汽车倒车测距仪毕业设计论文(1) - 图文(4)

2019-04-09 10:02

巧的8 位CPU 和在系统可编程Flash,使得STC89C52为众多嵌入式控制应用系

统提供高灵活、超有效的解决方案。

它具有以下标准功能: 8k字节Flash,512字节RAM, 32 位I/O 口线,看门狗定时器,内置4KB EEPROM,MAX810复位电路,3个16 位定时器/计数器,4个外部中断,一个7向量4级中断结构(兼容传统51的5向量2级中断结构),全双工串行口。另外 STC89C52 可降至0Hz 静态逻辑操作,支持2种软件可选择节电模式。空闲模式下,CPU 停止工作,允许RAM、定时器/计数器、串口、中断继续工作。掉电保护方式下,RAM内容被保存,振荡器被冻结,单片机一切工作停止,直到下一个中断或硬件复位为止。最高运作频率35MHz,6T/12T可选。

3.4.2 时钟电路

单片机各功能部件的运行都是以时钟控制信号为基准,有条不紊地一拍一拍地工作。因此,时钟频率直接影响单片机的速度,时钟电路的质量也直接影响单片机系统的稳定性。常用的时钟设计有两种方式,一种是内部时钟方式,另一种方式为外部时钟方式[11]。本设计采用内部时钟方式。

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图3-11 时钟电路

3.4.3 复位电路

复位方法一般有上电自动复位和外部按键手动复位,单片机在时钟电路工作以后, 在RESET端持续给出2个机器周期的高电平时就可以完成复位操作。例如使用晶振频率为12MHz时,则复位信号持续时间应不小于2us。本设计采用的是自动复位电路

图3-12 复位电路

第4章 系统的软件设计

4.1 系统的主程序设计

整个系统的设计的关键是对距离进行测量的,然后通过单片机来处理测量数据是比较容易实现的,能精确的实现测距。在测距中,各种信号对声速的影响都将干扰到测距的准确性,其中超声波的余波信号对整个设计中测距的精确度的干扰的影响比较大。超声波接收回路中的超声波信号一共有两种波信号:

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第一种波信号为余波信号就是当发射探头发射出信号之后,超声波接收探头马上就接收到的超声波信号,实际就是超声波的发射信号;另一种波信号就是有效信号,即经过障碍物表面反射回来的超声波回波信号,也是所需要测量的距离数值。

在进行超声波测距时,实际上测距就是记录从超声波发射电路发射超声波信号开始到接收到信号的声波的往返时间差,然后通过数据计算出距离,对于回波信号需要进行检测的有效信号是反射物体反射的回波信号,所以要尽量避免在检测时候检测到余波信号[4]。余波就是在发射超声波时超声波信号直接到达接受探头的波信号,同时余波信号也是超声波测量时存在测量盲区的最主要的原因。

超声波接收电路在接收到超声波回波后,向单片机发出有效信号,单片机通过外部中断的改变记录回波信号的到达时间,中断发生之后就是表示已经接收到了回波信号,这个时候停止计时,并且读取计数器中的数值,这个数值就是需要进行测量的时间差的数据。

程序中对测距距离的计算方法是按上一章中提到的公式(3-2) 进行计算的,其中,N为计数器的值,声速的值取为340 m/s。

综合以上的分析可以得到系统主程序的流程图,系统主程序流程图如图4-1所示。

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开始 系统初始化 测得距离与设定值比较,Y 启动报警电路开始报警 N 距离比较,报警是否持续 Y 报警结束 N Y 再次检测等待下次报警 N 结束

图4-1 主程序工作流程图

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第5章 硬件组装及调试

5.1 硬件组装及调试

本次设计的汽车倒车测距仪以HC-SR04型的超声波测距传感器模块为主体,中心频率是基本稳定在40 kHz,安装时保持模块平整摆放即使两超声波探头的中心轴线平行。其它硬件的组装和连线焊接如下:P2口分别接到四位八段的共阳数码管的a、b、c、d、e、f、g、dp引脚上,用来进行动态的段扫描;P1口的P1.4、P1.5、P1.6、P1.7控制四位数码管的片选;P3口的P3.7通过一个三极管连接到蜂鸣器上,构成蜂鸣器报警电路,进行蜂鸣器鸣叫报警;P1.0端口接超声波模块的发射端;P3.2端口接超声波接收端,用作判断超声波是否接收到了回波的信号,并控制计数器停止计时。

超声波测距时需要测的是从发射开始到接收到回波信号的这段时间里的声波往返的时间差,由于需要对接收到的回波信号进行检测,而检测的有效信号为反射的回波信号,所以应该要尽量避免检测到余波信号而超声波检测中最小测量盲区存在的主要原因也是因为余波干扰的缘故[18]。因为超声波测距所能测的距离的大小与传感器的驱动功率、测量方法有很大关系,而且本设计理论上的测量距离范围为10cm~4m,测量的误差比较小,测量显示值稳定,能基本满足设计要求。实验测量值为12cm,同时蜂鸣器发出鸣叫,实际测量距离为12.4cm基本能测准,且比较稳定。

5.2 误差原因分析

本系统在设计和数据的计算过程中无可避免地会产生一定的误差,以下对可能产生误差的原因进行分析:

(1) 环境的温度所引起的误差

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