测距离成正比。本次设计采用超声波往返时间检测法，测量原理图如下图3-1所示。
T R L 图3-1 超声波测距原理图
测距时由安装在同位置的超声波发射器和超声波接收器完成超声波的发射和接收，由定时器计时。首先有发射器向特定方向发射超声波并同时启动定时器计时，超声波在介质中传播时，一旦遇到障碍物就会被反射回来，当接收器接收到反射波后立即停止计时。这样，定时器就记录下了超声波自发射点至障碍物之间往返传播经历的时间t(s)。由于常温下，超声波在空气中的传播速度约为340m/s，所以发射点距障碍物之间的距离为：
（3-1）
公式（3-1）中，L为车尾与障碍物的距离，单位为米，t为计时器记录的时间，单位为秒。
由于单片机内部定时器的计时，实际上是对机器周期T机的计数，设计中时钟频率fosc取12MHz，设计数值为N，则
T机=
=1μs，t=N×T机=N×10-6 (s)
L=170×N×T机=170×N×10-6 (m)
或 L=0.017×N (cm) （3-2）
程序中按（3-2）式计算车尾与障碍物间的距离。
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3.1.6HC-SR04超声波测距模块
HC-SR04超声波测距模块是将超声波发射探头、超声波接收探头、MAX232、TL074C及STC11等器件与超声波收发电路集成到的一起的一个超声波测距模块。可提供10cm-400cm的非接触式距离感测功能，测距精度可达高到10mm。模块包括超声波发射器、接收器与控制电路。HC-SR04超声波测距模块的电气参数如表3-1所示。
HC-SR04基本工作原理：
(1)采用IO口TRIG触发测距，给最少10μs的高电平信号 (2)模块自动发送8个40KHz的方波，自动检测是否有信号返回
(3)有信号返回，通过IO口ECHO输出一个高电平，高电平持续的时间就是超声波从发射到返回的时间。
表3-1 HC-SR04超声波测距模块的电气参数 电气参数 工作电压 工作电流 工作频率 最远射程 最近射程 测量角度 输入触发信号 输出回响信号 规格尺寸
HC-SR04超声波测距模块
DC 5 V 15mA 40kHz 4m 10cm 15度 10μs的TTL脉冲
输出TTL 电平信号，与射程成比例
45×20×15mm
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一个控制口发出一个10μs以上的高电平，就可以在接收口等待高电平输出。一有输出就可以开定时器计时，当此口变为低电平时就可以读定时器的值，此时间就为此次测距的时间，通过运算即可得出距离。这样不断的循环周期测量，就可以在不停地移动的过程中测量距离值了[2]。但是，为防止发射信号对回收信号的影响，HC-SR04超声波测距模块的测量周期最好定在60ms以上，所以本设计将测量周期定在80ms。
HC-SR04超声波测距模块的时序图如图3-4所示。
输出回响信号 模块内部发出信号
循环发出8个40KHz的脉冲
触发信号
10μs的TTL
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回响电平输出与检测距离成正比
图3-4 HC-SR04超声波测距模块的时序图
图3-4表明只需要提供一个10μs以上脉冲触发信号，该模块内部将发出8个40KHz周期电平并检测回波。一旦检测到有回波信号则输出回响信号。回响信号的脉冲宽度与所测的距离成正比。由此通过发射信号到收到的回响信号时间间隔可以计算得到距离。
3.2 显示模块设计
在单片机系统中，最常用的显示器有：发光二极管，简称LED(Light Emitting Diode)；液晶显示器，简称LCD；荧光管显示器，简称VFD(Vacuum Fluorscents Display)。其中LED是一种极低功耗显示器，广泛应用于测量产品中。由于本课题不需要复杂的显示信息，所以选择的是LED显示模块，可以节约硬件资源，降低成本。
LED数码管里面有8只发光二极管，分别记作a、b、c、d、e、f、g、dp，其中dp为小数点，每一只发光二极管都有一根电极引到外部引脚上，而另外一只引脚就连接在一起同样也引到外部引脚上，记作公共端（COM），如图3-6所示，而图3-7为实物图，其中引脚的排列因不同的厂商而有所不同。
图3-6 LED数码管引脚图 图3-7 LED数码管实物图
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市面上常用的LED数码管有两种即共阳极数码管与共阴极数码管。共阳极是数码管里面的发光二极的阳极接在一起作为公共引脚即公共阳极，在使用时此公共引脚接到电源正极。相反，共阴极就是数码管里面的发光二极管的阴极接在一起作为公共引脚即公共阴极，在使用时此引脚接到电源负极。
3.3 报警电路设计
如下图所示，用一个Speaker和三极管、电阻接到单片机的P13引脚上，构成声音报警电路
图3-9 报警电路
3.4 单片机控制电路设计
3.4.1 主控芯片STC89C52
STC89C52RC是STC公司生产的一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有 8K字节系统可编程Flash存储器。STC89C52使用经典的MCS-51内核，但做了很多的改进使得芯片具有传统51单片机不具备的功能。在单芯片上，拥有灵
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