汽车倒车测距仪设计Word下载.docx

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二、超声波简介4

2.1超声波的含义4

2.2超声波的特点4

三、设计方案分析4

3.1设计的思路4

3.2硬件部分4

四、硬件部分设计6

4.1整机连接图6

4.28088最小系统6

4.38255与数码管电路6

4.48253及8259部分电路6

五、软件部分设计6

5.1设计思路及流程图6

5.2程序清单8

六、设计体会及总结12

七、参考文献12

一、课程设计目的及要求

1.1设计目的

1.学会用汇编语言编写一个较完整的实用程序。

2.掌握微型计算机技术应用开发的全过程：

分析需求、设计原理图、选用元器件、布线、编程、调试、撰写报告等步骤。

3、复习巩固本学期学到的相关知识,提高自身思考问题解决问题的能力,培养对本课程的兴趣,提高动手的能力。

4、加强课程学习与生活实践的联系，运用所学知识与日常生活实践的结合。

5、学会用8086/8088解决实际问题的能力、硬件使用原理。

1.2设计内容和要求

1、设计一个微机控制的汽车倒车测距仪，能测量并显示车辆后部障碍物离车辆的距离，同

时用间歇的“嘟嘟”声发出警报，“嘟嘟”声间隙随障碍物距离缩短而缩短，驾驶员不但可以直接观察到检测的距离，还可以凭听觉判断车后障碍物离车辆距离的远近；

①开机后先显示“———”，并有开机指示灯。

②CPU发射超声波1ms，然后显示60ms；

即1ms+60ms为一个工作周期，等待回波，在次周期内完成一次探测。

③根据距离远近发出报警声并显示距离。

④障碍物距离小于1m，距离值变化5cm更换显示，否则不更换；

距离在1m以上，新值与原显示值之差大于10cm更换，否则不更换。

⑤用三LED位数码管显示障碍物距离

2、硬件电路原理图和软件框图；

3、编写控制程序，写出设计任务书（总结报告）。

1.3设计任务

1、选用8088和适当的存储器及接口芯片完成相应的功能。

2、用LED显示器显示电子锁的当前状态。

3、画出详细的硬件连接原理图。

4、给出程序设计思路、画出软件流程图。

5、给出地址分配表。

6、给出所有程序清单并加上必要注释。

7、完成设计说明书（列出参考文献，所用器件型号）。

二、超声波简介

2.1超声波的含义

当物体振动时会发出声音，科学家们将每秒振动的次数称为声音的频率，他的单位是HZ。

我们人类耳朵能听到声波频率为20-20000HZ，当声波的频率大于20000HZ或小于20HZ时，我们便听不到。

因此我们把频率高于20000HZ的声波称为超声波。

2.2超声波的特点

（一）超声波在传播时，方向性强，能量易于集中。

（二）超声波能在各种不同媒质中传播，且可传播足够远的距离。

（三）超声波与传声媒质的相互作用适中，易于携带有关传声媒质状态的信息（诊断或对传声媒质产生效应）。

（治疗）

超声波是一种波动形式，它可以作为探测与负载信息的载体或媒介（如B超等用作诊断）。

声波同时又是一种能量形式，当其强度超过一定值时，它就可以通过与传播超声波的媒质的相互作用，去影响，改变以致破坏后者的状态，性质及结构（用作治疗）。

三、设计方案分析

3.1设计的思路

　　本系统的设计思想是采用以C8051F单片机为核心，来设计一种低成本、高精度、微型化数字显示超声波测距仪。

超声波测距可测出回波和发射脉冲之间的时间间隔，利用S=Ct/2就可以算出距离，再在LED上显示出来。

当然还可以设置若干个键，以用来控制电路的工作状态。

限制的最大可测距离存有四个因素:

超声波的幅度，反射面的质地，反射面和入射声波之间的夹角以及接收换能器的灵敏度。

接收换能器对声波脉冲的直接接收能力将决定最小的可测距离。

3.2硬件部分

本制作需要以8088为核心，其他可能还需要用到计数器8253、并行接口芯片8255、中断控制器8259，这些芯片我们在课堂上都已经有了解，现在通过课设将他们运用到实际

题目要求系统能够用三位数码管显示当前的距离值，用到的数据端口会比较多。

而8088的数据端口有限，需要通过8255进行并行扩展，通过8255扩展端口，以满足设计的端口需要。

同时题目要求用间歇的“嘟嘟”声发出警报，“嘟嘟”声间隙随障碍物距离缩短而缩短，驾驶员不但可以直接观察到检测的距离，还可以凭听觉判断车后障碍物离车辆距离的远近，而且要求根据距离远近发出报警声并显示距离。

障碍物距离小于1m，距离值变化5cm更换显示，否则不更换；

这就需要有一个能够准确计数和计时的芯片，而我们这学期微机课程所学的计数器8253刚好可以满足这个要求，因而选用8255作为系统的计数器和计时器。

系统需要通过中断来判断计时或计数是否完成，而中断控制器8259有七个可屏蔽中断口，通过与计数器8253输出相连可以反映计数的结束与否。

触发单片机进行中断处理，因而选用8259作为中断处理器。

四、硬件部分设计

4.1整机连接图

4.28088最小系统

本设计8088最小工作模式中，用了1片8284A作为时钟发生器，74LS373，用作地址锁存器；

用了1片74LS245作为数据总线收发器，增加数据总线的驱动能力。

原理图如图所示。

当用晶体振荡器作为振荡源时，晶体振荡器连在8284A的X1和X2两端上，F/

接地。

8284A输出的时钟频率均为振荡源频率的三分之一。

同时它对READY准备好信号和RESET复位信号进行同步，外部设备可以在任何时候发出这两个信号，8284A的内部逻辑电路在时钟后沿（下降沿）处使READY和RESET有效。

74LS373，作为地址锁存器。

8282（8283）是带有三态缓冲器的8位通用数据锁存器。

它们的引脚和内部结构如图2.9所示。

两者的区别仅在于8282的8位输入信号和输出信号之间是同相的，而8283的是反相的。

当系统中所连的存储器和外设较多时，需要增加数据总线的驱动能力，这时，要用1片74LS245作为总线收发器。

74LS245是三态输出8位双向数据缓冲器，

是开启缓冲器的控制信号。

当

有效时，允许数据通过缓冲器；

无效时，禁止数据通过缓冲器，输出呈高阻状态。

DIR是数据传送方向控制信号。

4.38255与数码管电路

8255是Intel系列的并行接口芯片，本电路中8255作为8088系统与外部设备接口。

如图四所示8255数据线和控制线与8088单片机相连，以使单片机可以对8255进行编程。

8255的A、B、C端口均定义为输出。

A端口接数码管的字形线通过对8255三个端口的定义可以控制超声波的发射、蜂鸣器的鸣响和距离的显示。

8255的端口地址经过分析可得88H-8AH（分别为端口A、端口B、端口C及方式控制字）

4.48253及8259部分电路

8253内部有3个独立的16位定时／计数器通道。

计数器可按照二进制或十进制计数，计数和定时范围可在1—65535之间改变，每个通道有6种工作方式，计数频率可高达2MHz以上。

本设计中用74LS138对8253和8259进行选址，电路中用到通道0和通道1两个计数端口，通道0用来计算超声波发射到接收的时间，通道1用来定时，控制“嘟嘟声”声的频率。

其接口电路如图三所示

可编程控制器8259是在多中断源系统中，用于8088等单片机的CPU实现对外部中断请求管理里工作，对他们实现优先权的排队，想CPU发出中断请求信号，提供中断类型码，屏蔽中断输入等功能的中断控制芯片。

8259A采单片或多拍级联方式，可管理不同多级中断。

本设计中使用了8259单级中断，用了IRQ5、IRQ6、IRQ7三个中断源，分别作为超声波回波信号、响铃频率计时、计数器计数中断。

（8253端口地址为84H-87H）

五、软件部分设计

5.1设计思路及流程图

本次设计的软件部分首先分别对各个芯片进行初始化处理，随后，根据要求，画出相应流程图进行汇编编程设计

5.2程序清单

DATASEGMENT

TABLEDB3FH,06H,5BH,4FH,66H,6DH,7DH,07H,7FH,6FH;

数码管显示表（从0-9）

LONGDWFFFFH;

距离值

SELECTDB01H,02H,03H

NUMDB00H

RINGDB00H

DATAENDS

STACKSEGMENTSTACK

DW100DUP（?

）

STACKENDS

CODESEGMENT

ASSUMECS:

CODE,SS:

STACK,DS:

DATA,ES:

DATA

START:

MOVAX,DATA

MOVDS,AX

MOVAX,STACK

MOVSS,AX

MOVES,AX

MOVDX,01H

CLI

;

8253初始化

MOVAL,34H;

计数器0，方式2，二进制，低高位写入；

用于计算时间

OUT87H,AL

MOVAL,6CH;

1ms一次负脉冲

OUT84H,AL

MOVAL,38H

OUT84H,AL

MOVAL,74H;

计数器1，方式2，二进制，低高位写入；

用于蜂鸣器的声响

8255初始化

MOVAL,80H;

配置A、B口为输出，工作于方式0

MOVDX,8AH

OUTDX,AL

MOVAL,40H；

数码管段选择

MOVDX,88H

OUTDX,AL

MOVAL,07H

MOVDX,84H;

选中三个数码管

8259初始化

MOVAX,0000H;

段基地址

MOVDS,AX

LEAAX,INTR7;

用于每5cm一次负脉冲

MOVSI,003CH

MOV[SI],AX

MOVAX,SEGIN2;

入口段基址

MOVSI,003EH

LEAAX,INTR6;

用于每30ms一次脉冲，作为控制喇叭的方波频率

MOVSI,0038H

MOVAX,SEGIN1

MOVSI,003AH

LEAAX,INTR5;

用于接受超声波时，产生中断

MOVSI,0034H

MOVAX,SEGIN0

MOVSI,0036H

;

发送1ms的脉冲

SENT:

MOVAL,02H

OUT61H,AL

CALLDELAY1;

延时1ms

MOVAL,00H

INAL,21

ANDAL,1F;

开中断5,6,7

OUT21,AL

MOVAX,SEGDATA

DISP:

MOVAX,OFFSETLONG;

比较是否为初始值

MOVSI,AX

MOVAX,[S