基于超声波防撞报警系统的设计(编辑修改稿)

基于超声波防撞报警系统的设计(编辑修改稿)内容摘要：

kΩ，没有接受信号是该端输出为高电平，有信号时则产生下降。 8 脚：为电源端。 该引脚接电源正极，电压为 ～ 5V。 2． 1． 3 超声波接收器的设计 超声波接收器包括超声波接受探头，信号放大电路及波形变换电路 3 部分。 超声波接收器设计图如图 3a 和图 3b所示。 按照超声波原理，微处理器需要的只是第一个回波的时刻。 接收电路的设计可采用通用电路来实现。 超声波在空气中传播时，其能量的衰减程 度与距离成正比，距离越近、信号越强，距离越远、信号越弱，通常在 lmv～ 1V之间。 放大电路采用单电源供电，信号放大和变换采用一片 LM324 通用运算放大器，前三级为放大器设计，后一级为比较器设计。 为满足交流信号的需要，每一级放大器均采用电容电路进行电平偏移，即图 3b 中的 C C C10 和 C11，容量均为 10uf,实现单电源条件下交流信号的放大。 对交流信号而言，电容为短路，前三级放大电路的放大增益均为 10。 实验中发现，距离较近时，两级放大的增益能输出足够强度的信号，在第 3级有可能出现信号饱和，但距离较远时，必须 采用三级放大电路。 合理调节电位器 R10，选择比较基准电压，使测量更加准确和稳定。 实验证明，比较参考电压的选取非常关键，它与测量灵敏度、系统鲁棒性都有关联。 选小可提高测量灵敏度，但鲁 棒性下降，容易出现虚假回波被捕捉的情况，选大则情况相反。 2． 1． 4 基于 DSl8820 的温度测量电路温度测量电路 基于 DSl8820 是是美国 DALLS 公司出品的数字温度传感器，其耐磨耐碰、体积小 、使用方便、封装形式多样，适用于各种狭小空间设备数字测温和控制领域。 基于超声波的汽车防撞报警系统的设计中，采用的是 DSl8B20 数字温度传感器。 2． 1． 5 声光报警电路和主机电路的设计 ISDl420 为美国 ISD 公司出品的优质的单片机录放电路，由振荡器、语音存储单元、前置放大器、自动增益控制电路、抗干扰滤波器、输出放大器组成。 系统主机电路的设计图如图 4所示。 2． 1． 6 软件设计 1)DSl8820 的接口程序设计 DSl8820 的工作协议流程是，初始化一 ROM操作指令 一 存储器操作指令一数据传输。 其工 作时包括：初始化时序、写时序和读时序。 每种工作时序都有相应的要求【 710】。 初始化的实质是使 DSl8B20 复位，主要是通过判断存在脉冲的形式来实现。 2)温度补偿和距离计算 温度补偿是求取声速过程中的一个必要环节。 为简化程序设计，在测距环节中，采用查表法进行 温度补偿，其目的就是为了避开复杂的浮点数运算及浮点结果中各字节的提取操作。 关键在于根据温度值进行声速的温度补偿，得到声速以及超声波的发送与接收的时间差来获取。 时间差的获取则是通过计时器的技术来实现，即再发射声速后启动定时计数，得到第一回波信号停止计数 ，假设时间值为 2字节 (单位为微秒 )，进行编程。 测得超声波发射和接收回波的时间差出以及现场温度 r，即可精确 计算出从发射点到障碍物的距离。 3 报警电路设计 考虑到本设计的实际需求，系统只需提供简单的嘀嘀声作为报警信号即可。 所以，报警电路不需要复杂的设计，只需用 NPN三极管控制蜂鸣器发声即可，具体电路如图所示。 4 程序流程设计 主程序实现系统的功能，主程序的编写是在各个子程序的基础上实现的。 主程序程序指导各个子程序依次工作，实现系统的测距功能。 主程序开始时，要对系统进行初始化，初始化包括 I/O 端 口的初始化、中断的初始化、定时器的初始化等等。 在初始化完成后，由定时器 T0 产生 40KHz 脉冲信号。 由单片机。