汽车倒车超声波报警器的设计与实现毕业设计论文(编辑修改稿)

汽车倒车超声波报警器的设计与实现毕业设计论文(编辑修改稿)内容摘要：

声波法与其他两种方式相比具有明显优点 ,超声波测速测距的基本原理是利用它反射的特性。 超声波发生器发射 40 kHz 超声波遇到障碍物后发出反射波 ,超声波接 收器接收到反射波信号后 ,会并将其转换成电信号 ,测量发射波与回波之间的时间间隔Δ T,并根据公式R=(Δ T v)/2 计算距离 (v 为超声波传播速度 )。 超声波的特点是对雨、雾、雪的穿透能力强 ,可以在恶劣气候条件下工作 ,系统制作简便、成本低。 整体设计方案 本系统是以 SPCE061A 为核心，三个超声波测距模组逐一排布，组成线阵的传感器阵列。 此外，接有转接板，发光二极管显示模块。 系统组成如下图所示： 湖北文理学院 ５ 图 系统硬件结构图 SPCE061A 单片机作为主控芯片，通过 I/O 端口来控制 CD4052，以选择不同的传感器通道。 本方案采用 IOB0 和 IOB1 控制 CD4052 的 A A0，而 IOB2 作为检测超声波模组返回的信号， IOB3 是控制超声波模组发射超声波信号的使能控制端口。 这样通过 CD4052 的通道切换，就能利用较少的端口来完成多个模组的切换使用。 此外，超声波测距模组使用的是脉冲测量法，也就是测量发射超声波的时刻与接收到反射回波信号的时刻之间的时差，运用超声波在空气中传播速度已知的条件，计算出被测目标与传感器之间距离。 为了保证测量的可靠，检测回波信号时，运用 SPCE061A 的外部中断对回波的上升 沿进行检测，且利用定时器 B 进行计时。 在显示控制方面，系统分别利用 IOAIOA IOA9 三个端口控制三个发光二极管。 工作原理和工作方式 人可以听到的声音频率为 :20Hz~20kHz,即为可听声波 ,超出此频率范围的声音 ,20Hz以下湖北文理学院 ６ 的声音称为低频声波 ,一般大于 20kHz 声音 是 超声波。 对于 超声波 ， 只有 很少 生物 (蝙蝠、海豚 )才能感觉到的机械波 ,其频率在 20kHz 以上 ,绕射小，波长短 ,可定向传播。 超声波 都是沿直线传播的 ,频率越 低 ,绕射能力就越 强 ,于是 反射能力 也就 越 弱。 所以 ,根据这一 特点能做成超声波的传感装置。 超声波 的测距基本是运用 超声波 的发射装置往一个 方向发 出 超声波 ,从发射起 开始计 算 时 间 ,超声波一般在气体里传播 ,途中 碰 到 阻碍 物就 会马上返回来 ,超声波 的 接收 装置接收到 反射波就会 马上停止计算时间。 超声波 一般在 气 体里 传播 的 速度 是 v(随温度的变化而变化 )， 由 计时器 所得到 时间 t,就能 得到 发射 位置到妨 碍物 总 距离 (s),即 :s=v*t/2。 运用 超声波 去测量 ,就能 由 测量 的 反射波 和 发射波时间 的 间隔 ,来完成测距目的。 三种测量 距 离的 方法 : (1)相同位置检测 法 —— 同一位置 检测 方 法精度高 ,可是 检测 的 范围 毕 竟 有限 ， (2)超 声波 振 幅值 的 检测 方 法 —— 超 声波 振 幅值 的 检测法 容易被 反射波 所干扰， (3)渡越时间 的 检测 方 法 —— 渡越时间 的 检测 方 法 不光 工作方式 比较直观、简单 ， 在软件方面设计以及硬件方面设计 都很容易实现。 其原理 :检测 装置从 发射传感器 到 发 出 超声波 ,经过 气体到 达 接收 的 传感器时间 ,这个时间 也就 是渡越 的 时间。 此 设计超声波 的 测距 也就 是 运 用渡越时间 的 检测 方 法。 在 运动的 车辆 里运 用超声波 的 传感器 ,是 运 用超声波 在气体里定 固体反射 的 特性 (包括 纵波 )传播 ， 接收 本身 发 出 超声波 的 反射这一 信号 ,基于 超声波 发射和返回 波 所 接收时间差、传播 速度 ,来算出 传播 总 距离 ,来得到障碍物到车辆的距离。 核心器件简介 湖北文理学院 ７ 本系统用 SPCE061A 单片机为主控制器，传感器模块采用凌阳大学计划的“超声波测距模组”。 此外，为了使这三个传感器模块可以组合在一起，且可靠的工作，还需要一个转接板，可以运用 4052 模拟开关器件制作， 需要外接三个发光二极管。 下面分别介绍这些模块特性。 SPCE061 芯片 的特征 SPCE061 简介 SPCE061A 是凌阳科技研发生产性价比非常高的一款十六位单片机，具有易学效率较高、易使用的一套指令系统和集成开发 环境。 在这个环境里，支持标准 C 语言，可以实现凌阳汇编语言与 C 语言的互相调用，并且，提供了语音识别和语音录放的库函数，只要了解库函数使用，就会非常容易完成语音录放，这些都为软件开发提供了很方便条件： SPCE061A 片内还集成了一个 ICE（在线仿真电路）接口，使对该芯片的仿真、编程都变得很方便，而 ICE 接口不占用芯片的硬件资源，根据凌阳科技提供的集成开发环境（ unSP IDE），用户可以利用它对芯片进行真实仿真，而程序的下载（烧写）是通过该接口实现的。 下图为 SPCE061A 单片机的内部结构框图 图 SPCE061 内部结构图 芯片特性 .. 16 位μ‘ nSP 微 型的 处理器； .. 工作 的 电压： IO 口工作 的 电压 VDDH 是 VDD~(I/O)， 内核工作 的 电压 VDD 是湖北文理学院 ８ ~(CPU) .. CPU 时钟： — ； .. 内置 2K 字 Sram； .. 内置 32K 闪存 ROM； .. 晶体 的 振荡器 ； ..可编制的音频 ； .. 系统 在 备用 时 (时钟 是 停止 的 状态 )，耗电 低于 2μ ； .. 2 个 16位可编 程定时器 /计数器 (可自动预置初始计数值 )； .. 32 位通用 的 可编程 的 输入 或 输出端口； .. 2 个 10位 DAC(数 模 的 转换 )和 输出 的 通道； .. 14 项 中断源 都 来自 于 定时器 A / B，时基， 2个外时钟源 的 输入键 的 唤醒； .. 它们拥有 触键唤醒 所有 功能； .. 使用凌阳音频编码 SACM_S240 方式 ( 位 /秒 )，能容纳 210 秒的语音数据； .. 锁相环 PLL 振荡器提供系统时钟信号； .. 32768Hz 实时时钟； .. 7 通道 10 位电压模 数转换器 (ADC)和单通道声音模 数转换器； .. 声音模 数转换器输入通道内置麦克风放大器和自动增益控制 (AGC)功能； .. 具备串行设备接口； .. 低电压复位 (LVR)功和低电压监测 (LVD)功能； .. 内置在线仿真 (ICE， In Circuit Emulator)接口。 SPCE061A 精简开发板 SPCE061A 精简开发板，是由凌阳 16 位单片机 SPCE061A 作为核心的精简开发－仿真－实验板，大小和一张扑克牌差不多，是“凌阳科技大学 的 计划” 帮助电子琴爱好者和大学生 进行电子 方面的 实习 ， 毕业设计 ， 课程设计 ，电子竞赛，电子制作 设计的，也可 用于 单片机项目 的 初期 开发 使用。 61板除了 拥有 单片机 的 最小系统 的 电路外，还 包含 音频电路 ， 电源电路复位电路。 运 用电池 的 供电， 很利于 学生 的 随身携 带，让 学生在 使用 软件同时， 熟悉 单片机硬件 方面的 设计 和 制作， 来提高学生 动手 方面的 能力，也 为这方面的开发者和学习者制 造了很好学习条件以及开发产品机会。 61 板上有调试器接口（ Probe 接口）以及下载线（ EZ_Probe）接口，分别可接凌阳科技的简易下载线 ， 在线调试器，配合 unSP IDE，可在板上 快速的完成在线仿真 的 调试 ， 程序下载。 61 板上主要 作用 模块 大体 如下： .. SPCE061A 单片机 的 系统外围 的 电路模块； 湖北文理学院。