基于单片机的汽车倒车雷达系统设计 成都工业学院2013届毕业设计（论文）
器的增益进行自动限制。通过反馈将放大器设定于适当的状态，再由限制电平电路进行自动控制。 （2）限度放大器
当信号太强时为了防止放大器过载，限制高电平振幅，同时也可消除寄生调幅干扰。
（3）宽频带滤波器
其频率范围为30Hz～60Hz，其中心频率可调。 （4）检测器
将返回的超声波的包络解调回来。 （5）积分滤波器与整形电路
检测器输出的信号经积分滤波器送到整形电路，输出较好的矩形波。接收的回波信号先经过前置放大器和限幅放大器，将信号调整到合适的幅值；再经过带通滤波器滤波得到有用信号，滤除干扰信号；最后由峰值检波器和整形电路输出到锁相环路，实现准确的计时。超声波接收电路如图3-14所示。
图3-14 超声波接收电路
3.6 距离显示电路
超声波测距显示电路如图3-15所示。通过单片机的P2.0、P2.1、P2.2三个管脚的信号控制四个三极管的基极，利用三极管的开关特性，实现数码管的点亮，从而实现动态显示。
单片机AT89C51采用12MHz高精度的晶振，以获得较稳定的时钟频率，减少
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测量误差。单片机用P1.0端口输出超声波换能器所需的40KHz方波信号，利用外中断0口检测超声波接收电路输出的返回信号。显示电路采用简单实用的3位共阳LED数码管，用于显示车尾障碍物的距离，由单片机P0.0～P0.6接LED的a～g七个笔段，P2.0～P2.2选择端，通过软件以动态扫描方式显示。
图3-15 距离显示电路
3.7 报警电路
3.7.1 音频集成功放LM386简介
LM386是美国国家半导体公司生产的音频功率放大器。具有自身功耗低、更新内链增益可调整、电源电压范围大、外接元件少和总谐波失真小等优点的功率放大器，广泛应用于录音机和收音机之中。为使外围元件最少，电压增益内置为20。但在1脚和8脚之间增加一只外接电阻和电容，便可将电压增益调为任意值，直至 200。输入端以地为参考，同时输出端被自动偏置到电源电压的一半，在6V电源电压下，它的静态功耗仅为24mW，使得LM386特别适用于电池供电的场合。
（1）LM386内部电路：
LM386内部电路原理图如图3-16所示。与通用型集成运放相类似，它是一个三级放大电路
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图3-16 LM386内部电路及管脚分布图
第一级为差分放大电路，T1和T3、T2和T4分别构成复合管，作为差分放大电路的放大管；T5和T6组成镜像电流源作为T1和T2的有源负载；T3和T4信号从管的基极输入，从T2管的集电极输出，为双端输入单端输
出差分电路。使用镜像电流源作为差分放大电路有源负载，可使单端输出电路的增益近似等于双端输出电容的增益。
第二级为共射放大电路，T7为放大管，恒流源作有源负载，以增大放大倍数。 第三级中的T8和T9管复合成PNP型管，与NPN型管T10构成准互补输出级。二极管D1和D2为输出级提供合适的偏置电压，可以消除交越失真。
引脚2为反相输入端，引脚3为同相输入端。电路由单电源供电，故为OTL电路。输出端（引脚5）应外接输出电容后再接负载。
电阻R7从输出端连接到T2的发射极，形成反馈通路，并与R5和R6构成反馈网络，从而引入了深度电压串联负反馈，使整个电路具有稳定的电压增益。 （2）LM386的引脚
LM386的外形和引脚的排列如图3-19所示。引脚2为反相输入端，3为同相输入端；引脚5为输出端；引脚6和4分别为电源和地；引脚1和8为电压增益设定端（通过接在1脚、8脚间的电容（1脚接电容+极）来改变增益，断开时增益为20）使用时在引脚7和地之间接旁路电容，通常取10μF。
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3.7.2 报警电路的设计
系统报警电路如图3-17所示主要由一个按键、一个滑动变阻器、一个LM386 音频功率放大器（本设计增益为50，通过管脚1和8之间串联电阻和电容来实现）、一个喇叭组成。
图3-17 报警电路
报警信号由单片机P1.1口输出，经过LM386 音频功率放大器的放大作用驱动喇叭发出警报。当需要报警电路报警时，按下按键就可以通过简单的逻辑运算使报警喇叭发出报警信号；并且可以通过滑动滑动变阻器RV1来调节音量的大小。
第四章 系统软件设计
4.1 系统软件设计的框图
基于单片机的汽车倒车雷达系统的软件设计主要由系统初始化、超声波发射接收、运算结果处理及显示四个主要模块组成。总体框图如图4-1所示。
（1） 系统初始化模块
即系统刚上电的时候对系统的各个引脚的电平分配和对各寄存器的初始赋值。
（2） 运算结果处理模块
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运算结果处理模块将多次所测得时间进行处理，进行软件取大值工作，根据公式计算出距离，然后再对计算得出的结果进行修正处理，数据处理后送至数码显示模块。
（3） 发射接收控制模块：
发射控制模块是软件控制超声波发射电路发射超声脉冲启动定时器，同时启动接收电路，当接收电路有信号输入时，对输入信号进行处理。 （4） 显示模块：
通过该模块的设计能够让所测得的距离显示在数码管上。 （5） 预警模块：
当所测距离小于预先设定值时，通过声音报警来提醒驾驶员。
图4-1软件设计框图
4.2系统程序流程图
软件分为两部分，主程序和中断服务程序，如图4-2所示。主程序完成初始化工作、各路超声波发射和接收顺序的控制。定时中断服务子程序完成三方向超声波的轮流发射，外部中断服务子程序主要完成时间值的读取、距离计算、结果的输出等工作。
主程序首先是对系统环境初始化，设置定时器T0工作模式为16位定时计数器模式。置位总中断允许位EA并给显示端口P0和P2清0。然后调用超声波发生子程序送出一个超声波脉冲，为了避免超声波从发射器直接传送到接收器引起的直射波触发，需要延时约0.1 ms（因为超声波测距会有一个最小可测距离的原因）后，才打
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