文档介绍：湄洲湾职业技术学院
新型汽车防撞报警器设计说明书
系别: 自动化工程系
年级: 10级专业:电气自动化技术
姓名: 叶青学号: 1101010215
导师姓名: 宋进职称: 讲师
2013年5月27日
目录
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各模块原理说明 4
: 4
: 7
: 8
: 9
系统总原理图说明 10
系统印刷电路板的制作图 10
系统的操作说明 10
系统操作注意事项 10
参考文献 11
致谢词 12
附录 13
附录一:电路总原理图 13
附录二:印刷电路板原理图 14
附录三:元件清单 15
附录四:系统程序 16
声波在其传播介质中被定义为纵波。当声波受到尺寸大于其波长的目标物体阻挡时就会发生反射,反射波称为回声。假如声波在介质中传播的速度是已知的,而且声波从声源到达目标然后返回声源的时间可以测量得到,那么就可以计算出从声波到目标的距离。这就是本系统的防撞报警原理。这里声波传播的介质为空气,采用不可见的超声波。
接收回路中测得的超声波信号共有两个波束,第一个波束位余波信号,即超声波接收头在发射头发射信号(一组40KHz的脉冲)后,马上就接收到了超声波信号,并持续一段时间。另一个波束为有效信号,即经过被测物表面反射的回波信号。超声波测距时,需要测的是开始发射到接收到信号的时间差,需要检测的有效信号为反射物反射的回波信号,故要尽量避免检测到余波信号,这也是超声波检测中存在最小测量盲区的主要原因。
软件控制脉冲发射、检测回波信号:程序采用的是脉冲测量法,由单片机引脚产生40KHz 的脉冲信号,每次测量发射的脉冲数至少要12个完整的40KHz脉冲。同时发射信号前打开计数器,进行计时;等计时到达一定值后再开启检测回波信号,以避免余波信号的干扰。采用外部中断对回波信号进行检测(回波信号送到单片机的为一序列方波脉冲)。接收到回波信号后,马上读取计数器中的数值,此数据即为需要测量的时间差数据。经过处理后得到这一次测距值。
假设室温下声波在空气中的传播速度是 340m/s,测量得到的声波从声源到达目标然后返回声源的时间是t秒,则距离d可以由公式(1-1)计算:d=34560(cm/s)*t(s),因为声波经过的距离是声源与目标之间距离的两倍,声源与目标之间的距离应该是d/2。
设计一个超声波测距器,可以应用于汽车倒车、建筑施工工地以及一些工业现场的位置监控,也可用于如液位、井深、管道长度的测量等场合。具体要求如下:
(1)-,测量精度±1cm。
(2)测量时与被测物体无直接接触,能够清晰稳定地显示测量结果。
单
片
机
显示模块
超声波接收器R
超声波发生器T
电源电路
图3-1 基于单片机的超声波测距器系统框图
各模块原理说明
本设计采用以AT89S51为核心的最小系统,其电路图如图3-2。
图3-2单片机最小系统原理图
:
AT89C51提供以下标准功能:40个引脚、4K Bytes Flash片内程序存储器、128Bytes的随机存取数据存储器(RAM)、32个外部双向输入/输出(I/O)口、5个中断优先级2层中断嵌套中断、2个数据指针、2个16位可编程定时/计数器、2个全双工串行通信口、看门狗(WDT)电路、片内振荡器及时钟电路。此外,AT89S51可降至0Hz的静态逻辑操作,并支持两种软件可选的节电工作模式。空闲模式下,CPU暂停工作,而RAM、定时/计数器、串行通信口、外中断系统可继续工作。掉电模式冻结振荡器而保存RAM的数据,停止芯片其它功能直至外中断激活或硬件复位。
:
(1) VCC:电源
(2) GND:地
(3) P0口:P0口是一个8位漏极开路的双向I/O口。作为输出口,每位能驱动8个TTL逻辑电平。对P0端口写
“1”时,引脚用作高阻抗输入。
当访问外部程序和数据存储器时,P0口也被作为低8位地址/数据复用。在这种模式下,P0具有内部上拉电阻。
(4) P1口:P1口是一个具有内部上拉电阻的8位双向I/O口,P1输出缓冲器能驱动4个TTL 逻辑电平。对P1端口写“1”时,内部上拉电阻把端口拉高,此时可以作为输出口使用。作输入使用时,被外部拉低的引脚由于内部电阻的原因,将输出电流(IIL