1、摘 要隨著單片機(jī)技術(shù)的發(fā)展，單片機(jī)與超聲波技術(shù)的不斷結(jié)合，超聲波技術(shù)的應(yīng)用前景更加廣闊。本文介紹了汽車倒車測距的設(shè)計原理以及實現(xiàn)方法，討論了提高測距精度的措施，提出了干擾噪聲的處理方法，并在測距中進(jìn)行了溫度補償和對時間計算的誤差修正。本系統(tǒng)結(jié)合MCS-51系列單片機(jī)，測量范圍為0.23.0m，測量范圍邊線的夾角為。測距精度為，具有較高的實際應(yīng)用價值。 關(guān)鍵詞: 單片機(jī) 超聲波 測距 Application on Ultrasonic Distance Measurement in Safety Early Warning System of AutomobileAbstractAlong wi

2、th the single card machine technical shape, the single the machine of card join together with super a technical continuously, the super a technical and applied prospect is more vast.This paper introduces the design of car back alert and how to process temperature compensation and amend error of calc

3、ulating time while testing the distance by ultrasonic And methods for improving the precision of testing the distance was discussed at the same a way of processing the interferential noises was put forward. The detecting range is between 0.23.0 meter in front of the automobile, and the included angl

4、e is 76 degree form left borderline to right borderline. The relative error between the detecting value and the real distance is.Keywords: Single-chip microprocessor Ultrasonic Measure distance 目 錄第一章 緒論11.1 論文選題背景及研究意義11.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀11.3 論文研究的主要內(nèi)容1第二章 方案論證22.1 系統(tǒng)設(shè)計要求22.2 系統(tǒng)方案論證22.2.1 單片機(jī)選擇論證22.2.2 傳感器

5、選擇論證2第三章 硬件電路設(shè)計3第四章 軟件設(shè)計4總 結(jié)5致 謝6參考文獻(xiàn)7附錄1：程序清單8附錄2：系統(tǒng)原理圖10第一章 緒論1.1 論文選題背景及研究意義隨著當(dāng)今經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，中國城市汽車的持有量迅速增加，交通事故與日俱增。智能交通是二十一世紀(jì)交通運輸?shù)闹匾l(fā)展方向【1】。 本文設(shè)計的汽車測距安全預(yù)警系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)倒車時有效的避開可能對車輛造成危害的障礙物和行人，有效地避免由于倒車事故的經(jīng)濟(jì)損失和人身的安全問題，同時也為靠墻、狹窄處轉(zhuǎn)彎及入庫提供了方便、安全的示警。此外，本系統(tǒng)在橋梁、隧道、涵洞的距離檢測中等方面也有很廣泛的應(yīng)用。1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀超聲波測距技術(shù)目前發(fā)展的很快，尤其是

6、隨著單片機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，超聲波測距技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域更加廣闊【2】。目前國內(nèi)外主要應(yīng)用有：1.3 論文研究的主要內(nèi)容本文采用89C51單片機(jī)為控制核心，結(jié)合超聲波傳感器，設(shè)計了相應(yīng)的超聲波發(fā)射、接收電路及報警顯示電路，具有語音報警提示、距離顯示等功能。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，性能可靠，具有一定的實際應(yīng)用價值。 第二章 方案論證2.1 系統(tǒng)設(shè)計要求利用單片機(jī)結(jié)合超聲波傳感器，實現(xiàn)對直線距離的動態(tài)測量，配合汽車其它預(yù)警裝置，為汽車的行車安全提供必要的保證。測距距離：0.153.0米，精度5%，報警距離2米，響應(yīng)時間0.1秒。要求系統(tǒng)具有聲光及語音報警功能，功耗低，體積小，工作可靠，抗干擾能力強(qiáng)。2.2 系統(tǒng)方

7、案論證系統(tǒng)的工作原理是將超聲波的傳感器探頭經(jīng)過計算安裝在汽車的尾部，當(dāng)汽車掛倒擋時整個系統(tǒng)自動啟動，在單片機(jī)控制下，通過發(fā)射探頭，每0.05秒發(fā)射一個短促的超聲波脈沖，當(dāng)超聲波脈沖向車后傳播的過程中，如碰到障礙物，就會被反射回來，即回聲波，被接收探頭接收，經(jīng)過放大后送入單片機(jī)處理，根據(jù)發(fā)射超聲波脈沖到接收到回波的時間計算出車尾到障礙物的距離，并將這個距離信號換成相應(yīng)的電信號送入顯示屏顯示、報警。2.2.1 單片機(jī)選擇論證在眾多的51系列單片機(jī)中，ATMEL 公司的AT89C51性價比較高，它不但和8051指令、管腳完全兼容，而且其片內(nèi)的4K程序存儲器采用FLASH工藝，適用于電擦寫，對開發(fā)設(shè)備

8、的要求較低，可大大縮短開發(fā)時間，且寫入單片機(jī)內(nèi)的程序還可方便進(jìn)行加密。此外，價格低廉也是它的主要優(yōu)點，故本系統(tǒng)采用AT89C51為控制核心。2.2.2 傳感器選擇論證 超聲波傳感器是超聲波測距系統(tǒng)中的重要器件。利用壓電效應(yīng)和逆壓電效應(yīng)原理，可將加在其上的電信號轉(zhuǎn)換為超聲機(jī)械波向外輻射；也可以將作用在它上面的超聲機(jī)械波轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的電信號，起著能量轉(zhuǎn)換的作用。市售的超聲波傳感器有專用型和兼用型，專用型是發(fā)送器用作發(fā)送超聲波，接受器用作接收超聲波。而兼用型是收發(fā)一體，只有一個傳感器探頭。具有發(fā)送和接收聲波的雙重作用，稱為可逆元件。市售超聲波傳感器的諧振頻率（中心頻率）有23kHz、40kHz、75k

9、Hz、200kHz、400kHz諧振頻率越高，分辨率也越高，但監(jiān)測的距離將縮短。 （2-1）第三章 硬件電路設(shè)計圖3-1單片機(jī)與PC機(jī)的串口連接圖表3-1幾種常見ADC性能特點比較類型特點典型芯片適用場合優(yōu)點缺點雙積分型1.對積分元件精度要求不高2.對干擾具有很強(qiáng)的抑制能力1.轉(zhuǎn)換速度較低2.輸入帶寬較低CC14433頻率變化較低的采集系統(tǒng)（如數(shù)字式直流電壓表、數(shù)字式溫度計）。并行比較型轉(zhuǎn)換速度高1.精度、分辨率較低2.功耗大、成本高ADS7844對精度要求不太高但對速度要求較高的系統(tǒng)（注：在輸出位數(shù)較多時，一般不采用此類ADC）。逐次逼近型1.精度高、分辨率高2.功耗低、結(jié)構(gòu)簡單3.不存在延

10、遲問題1.采樣速度不太高2.輸入帶寬較低AD7574ADC0809(8位)TDC10135（10位）對精度、分辨率要求高，對速度要求不太高的系統(tǒng)第四章 軟件設(shè)計圖4-1 89C51與PC機(jī)串行通訊子程序流程圖總 結(jié)致 謝本論文是在××老師的悉心指導(dǎo)下完成的。 2010年6月參 考 文 獻(xiàn)1 黃賢武，鄭霞.傳感器原理與應(yīng)用M.成都：電子科技大學(xué)出版社，19952 魏海坤.神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的泛化理論和泛化方法J.自動化學(xué)報，2001，27（6）：806-8153 王海燕，盛昭瀚，張進(jìn).多變量時間序列復(fù)雜系統(tǒng)的相空間重構(gòu)J.東南大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版），2003,33(1):115-118

11、附錄1：程序清單主程序：ORG 0000HLJMP MAIN ；復(fù)位轉(zhuǎn)主程序ORG 0003HLJMP INT0 ；中斷 ORG 001BHLJMP IT1 ；T1中斷ORG 0100HMAIN： MOV SP，#60H ；置堆棧指針 CLR A MOV P1，#OFFH ；停顯示 CLR P3.4 ；不發(fā)射 SET P3.6 ；燈亮 SET P3.5 ；發(fā)嘟聲 MOV 40H，#7EH ；顯示符號“”顯示單元 MOV 41H，#7EH MOV 42H，#7EH MOV 32H，#160 ；置顯示循環(huán)數(shù) LCALL DIR ；調(diào)用顯示子程序 MOV IP， #00000001B ；置為高優(yōu)先級

12、 MOV TMOD，#00010001B ；置T0、T1定時器方式1 MOV TH1，#9EH ；置T1時間常數(shù)25ms。 MOV TL1，#58H SETB TR1 ；T1運行 MOV IE，#10001001B ；T1開中 MOV A, 20H CJNE A, #55H, C1 LJMP CL1 C1: JNC C2 CL1: LCALL L1 C2: CJNE A, #AAH, C3 LJMP CL2 C3: JNC C4 CL2: LCALL L2 C4: LCALL L3 LJMP $ MOV 20H，#00H ；各標(biāo)志位清零 MOV 21H，#00H MOV 22H，#00H MOV 23H，#00H MOV 44H，#00H ；置嘟聲方波初值6.375s MOV 45H，#00H ；置閃爍間隔時間4×25ms=0.1s MOV R2， #04H ；置信號計數(shù)器初值 MOV R3， #04H ；置連續(xù)無回波信號計數(shù)器初值TLOOP： MOV TH0，#00H ；T0值清零 MOV TL0，#00H SETB P3.4