汽車倒車?yán)走_(dá)系統(tǒng)設(shè)計(jì)(編輯修改稿)

　

【文章內(nèi)容簡介】 流信號轉(zhuǎn)化的近似直流電壓信號與設(shè)定的基準(zhǔn)電壓比較，當(dāng)信號電壓大于基準(zhǔn)電壓時(shí)，比較器輸出正脈沖，三極管VT1導(dǎo)通，同時(shí)定時(shí)器、計(jì)數(shù)器產(chǎn)生定時(shí)中斷，記錄發(fā)射信號與接收信號的時(shí)間間隔，并轉(zhuǎn)換為距離。 圖32 超聲波檢測接收電路圖 圖33所示為超聲波報(bào)警電路，封裝為SN74LS00的兩個(gè)與非門C、D組成的多諧振蕩器，輸出諧振頻率約為800Hz的信號，經(jīng)集成功率放大器LM386放大后，驅(qū)動(dòng)揚(yáng)聲器發(fā)出嘟聲作為報(bào)警。，高電平時(shí)起振，低電平時(shí)停振。，即控制嘟聲的間隙時(shí)間，發(fā)出不同的報(bào)警音。距離越近，報(bào)警音越急。圖33 超聲波聲光報(bào)警電路 超聲波顯示及控制部分電路 對 AT89C51的描述及其功能特性AT89C51是一個(gè)低電壓，高性能CMOS 8位單片機(jī)帶有4K字節(jié)的可反復(fù)擦寫的程序存儲(chǔ)器（PENROM）。和128字節(jié)的存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（RAM），這種器件采用ATMEL公司的高密度、不容易丟失存儲(chǔ)技術(shù)生產(chǎn)，并且能夠與MCS51系列的單片機(jī)兼容。片內(nèi)含有8位中央處理器和閃爍存儲(chǔ)單元，有較強(qiáng)的功能的AT89C51單片機(jī)能夠被應(yīng)用到控制領(lǐng)域中。AT89C51提供以下的功能標(biāo)準(zhǔn)：4K字節(jié)閃爍存儲(chǔ)器，128字節(jié)隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，32個(gè)I/O口，2個(gè)16位定時(shí)/計(jì)數(shù)器，1個(gè)5向量兩級中斷結(jié)構(gòu)，1個(gè)串行通信口，片內(nèi)震蕩器和時(shí)鐘電路。另外，AT89C51還可以進(jìn)行0HZ的靜態(tài)邏輯操作，并支持兩種軟件的節(jié)電模式。閑散方式停止中央處理器的工作，能夠允許隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器、定時(shí)/計(jì)數(shù)器、串行通信口及中斷系統(tǒng)繼續(xù)工作。掉電方式保存隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器中的內(nèi)容，但震蕩器停止工作并禁止其它所有部件的工作直到下一個(gè)復(fù)位。 AT89C51 單片機(jī)的原理及工作特點(diǎn)5l系列單片機(jī)中典型芯片(AT89C51)采用40引腳雙列直插封裝(DIP)形式， 內(nèi)部由CPU，4kB的ROM，256 B 的 RAM，2個(gè)16b 的定時(shí)／計(jì)數(shù)器T0和T1，4個(gè)8 b 的 I/O 端 I：IP0，P1，P2，P3，一個(gè)全雙功串行通信口等組成。特別是該系列單片機(jī)片內(nèi)的 F lash 可編程、可擦除只讀存儲(chǔ)器(E~PROM)，使其在實(shí)際中有著十分廣泛的用途，在便攜式、省電及特殊信息保存的儀器和系統(tǒng)中更為有用。該系列單片機(jī)引腳與封裝如圖 34 所示。圖34 AT89C51單片機(jī)結(jié)構(gòu)及引腳圖5l系列單片機(jī)提供以下功能：4 kB存儲(chǔ)器；256 BRAM；32條I/O線；2個(gè)16b定時(shí)／計(jì)數(shù)器；5個(gè)2級中斷源；1個(gè)全雙向的串行口以及時(shí)鐘電路。空閑方式：CPU停止工作，而讓RAM、定時(shí)／計(jì)數(shù)器、串行口和中斷系統(tǒng)繼續(xù)工作。掉電方式：保存RAM的內(nèi)容，振蕩器停振，禁止芯片所有的其他功能直到下一次硬件復(fù)位。5l系列單片機(jī)為許多控制提供了高度靈活和低成本的解決辦法。充分利用他的片內(nèi)資源，即可在較少外圍電路的情況下構(gòu)成功能完善的超聲波測距系統(tǒng)。 單片機(jī)發(fā)出超聲波測距是通過不斷檢測超聲波發(fā)射后遇到障礙物所反射的回波，從而測出發(fā)射和接收回波的時(shí)間差tr，然后求出距離S＝Ct/2，式中的C為超聲波波速。限制該系統(tǒng)的最大可測距離存在4個(gè)因素：超聲波的幅度、反射的質(zhì)地、反射和入射聲波之間的夾角以及接收換能器的靈敏度。接收換能器對聲波脈沖的直接接收能力將決定最小的可測距離。為了增加所測量的覆蓋范圍、減小測量誤差，可采用多個(gè)超聲波換能器分別作為多路超聲波發(fā)射/接收的設(shè)計(jì)方法。由于超聲波屬于聲波范圍，其波速C與溫度有關(guān)。 在各種電子設(shè)備中，直流穩(wěn)壓電源是必不可少的組成部分，它是電子設(shè)備唯一的能量來源，穩(wěn)壓電源的主要任務(wù)是將50Hz 的電網(wǎng)電壓轉(zhuǎn)換成穩(wěn)定的直流電壓和電流，從而滿足負(fù)載的需要，直流穩(wěn)壓電源一般由整流、濾波、穩(wěn)壓等環(huán)節(jié)組成。其電路圖如圖35所示。其中，變壓器將交流電源（220V/50Hz）變換位符 合整流電路所需要的交流電壓；整流電路是具有但方向?qū)щ娦阅艿恼髌骷瑢⒔涣麟妷赫鞒蓡畏较蛎}動(dòng)的直流電壓；濾波電路濾去單向脈動(dòng)直流電壓中的交流部分，保留直流成分，盡可能供給負(fù)載平滑的直流電壓；穩(wěn)壓電路是一種自動(dòng)調(diào)節(jié)電路，在交流電源電壓波動(dòng)或負(fù)載變化時(shí)，通過此電路使直流輸出電壓穩(wěn)定。20V交流電通過電源變壓器變換成交流低壓電源，再經(jīng)過橋式整流電路D1~D4和濾波電容的整理和濾波，在固定式三端穩(wěn)壓器LM7805的Vin和GND兩端形成一個(gè)并不十分穩(wěn)定的直流電壓。此直流電壓經(jīng)過LM7805的穩(wěn)壓和電容濾波便在穩(wěn)壓電源的輸出端產(chǎn)生了精度高、穩(wěn)定度好的直接輸出電壓。如37所示的電路為輸出電壓為+5V、。它由電源變壓器，橋式整流電路D1~D4，濾波電容CC8，防止自激電容C1C16和一只固定式三端穩(wěn)壓器（7805）組成。 圖35 電源電路超聲波測距儀顯示模塊電路如圖36所示。通過單片機(jī)的22228四個(gè)管腳的信號控制四個(gè)三極管的B極，利用三極管的開關(guān)特性，實(shí)現(xiàn)數(shù)碼管的點(diǎn)亮，從而實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)顯示。采用LED 動(dòng)態(tài)顯示，數(shù)據(jù)經(jīng)過PIC 芯片的計(jì)算后傳到LED上，顯示精度是厘米。單片機(jī)AT89C51采用12MHz高精度的晶振，以獲得較穩(wěn)定的時(shí)鐘頻率，減少測量誤差。，利用外中斷0口檢測超聲波接收電路輸出的返回信號。顯示電路采用簡單實(shí)用的3位共陽LED數(shù)碼管用于顯示車尾障礙物的距離，—~dp八個(gè)筆段，通過軟件以動(dòng)態(tài)掃描方式顯示。段碼用74LS244驅(qū)動(dòng)。 圖36單片機(jī)及顯示系統(tǒng)電路圖 溫度測量電路 由于超聲波的傳播速度V受到空氣中的溫度、濕度、壓強(qiáng)等因素的影響，其中溫度的影響最為突出，溫度每升高1℃。因此在測量精度要求很高的場合，應(yīng)通過溫度補(bǔ)償對超聲波的傳播速度進(jìn)行校正，以提高測量精度，減小誤差。目前，大多數(shù)溫度測控系統(tǒng)在檢測溫度時(shí)，都采用溫度傳感器將溫度轉(zhuǎn)化為電量，經(jīng)信號放大電路放大到適當(dāng)?shù)姆秶儆葾/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成數(shù)字量來完成。這種電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜，調(diào)試繁雜，精度易受元器件參數(shù)的影響。為此，利用一線性數(shù)字溫度計(jì)即集成溫度傳感器DS18B20和單片機(jī)，構(gòu)成一個(gè)高精度的數(shù)字溫度檢測系統(tǒng)。DS18B20數(shù)字式溫度傳感器與傳統(tǒng)的熱敏電阻溫度傳感器不同，能夠直接讀出被測溫度值，并且可根據(jù)實(shí)際要求，通過簡單的編程，實(shí)現(xiàn)9～12位的A/D轉(zhuǎn)換。因而，使用DS18B20可使系統(tǒng)結(jié)構(gòu)更簡單，同時(shí)可靠性更高。溫度測量范圍從55～+125℃，在10～+85℃℃，而在整個(gè)溫度測量范圍內(nèi)具有177。2℃的測量精度。本設(shè)計(jì)溫度測量選用DALLAS公司的DS18B20數(shù)字式溫度傳感器，獨(dú)特的一線接口，只需要一條口線通信多點(diǎn)能力，簡化了分布式溫度傳感應(yīng)用，無需外部元件。它通過輸出9位（二進(jìn)制）數(shù)字來直接表示所測量的溫度值，溫度值是通過DS18B20的數(shù)據(jù)總線直接輸入CPU,無需A/D轉(zhuǎn)換，而且讀寫指令，溫度轉(zhuǎn)換指令都是通過數(shù)據(jù)總線傳入DS18B20。DS18B20數(shù)字溫度傳感器除了具有相當(dāng)?shù)臏y量范圍和精度外，還具有溫度測量精度和不受外界干擾等的優(yōu)點(diǎn)。其電路連接如圖37溫度測量電路所示。 圖37溫度測量電路 4 軟件設(shè)計(jì)超聲波