基于超声波测倒车雷达系统设计毕业设计(编辑修改稿)

基于超声波测倒车雷达系统设计毕业设计(编辑修改稿)内容摘要：

锥形辐射喇叭的损坏。 金属网也是起保护作用的，但不影响发射与接收超声波。 6 第三章 系统硬件设计 第一节 系统总体方案设计 本系统基于超声波反射原理利用单片机控制器产生 40Khz 的方波信号，通过发送模块对方波信号进行功率放大 ，驱动超声波探头，发射 40K 超声波。 超声波信号在空气中传播至障碍物后发生反射，反射回波经空气传播给超声波接收换能器并转换成电信号，经接收模块滤波、放大、整形后，输入到微控制器的外部中断口，产生中断，通过相应的公式计算出距离，然后将距离值通过 LED 显示出来。 为了减少不同环境下，系统都能达到测量精度的要求，需要对测量数据进行温度补偿，而本系统采用数字化温度传感器 DS18B20 进行温度取样，用算法对数据进行温度补偿。 如图 所示为系统总体框图。 图 系统总体框图 第二节 AT89C51 单片机简介 单片机是本系统的核心元件，它负责各个模块的协调工作，记录超声波发送到遇障碍物后反射回来的时间差，并将这个时间差转化为距离，然后通过 LED 显示模块把距离显示出来。 AT89C51 是一种带 4KB 字节闪烁可编程可擦除只读存储器的低电压，高性能 CMOS 7 8 位微处理器，俗称单片机。 单片机的可擦除只读存储器可以反复擦除 1000 次。 该器件采用 ATMEL 高密度非易失存储器制造 技术制造，与工业标准的 MCS51 指令集和输出管脚相兼容。 由于将多功能 8 位 CPU 和闪烁存储器组合在单个芯片中， ATMEL 的AT89C51 是一种高效微控制器， AT89C51 单片机为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。 （ 1）主要特性： 与 MCS51 兼容 4K 字节可编程闪烁存储器 寿命： 1000 写 /擦循环 数据保留时间： 10 年 全静态工作： 0Hz24Hz 三级程序存储器锁定 128*8 位内部 RAM 32 可编程 I/O 线 两个 16 位定时器 /计数器 5 个中断源 可编程串行通道 低功耗的闲置和 掉电模式 片内振荡器和时钟电路 （ 2） AT89C51 引脚如图 管脚说明： VCC：供电电压。 GND：接地。 P0 口： P0 口为一个 8 位漏级开路双向 I/O 口，每脚可吸收 8TTL 门电流。 当 P1口的管脚第一次写 1 时，被定义为高阻输入。 P0 能够用于外部程序数据存储器，它可以在 FIASH 编程时， P0 口作为原码输入口，当 FIASH 进行校验时， P0 输出原码，此时 P0 外部必须被拉高。 8 P 1 .01P 1 .12P 1 .23P 1 .34P 1 .45P 1 .56P 1 .67P 1 .78R S T9P 3 .0 (R X D )10P 3 .1 (T X D )11P 3 .2 (IN T 0)12P 3 .3 (IN T 1)13P 3 .4 (T 0)14P 3 .5 (T 1)15P 3 .6 (W R )16P 3 .7 (R D )17X T A L 218X T A L 119G N D20P 2 .0 /(A 8)21P 2 .1 /(A 9)22P 2 .2 /(A 10 )23P 2 .3 /(A 11 )24P 2 .4 /(A 12 )25P 2 .5 /(A 13 )26P 2 .6 /(A 14 )27P 2 .7 /(A 15 )28P S E N29A L E /P R O G30E A /V P P31P 0 .7 /(A D 7 )32P 0 .6 /(A D 6 )33P 0 .5 /(A D 5 )34P 0 .4 /(A D 4 )35P 0 .3 /(A D 3 )36P 0 .2 /(A D 2 )37P 0 .1 /(A D 1 )38P 0 .0 /(A D 0 )39V C C40A T 89 C 51 图 AT89C51 引脚图 P1 口： P1 口是一个内部提供上拉电阻的 8 位双向 I/O 口， P1 口缓冲器能接收输出 4TTL 门电流。 P1 口管脚写入 1 后，被内部上拉为高，可用作输入， P1 口被外部下拉为低电平时，将输出电流，这是由于内部上拉的缘故。 在 FLASH 编程和校验时， P1口作为第八位地址接收。 P2 口： P2 口为一个内部上拉电阻的 8 位双向 I/O 口， P2 口缓冲器可接收，输出4 个 TTL 门电流，当 P2 口被写 “1” 时，其管脚被内部上拉电阻拉高，且作为输入。 并因此作为输入时， P2 口的管脚被外部拉低，将输出电流。 这是由于内部上拉的缘故。 P2 口当用于外部程序存储器或 16 位地址外部数据存储器进行存取时， P2 口输出地址的高八位。 在给出地址 “1” 时，它利 用内部上拉优势，当对外部八位地址数据存储器进行读写时， P2 口输出其特殊功能寄存器的内容。 P2 口在 FLASH 编程和校验时接收高八位地址信号和控制信号。 P3 口： P3 口管脚是 8 个带内部上拉电阻的双向 I/O 口，可接收输出 4 个 TTL 门电流。 当 P3 口写入 “1” 后，它们被内部上拉为高电平，并用作输入。 作为输入，由于外部下拉为低电平， P3 口将输出电流（ ILL）这是由于上拉的缘故。 P3 口也可作为 AT89C51 的一些特殊功能口，如下所示： 口管脚 备选功能 RXD（串行输入口） TXD（串行输出口） 9 /INT0（外部中断 0） /INT1（外部中断 1） T0（记时器 0 外部输入） T1（记时器 1 外部输入） /WR（外部数据存储器写选通） /RD（外部数据存储器读选通） RST：复位输入。 当振荡器复位器件时，要保持 RST 脚两个机器周期的高电平时间。 XTAL1：反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入。 XTAL2：来自反向振荡器的输出。 （ 3）振荡器特性： XTAL1 和 XTAL2 分别为反向放大器的输入和输出。 该反向放大器可以配置为片内振荡器。 石晶 振荡和陶瓷振荡均可采用。 如采用外部时钟源驱动器件， XTAL2 应不接。 有余输入至内部时钟信号要通过一个二分频触发器，因此对外部时钟信号的脉宽无任何要求，但必须保证脉冲的高低电平要求的宽度。 （ 4）芯片擦除： 整个 PEROM 阵列和三个锁定位的电擦除可通过正确的控制信号组合，并保持 ALE管脚处于低电平 10ms 来完成。 在芯片擦操作中，代码阵列全被写 “1” 且在任何非空存储字节被重复编程以前，该操作必须被执行。 此外， AT89C51 设有稳态逻辑，可以在低到零频率的条件下静态逻辑，支持两种软件可选的掉电模式。 在闲置模式 下， CPU 停止工作。 但 RAM，定时器，计数器，串口和中断系统仍在工作。 在掉电模式下，保存 RAM 的内容并且冻结振荡器，禁止所用其他芯片功能，直到下一个硬件复位为止。 第三节 电源 电路 在各种电子设备中，直流稳压电源是必不可少的组成部分，它是电子设备唯一的能量来源，稳压电源的主要任务是将 50Hz 的电网电压转换成稳定的直流电压和电流，从而满足负载的需要，直流稳压电源一般由整流、滤波、稳压等环节组成。 其电 10 路图图 所示。 其中，变压器将交流电源（ 220V/50Hz）变换 为 符合整流电路所需要的交流电压；整流电路 是具有 单 方向导电性能的整流器件，将交流电压整流成单方向脉动的直流电压；滤波电路滤去单向脉动直流电压中的交流部分，保留直流成分，尽可能供给负载平滑的直流电压；稳压电路是一种自动调节电路，在交流电源电压波动或负载变化时，通过此电路使直流输出电压稳定 [7]。 图 电源电路 220V 交流电通过电源变压器变换成交流低压电源，再经过桥式整流电路 D1~D4和滤波电容的整理和滤波，在固定式三端稳压器 LM7805 的 Vin 和 GND 两端形成一个并不十分稳定的直流电压。 此直流电压经过 LM7805 的稳压和电容滤波便在稳压电 源的输出端产生了精度高、稳定度好的直接输出电压。 如 所示的电路为输出电压为+5V、。