中斷源和2個讀寫中斷口線。性能卓越，保密性好，因為采用串口燒寫所以燒寫更方便更安全，不用擔心會燒壞芯片，STC單片機可重復燒寫10萬次,是普通51單片機的100倍。STC89C52完全兼容AT89C5AT89C52 、AT89S5 AT89S52 ,擴展性比AT89S52強很多。STC89C52的管腳圖如圖13：圖13 STC89C52管腳I/O端口的編程實際上就是根據應用電路的具體功能和要求對I/O寄存器進行編程。具體步驟如下：⑴根據實際電路的要求，選擇要使用哪些I/O端口，用EQU偽指令定義其相應的寄存器；⑵初始化端口的數據輸出寄存器，應避免端口作為輸出時的開始階段出現不確定狀態，影響外圍電路正常工作；⑶根據外圍電路功能，確定I/O端口的方向，初始化端口的數據方向寄存器。對于用作輸入的端口可以不考慮方向初始化，因為I/O的復位缺省值為輸入；⑷用作輸入的I/O管腳，如需上拉，再通過輸入上拉使能寄存器為其內部配置上拉電阻；⑸最后對I/O端口進行輸出（寫數據輸出寄存器）和輸入（讀端口）編程，完成對外圍電路的相應功能。4 系統軟件設計超聲波測距儀的軟件設計主要由主程序、超聲波發生子程序、超聲波接收中斷程序及顯示子程序組成。C語言程序有利于實現較復雜的算法，匯編語言程序則具有較高的效率且容易精細計算程序運行的時間，而超聲波測距儀的程序既有較復雜的計算（計算距離），又要求精細計算程序運行時間（超聲波測距），所以控制程序可采用C語言和匯編語言混合編程。在系統硬件構架了超聲波測距的基本功能之后，系統軟件所實現的功能主要是針對系統功能的實現及數據的處理和應用，系統軟件需要實現以下功能：（1）信號控制在系統硬件中，已經完成了發射電路、接收電路、顯示電路等的設計。在系統軟件中，要完成增益控制信號、發射脈沖信號、遠近控制信號的時序及輸出。（2）數據存儲為了得到發射信號與接收回波間的時間差，要讀出此刻計數器的計數值，然后存儲在RAM中，而且每次發射周期的開始，需要對計數器清零，以備后續處理。（3）信號處理RAM中存儲的計數值并不能作為距離值之間顯示和輸出，因為計數值與實際的距離值之間要通過公式轉換，其中t為發射信號到接收之間經歷的時間，為方波信號作為計數脈沖時計數器的時間分辨率，N為計數器的值。在這部分中，信號處理包括計數值與距離值的換算，二進制數與十進制數的轉換。（4）數據傳輸與顯示經軟件處理得到的距離送到LED數碼管顯示。由于距離值的得出及顯示是在中斷子程序中完成的，因此在初始化發射程序后進入中斷響應的等待。在中斷響應之后，原始數據經計數值與距離值換算子程序，二進制與十進制轉換子程序后顯示輸出。整個系統軟件的功能的實現可以分為主程序、中斷服務程序幾個主要部分。 算法設計超聲波測距的原理是超聲波發生器T在某時刻發出一個超聲波信號，當這個超聲波信號遇到障礙物后反射回來，就被超聲波接收器R所接收。這樣只要計算出從發出超聲波信號到接收到返回信號所用的時間，就可算出超聲波發生器與障礙物之間的距離。距離的計算公式為： (6)其中，H為障礙物與測距儀的距離，s為超聲波往返的路程，為超聲波的速度，為超聲波往返所用的時間。在啟動發射電路的同時啟動單片機內部的定時器T0，利用定時器的計數功能記錄超聲波發射的時間和接收到反射波的時間。當收到超聲波反射波時，接收電路輸出端產生一個負跳變，在INT0或INT1端產生一個中斷請求信號，單片機響應外部中斷請求，執行外部中斷服務子程序，讀取時間差，計算距離。 主程序主程序是單片機程序的主體，整個單片機端系統軟件的功能的實現都是在其中完成的，在此過程中主程序調用了子程序及中斷服務程序。主程序首先要對系統環境初始化，設置定時器T0工作模式為16位定時/計數器模式，置位總中斷允許位EA并對顯示端口P0和P2清零；然后調用超聲波發生子程序送出一個超聲波脈沖，為了避免超聲波從發射器直接傳送到接收器引起的直射波觸發，（這也就是超聲波測距器會有一個最小可測距離的原因）后才打開外中斷0接收返回的超聲波信號，由于采用的是12的晶振，計數器每計一個數就是1，所以當主程序檢測到接收成功的標志后，將計數器T0中的數（即超聲波來回所用的時間）按式（7）計算，即可得被測物體與障礙物之間距離，設計時取20℃時的聲速為344，則有 （7）其中：為計數器T0的計數值。測出距離后，結果將以十進制BCD碼方式送往數碼管顯示。圖15所示為主程序流程圖。程序如下 includeinclude define uchar unsigned chardefine uint unsigned intsbit beep=P1^4。 //蜂鳴器 sbit lcdrs=P1^0。 //液晶數據命令選擇端sbit lcdrw=P1^1。 //讀寫端sbit lcden=P1^2。 //使能端sbit trig=P1^3。 //超聲波發送sbit echo=P3^2。 //超聲波接受uchar dis[]=the distance is :。uchar num[]=0123456789。uint distance,flag,a=0。void delay(uint z){uint x,y。for(x=z。x0。x)for(y=121。y0。y)。}void HC_init(){ TMOD=0x09。 TR0=1。 TH0=0。 TL0=0。}uint HC_jisuan(){ uint dist,time。 a=0。 if(flag==1) { time=TH0*256+TL0。 dist=time*。 if(dist300) { a=1。 } } if(flag==0) { dist=0。