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    发布时间: 2020-01-21 05:05首页:主页 > 倒车警告 > 阅读()

      TianjinUniversity 业:利用电子妙技教养班级学号: 0402 03 教师二九 天津工程师范学院本科生毕业计划汽车倒车检测预警系统的策画 Design AutomobileBack-Draft Detection Early Warning System 专业班级:应电0402 高足姓名:方晓群 引导教学:高玉奎 熏陶 别:电子工程学院2009 本文商讨了一种汽车倒车检测预警体系。以AT89S52活动重点处理器,采用超声 波衡量汽车与物体之间的安然距离,实现了汽车倒车检测预警系统的超声测距、自动 报警等听命。 该体例是一种基于 AT89S52 单片机的超声波测距系统,它服从超声波在氛围中传 播的反射理由, 以超声波传感器为接口部件, 使用单片机法子和超声波在氛围中的 期间差来丈量隔绝。急急由左右编制、测距体例(包括超声波发射模块、超声波摄取 模块)和透露报警三个紧要模块构成。 该设计运用AT89S52 单片机体例的I/O 口,使超声波传感器发出40KHz 的超声波, 反射回头的超声波旌旗,通过妄诞、整形、滤波电叙进入单片机,斗劲调试后确定其 对应的间隔,完毕测距,并经过LED 暴露电路闪现了局。 该装置将单片机的实时担任及数据刑罚功能,与超声波的测距技术、传感器手法 相勾串。可以告竣汽车在以较低的速度举办倒车的源委中,区别出车后部的障 碍物,并可能丈量车与妨害物之间的距离及汽车的快度,在车辆与阻滞物产生 碰撞前,发出蜂鸣声,指导司机刹车,起到泰平的劝化。 枢纽词:倒车雷达;超声波测距 ;AT89S52 单片机; articlehas studied one kind automobileback-draft examination early warning system。Takes coreprocessor ultrasoundmeasurement safedistance between objects, has realized automobile back-draft examination functions earlywarning systems supersonic range finder, auto-alarm。 onekind based AT89S52monolithic integrated circuits ultrasonic ranging system, actsaccording ultrasonicwave reflectionwhich disseminates air,take ultrasonicsensor interfaceunit, surveys distanceusing monolithicintegrated circuit technology ultrasonicwave airtime difference。 Mainly controlsystem, range measuring system (including ultrasonic wave launch module, supersonic reception module) visualdisplay alarm three main module constitutions。 designuses AT89S52 monolithicintegrated circuit systems mouth,causes ultrasonicsensor sendout 40KHz ultrasonicwave, reflects ultrasonicwave signal, processenlarges, filtercircuit monolithicintegrated circuit, after debugging determined itscorresponding distance,completes rangefinder, throughLED display circuit demonstration result。 equipmentmonolithic integrated circuits real-time control dataprocessing function, ultrasonicwave range finder technology, sensortechnology unifies。 Can realize lowspeed process,behind recognitiondispatches cansurvey between obstacledistance automobilesspeed, before obstaclehave collision,exudes buzzingsound, reminds brakes,plays saferole。 Key Words:Car Reversing Aid-system; Ultrasonic Distance-Measuring; Fuzzy control; Simulation; 1。1课题讨论的方针及意义 1。2课题研讨的内容 2。1体例策画仰求 2。2体例构筑 2。3体例宗旨打算 2。3。1测距体例计算计划。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。4 2。3。2 操纵体例方案安排。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。5 2。3。3 呈现报警体系安置设计 2。3。4体系探测周围的必定 2。3。5传感器的布点设计。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。5 3。1体例硬件策画想思 3。2测距系统打算 3。2。1超声波传感器机关。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。9 3。2。2 测距编制劳动意想。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。9 3。2。3 超声波发射模块电路计划 3。2。4超声波接收模块电路设计 173。2。5 测温电说策画 183。3 操作编制设计 183。3。1 AT89S52 单片机最小体例打算 183。3。2 单片机复位电路的安排 213。3。3 换向选通电途的安排 223。3。4 电源模块电途策画。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。 22 3。4 大白报警模块电路策画 243。4。1 败露模块电路安排。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。 25 3。4。2 报警模块电讲计划。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。 17 3。5 硬件抗烦扰策画 284。1 软件总体流程打算 4。1。1编制软件达成理由。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。 28 4。1。2 编制顺序构筑 284。2 软件顺次模块化安排 294。2。1 初始化模块 294。2。2 延时惩罚模块 314。2。3 编制测距模块 314。2。4 测温模块 314。2。5 竣事检测模块 324。2。6 露出模块 334。3 软件抗扰乱 365。1 考查遣散 365。2 谬误意会 39参考文献 40附录一 倒车雷达编制打算谈理图 41附录二 个人主程序 42英文原文 53中文译文 61天津工程师范学院2009 届本科生卒业设计 随着全部人们国公道等级的不竭提高,十分是高疾公道的飞速兴旺,汽车的行驶速度越来越速,车流量也越来越大,汽车碰撞事务越来越多。据来源拜访统计15%的汽车事 故是由汽车倒车“后视”不良形成的。以是,加紧汽车的后视技能,特别是加紧大型、 重型车辆的后视才气,对付提升行车太平,减轻司机的处事强度和心理压力,是特别 紧要的。目前,国内外都在研究怎么利用前辈的伎俩,即汽车防撞门径,协助汽车驾 驶者对影响公路交通平安的人、车、叙状况进行实时监控,在紧急情状下由体例自动 干预驾驶把持、扶助驾驶者举行济急责罚、避免汽车相撞事情的产生。 1。1 课题研商的主意及意义 在汽车电子规模中,倒车雷达 (CarReversing AidSystem)全称“倒车防撞雷 达”又称“泊车扶助装配”,它是汽车泊车恐怕倒车时的升平襄理装置,告急针对汽 车倒车时无法目测到车尾的物体和隔断车身的隔绝而计划开拓的。本课题钻探的汽车 倒车预警系统将为驾驶者供给一个倒车指示和间隔报警,本课题的实际操纵的事理在 闪现了“以报答本”的驾驶理想,倒车时驾驶者的视线可集结在前哨,不需顾及车后状况,填补了倒车的平安性和信得过性,况且它的行使可减轻司机体力和脑力 劳动的强度。 这一谋略修立在安装小组件的根基上,制止对汽车整车的熏陶,为使用和提高创建了前提,经济实用性较好,易于降低。 汽车倒车雷达预警体例的行使可极大地减轻驾驶者的体力、脑力工作强度,进步 倒车难度,防御驾驶员因偏向感不强、判断和担任过错而引起的事宜,同时它将对提 高汽车智能化水准和最后完结汽车无人驾驶滋长主动的意义。 1。2 课题钻探的内容 本课题的紧要考虑内容是汽车倒车雷达预警编制的安排和完成,以及在其基础 上引入含蓄职掌理论,举行编制的打算机仿真,以验证编制的靠得住性和有效性。论文 个人序文。包罗课题的目标、意义以及相干要领。 片面编制总体打算策画。首先介绍可视倒车雷达预警体例的打算哀告,细密介 天津工程师范学院2009 届本科生毕业设计 绍体例测距系统、支配编制和走漏报警系统的预备安排,而后提出本体例的方针安排。体系三个模块本事谋略的确立,为安排做事奠定了基础。 限制编制硬件安排。开初领略超声波传感器的做事原理,然后精密斟酌编制测 距模块的硬件电路安排,完全研讨测距模块中的超声波发射电叙策画和超 声波接收电途计划。接着详细探讨编制操作模块的硬件策画,介绍了体例 走漏报警模块电途的策画,着末给出编制硬件的组成框图。 片面系统的软件计划。在软件设计中,采纳模块化打算思想,分别对体系的初 始化模块、延时模块、测距模块、测温模块、完成检测模块、数据科罚模 块和透露模块的依序实行了软件计划。 片面体例考察结尾与过错领会。 天津工程师范学院2009 届本科生毕业安排 体例构筑与策动安排2。1 系统计划恳求 汽车倒车雷达预警编制由三个子系统组成,永诀为测距子系统(超声波发送摄取 体例)、操纵体系(单片机最小负责编制)和袒露报警子体系。 本体系告急完毕的成效是!当车挂入倒档位后,供给! 防碰撞预警!在汽车距荆棘物距离小于0。6米时,报警教唆灯亮;当距离小于0。35 米时蜂鸣器发出隔绝频率为1Hz 的BiBi 最小车距显现!在显露屏上败露最小车距以指示驾驶者。2。2 体系构筑 服从编制打算央浼,汽车倒车雷达预警体系由硬件和软件两局限组成,体例打算 选取模块化想想。系统硬件构造分为三个主要模块!测距系统,独揽体系和裸露报警 体系。软件个别对区别听命模块的循序实行分别编程,便于调试和移植。并对该系统 树立数学模型,以提供较为真实的指令给驾驶者告终倒车就业。 一切编制遵从“回波测距”的事理设计的,其组织框图如图2-1 所示。 图2-1 汽车倒车雷达预警系统组织意义图 各模块所解散的整体功能如下! 测距系统!由单片机、发射器及传感器打算的发送模块、接收模块和把握系统协同停止测距功效。 操纵编制!本体例以微呆滞为操纵重心,驾御全面体系的运行,对种种接口电途举办支配,经过对多讲采用开关的独揽、发射脉冲、检测到回波后, 进行数据处分实实际时常间差采样,测出从超声波发射到罗致回波信 天津工程师范学院2009 届本科生毕业设计 宣泄报警体系!闪现最小隔绝及报警以指点驾驶员。2。3 系统方针打算 2。3。1 测距系统安顿策画 今朝汽车倒车雷达预警编制测距办法 厉重有激光、毫米波雷达、摄像系统、红外线、超声波等少少测距门径,不同的方向探测手段其任职历程和原因有区别之处, 但它们的要紧方针都是经验后方返回的探测音信顽强后方车辆和本车间的相对隔绝, 并遵从两车间的急急性水平做出响应的防御手法。下面对五种分别测距门径企图进行 介绍和比赛,如表2-1! 表2-1 百般传感器测距本能较量 超声波 红外线 摄像体例 毫米波雷达 激光 最大探测距离 10m 10m 大于100m 大于150m 可达150m 响应时间 较速 约为15ms ms取决于责罚时 可抵达1ms较快 约10ms 探头磨损,稠浊等 地位的感染 简直没有影 教养不大大,直接感动 区别技能 较小 很大,使探测 间隔减小 1/2~1/3 本钱比试 探头约20 元一支,工 作机理简 单,探头易 安置 约80 价值崇高,组织混杂 约500 情状适应性好,可以工 作在阴险环 差,可见性不好前提下无法 就事 较好,不受能 见度感动 差,受险诈环 境感导 综合以上斟酌和实际运用条件,本体例的测距模块选用的是超声波方案,并在超 声波测距手法计算的计划进步行了简化和革新。 天津工程师范学院2009 届本科生卒业设计 2。3。2操作体例预备设计 在操纵体系的安顿采用上,由于统统编制的计划涉及到数据责罚,操纵实时性等 标题,采用基于微职掌器的体例,电道的竣工不单简略并且资本低、功耗低、能大大 中断整体体例的体积。本系统是灵巧实时搜罗传输编制,须要微掌握器有很强的抗干 扰才力,并且央求微操作器内部有看门狗准时器,以便在依序走飞时能自愿复位;执 行指令速度要快,以便能高速处罚征采到实时数据。微驾驭器选用 ATMEL 公司的 AT89S52 单片机的负责编制。 AT89S52 是一个具有8K 字节可编程 FPEPROM 的高职能微控制器。具有内存较 大,效能强,抗扰乱智力强、软硬件资源都比较丰盛等特性,其外围接口电路单纯, 具有很高的性价比,成本低,其代价仅为DSP 的五分之一,况且它履历多年的兴盛, 办法也万分的成熟。它与财富规矩 MCS-51 的指令和引脚兼容,以是是一种听命健壮 的微支配器,它对许多嵌入式掌管使用提供了一个高度矫捷有效的收拾盘算。 2。3。3 揭露报警体例部署打算 裸露器是一个典范的输出作战,况且其使用是极为常日的,几乎整个的电子产品 都要运用显露器,其分别仅在于闪现器的机关模范不同而己。最轻易的露出器可以使 LED 发光二极管,策画简略,易于安设,成本只须几元,但给出只是一个粗略的开合 量讯休,而夹杂的较圆满的透露器应该是CRT 把守器可能屏幕较大的LCD 液晶屏,其 成本在几十元到百元不等。 综合课题的本质央浼、本钱以及探究单片机的接口资源,本系统选用数码管泄漏 间隔。 报警装置接纳的是有源蜂鸣器,依据隔断远近实行报警,以提醒驾驶员。 2。3。4 系统探测领域的信任 为了知足安定距离的仰求,超声波传感器的最大探测界限为 10 米,本体系测距 的范围是0-8 米。由于汽车服务处境的凶暴和各种扰乱,选取适宜的传感器和在车体 安装适合的处所是很严浸的。根据超声波传感器 的灵动度高,信得过性和安静性好,耐坎坷温、惊动等特征,本系统选取超声波测距传感器 UCM-R40KI、UCM-R40KI(T 示发射传感器,R表明吸取传感器)最大探测间隔为10m,发射扩散角为60 2。3。5传感器的布点安排 单传感器在利用中生计以下缺点! 传感器供职周期较长,变成体例时域盲区大,实时性差。天津工程师范学院2009 届本科生结业策画 因此,传感器的数量选提要担保在得回境遇新闻的同时达到音信的最小化,在选定命量的条款下,纵然保证岁月适用度参数达到最大值。研究到汽车的形体、行驶的 必要和顺次担任的输入输出点数,按安排请求,本编制在汽车尾部安置多个超声波传 感器,按照凡是仰求装 4-6 个较适宜,本系统安排成 个测量通道,团体安设如图2-2 所示,在汽车两侧中后部各安设一个传感器,尾部安置三个传感器,4 个间隔值 由单片机进行惩办运算。考虑汽车倒车雷达预警体例有4 个测量通讲,对4 个探头采 用扫描管事法,能够共用一个暗记处分电路,达到普及资本的主意。 图2-2 传感器安置图 天津工程师范学院2009 届本科生毕业策画 体例硬件计划可视倒车雷达预警编制急急完毕汽车尾部到障碍物之间的间隔丈量。硬件安排包 括测距体系安排(超声波发送吸收编制)、单片机独揽编制打算和吐露报警系统安排。 个中,测距体系由超声波发射模块和超声波罗致模块构成;担任编制计划首要对 AT89S52 单片机体系实行设计;呈现报警编制设计首要对数据通讯、数据厘革、蜂鸣 器和静态揭发电谈举办计划。 3。1 编制硬件打算想想 遵从超声波测距旨趣 ,以8051系列的AT89S52 单片机编制为核心,开拓超声 波测距系统。图3-1 为编制硬件意想图。 图3-1 编制硬件构造图 编制由超声波发射,回波灯号吸收,计时测量、数据责罚和智能算法、透露和报 警等构成。全部体例由微惩办器把握,依照“回波测距”的意义设计的。由超声波的 发射电路发射超声波,超声波在氛围中传播至阻拦物后产生反射,反射的回波经空气 散布给超声波接收换能器罗致并调动成电旗子,再经滤波、扩充、整形后,输入到微 责罚器的外部完毕口INTO 处出现了结,计数器终止计数,测出从超声波发射脉冲串 光阴到吸收回波灯号时刻差,超声波在同温同介质中的宣传快度由测温体系得知,将 期间差与声速相乘,得出间隔,并揭示。 它的各片面电路的疏解如下: AT89S52单片机体例是超声波测距仪的主旨局部。浸要任务有:把握一个 40KHz 的脉冲驱动振荡电途,启动振荡电叙处事,振荡电途振荡出与超声波发射器的固 有频率类似频率,使换能器能最大效能任职,告竣串口通讯。T0 计时,完毕测 距数据的企图和处罚软件除干扰。 天津工程师范学院2009 届本科生结业设计 超声波发射电路感染是将振荡电路振荡出40KHZ的脉冲旗帜,旗子幅值是18V(可 医治),脉冲旗号将驱动超声波发射传感器,发射超声波。 超声波接收电途要紧蕴涵单薄暗记夸诞、电压计较结束旗子输出、温度测量电路等部分。它是用来对摄取到的回波举办浮夸和整形,即将回波旌旗更动成单片机 的已矣旌旗。 电源电途。该电路可能产生稳定的+5V和可调的电压+5V~+37V。 3。2 测距编制计划 3。2。1 超声波传感器的构造 行使超声波感知或检测物体,有非破坏性、遥控性、实时性、可穿透性等好处, 在许多方面表示了独到之处。比年来,超声波的波长周围己达 um 级,频率己扩张到 GHz 规模,辨别率达 um 量级的超声波显微镜己实用化。超声波发生器便是超声波换 能器,它将别的事态的能量调动成超声波的能量(发射换能器来中断)和使超声波的能 量更动成此外易于检测的能量(吸收换能器来中断)。 超声波传感器 大凡接纳双压电陶瓷晶片制成。这种超声传感器需用的压电质料较少,价钱低廉,且至极适用于气体和液体介质中。它是借助压电晶体的谐振来工 作的,即陶瓷的压电效应。 超声波传感器是由压电陶瓷晶片、锥形辐射喇叭、底座、引线、金属壳及金属网 构成。此中,压电陶瓷晶片是传感器的中心,锥形辐射喇叭使发射和接收超声波的能 量齐集,并使传感器有必定的指向角。金属壳可制止外界力量对压电陶瓷晶片及锥形 辐射喇叭的荼毒,金属网也是起庇护浸染的,但不熏陶发射与罗致超声波。 超声波传感器有两块压电陶瓷晶片和一齐共振板。当在两电极加交变脉冲暗号 (触发脉冲)时,若其频率等于晶片的固有频率,压电晶片就会发作共振,并带头共振 板振动,从而生长超声波。相反,电极间未加电压,则当共振板吸取到回波旗帜时, 将强迫两压电晶片震动,从而将板滞能变更为电暗号,此时的传感器就成了超声波接 收器。经过对此暗记的领悟惩办,可达成各种检测。压电陶瓷晶片有固有谐振频率, 即核心频率,发射超声波时,加在其上面的交变电压的频率要与它的固有谐振频率一 致;吸收超声波时,感染在其上面的超声板滞波的频率也要与它的固有谐振频率相似。 这样,超声波发射器才有较高发射效用,汲取器才有较好接收敏捷度。当所用压电材 料褂讪时,移动压电陶瓷晶片的几多尺寸,就可相当纯洁地变化其固有谐振频率。利 用这一特性可制成各式频率的超声传感器。用于遥控的超声传感器的中枢频率平时为 40KHz。 本体系选用的超声波发射接收器。 天津工程师范学院2009 届本科生卒业计划 3。2。2测距编制供职意想 距离公式:间隔(S)=时刻(T)速度(V)。 在设计时,实时得出时期和快度,再实行相乘运算,得出隔断。 应用超声波测时期门径有相位检测法、声波幅值检测法和渡越时候检测法 相位检测法只管精度高,但检测领域异常有限,声波幅值检测法易受反射波劝化。本超声波测距仪采取渡越功夫检测法。超声波测量旨趣图如图3-2 所示。 图3-2 超声波测距原因图 在超声波发射器两端输入10 个40KHz 脉冲串,脉冲电旌旗阅历超声波里面振子, 振荡出死板波,阅历空气,介质散布到被测面,由被测面反射,由超声波吸收器摄取, 在超声波摄取器两端信号是毫伏级其它正弦波暗号。传布的渡越光阴即为超声波发射 器发出的超声波期间与经介质反射传布到罗致器时期差。如图3-2 所示,丈量发射点 到被测物面到吸收点隔断 3。2。3超声波发射模块电途策画 发射电路的完结宗旨为超声波发射器供应它所需要的脉冲电旗号。遵循电路需 要,发射电途满台端列哀求! 口操作。1。振荡电讲 【10】 振荡电讲的告终目的是为超声波传感器提供40KHz 脉冲。 当加载在超声波传感器的两端的信号频率与其固有频率为团结频率时,发生共 振,电旗号电能高效劳的转移为重静声波枯燥能。平素厂家临盆的超声波传感器标志 的固有频率是40KHz,实际有谬误,如400。5KHz。故计划可调频率振荡电途,以便 将旗帜频率调到超声波传感器的固有频率上。振荡电路有多种策画企图,准备拔取如 谋略一:运用非门或与非门和电阻一起构成振荡电途天津工程师范学院2009 届本科生结业安排 10 最简单的振荡器。这种振荡器特点是:T(1。4~2。3 电源震撼将使频率不恬静,适宜小于 100KHz 的低频振荡情况。此振荡是上电振荡,不简易掌握。简略 振荡电说如图3-3 所示。 E3ACD4069UB E3BCD4069UB Res2图3-3 简易振荡电路 设计二:采用两个三极管和电阻电容构成的振荡器如图3-4 所示。 图3-4三极管和电阻电容构成的振荡器 打算三:LC 三点振荡电途如图3-5 所示。 谋划四! 555 芯片组成振荡电路。 555 芯片振荡电路,外围元件少,电路单纯,振荡频率可调,可产生方波和三角 波,可调节波形占空比,在良多电路中都用到。如图3-6 所示。 天津工程师范学院2009 届本科生毕业计划 11 图3-5LC 三点振荡电道 NE555图3-6 振荡电路 本安排采纳的由555 振荡电讲所构成的超声波发射电途 【11】 如图3-7 所示。 由图3-7 可知超声波发射电途是由LM555CH 集成按时器组成的多谐振荡器。其基 本意义:封合电源刹时,由于电容电压不能突变,里面电途中的R 为低电平0,S 高电平1,因而输出为高电平;因T放手,电容以固定工夫充电,其电压按指数规律 飞翔;当电容电压升到一定电压范围后,R=S=0;基本触发器形状庇护,C 接连充电; 当电容电压大于肯定值时,R=1,S 根本触发器置0,输出电压为低电平;以是 导电,C放电,电容的电位消重,只消 继续放电;当放电小于一定值时,斗劲器C1 输出R =0,较量器C2 输出S=1,输出又变为高电平, 又根源充电。云云周而复始,便孕育了振荡。天津工程师范学院2009 届本科生卒业打算 12 VCCPOT 图3-7超声波发射电路图 其振荡周期为!T 2R5)C3ln2 选拔R6=1K,R5=91K, C3=200PF,可以断定输出波的频率约为40KHz。为了可以 经过微处分器来驾驭超声波的发射,将其输出端与AT89S52 单片机的Pl。6 毗邻。其 中需要瞩目的是单片机的左右脉冲的频率必定远远低于多谐振荡器的振荡频率。 由于超声波发射器的驱动电压吁请较高,况且超声波的传播距离与它的振幅成正 比,为了使测距界限充盈远,可对振荡灯号举办功率夸大后再加在超声波传感器上, 所以可在发射端接一个达林顿三极管,以加强其驱动电道的才力。 2。驱动电途 驱动电途 【12】 是为超声波发射器供给敷裕功率的脉冲旌旗。 驱动电途央求产生出具有一定功率,必定脉冲宽度和肯定频率的超声电脉冲去激 励发射器,由发射器将电能改变为超声板滞波呆滞能。 驱动电途有多种计算! 用74LS04芯片驱动。 用变压器降低电压,填补驱动本领其电道如图3-8所示。 天津工程师范学院2009 届本科生卒业安排 13 图3-8变压器升压驱动 声波在空气中宣扬受气氛介质感化,间隔越大,衰减越大。为能汲取远间隔的回 波,可采取的有效权术有: 安排合理的电叙与负载功率成家电途使其纯粹、真实,为进一步补充驱动本领,并列的非门换成3 个。吁请6 个非门来自一个芯片上的非门,以包管暗记上升沿 消浸沿的同步。在非门输出端接上一个电容制止直流直接加载到超声波发射器上 而导致松弛。 本文采纳COMS 芯片CD4069 组成超声波驱动电途,其电路图如图3-9 所示。 13端两端输出波形如图 3-10 所示。其对应示波器泄露的衡量波形如图 3-11 所示。 个别的商讨能够解析,测距体例所用的超声波仪在频率40KHz,幅值9V(可调)的电压驱动下,各样性能最佳,因而阅历单片机的P1。0 管脚输出4KHz 的脉冲信 号给振荡电途。由振荡电路送给驱动电讲。由于单片机P1 口的输出电压为5V,其驱 动才气达不到请求,所以用了一个大功率的CMOS 管CD4069 来驱动超声波传感器的发 射器。它的做事事理是如此的:几个非门并接,即可供应较大的驱动材干。况且到发 射器两端是反向的,使得超声波的发射器得到满盈的能量。 天津工程师范学院2009 届本科生毕业策画 14 图3-9COMS 与CD4469 芯片组成超声波驱动电道 图3-10 超声波发射器两端波形图 图3-11 发射传感器的波形图 遵循电路需求,必要罗致夸诞电道餍足以下乞请: 实时选通区别倾向的朽败旌旗。如图3-12 所示,分别目标的超声波吸取器将摄取到回波暗记改革成电压暗号 (正弦波),旌旗经历两级扩充从此,被送入电压比较器举行斗劲,电压比较器输出 的方波灯号直接输入INTO 告终口,该低电平举止AT89S52 外部完结0 的结果旗帜 使AT89S52 孕育合幕,在结束做事依次中了局计数器TO 的计时,并企图出有合数 据。由此可见,吸收电途解散了超声波回波旗号的换向区别、改动、信号的延长和 整形以及出现告终旗号等听命。其历程如图3-12 所示,举办波形处罚。 天津工程师范学院2009 届本科生卒业安排 15 图3-12 接收电路灯号变动干系图 如3-12 图所示,虚弱旗帜——妄诞旌旗——整形灯号。 3.扩充电路设计 妄诞电路 【12】 的主意是完结腐败旌旗浮夸。 软弱旗帜须要放大整形,因此接收个别电路重要由扩充电讲、电压斗劲电叙构成。 服从所用的 T/R40-16 型超声波传感器的原料以及在考查中所观察到的景象,超声波 发射器在发射超声波时,有一局限声波从发射器直接传到接收器,这片面旗号直接加 到回波旌旗中,干扰回波灯号的检测。此标题需在软件中惩罚。 在回波暗号的夸诞历程中,由于烦扰旗子的生活,为防范将扰乱旗帜夸诞而产生 回波误分辩,必需将搅扰旗子滤除,即回波旗帜夸大始末中必定打算带通滤波器,对 有效频带内的超声波旌旗实行选取扩大。 滤波器 【13】 的效用是让肯定频率周围内的信号经历,而将此频率领域以外的暗号 加以抑制或使其急剧衰减。当干扰信号与有用旌旗不在团结频率范畴之内,可运用滤 波器有效的贬抑扰乱。 由于超声波回波暗号具有频率低、幅度小、易受干扰等特色,以是,本系统接纳 RC 无源滤波方式,用于失败回波暗记的扩大。检波网络的听命是阅历二阶带通滤波 汇集,检测到编制所需要的40KHz 频率信号。 4.比赛电途打算 比较电路 【11】 目标:将mV 级的腐败暗记扩充后的V 级灯号整形成能为INTO 辨识 的脉冲旌旗,单片机是低沉沿引起了局。 遵照硬件电路的打算想思,要将回波旌旗更动成CPU 鉴识的高卑竣事暗记,因而 在对回波旗子(正弦波)始末两次延长自此,需求将正弦波整变成方波,因而后头接了 一个电压比较电说。因为输入频率为 40KHz,选用了集成电压比试器 LM393。LM393

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