超声波倒车.docx
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超声波倒车
实验报告
课程名称：
_____电子产品设计基础实验______指导老师：
____袁立伟______成绩：
__________________
实验名称：
_____超声波倒车________________实验类型：
__技能型实验____同组学生姓名：
蔡佰芸朱佳铭李宇质
一、实验目的和要求
二、实验内容和原理
课题背景，目的和意义
由于社会的进步，经济的发展和生活水平的不断提高，汽。
车数量逐年增长，造成道路交通拥挤不堪，交通事故频繁发生
汽车倒车报警器：
在倒车时不断测量汽车尾部与其后面障碍物的距离，并随时显示其距离，并用语音及时提示。
在不同的距离范围内，不同的温度下测出距离，发出报警信号，以提高汽车倒车时的安全性的仪器。
两种常用的超声波测距方案
2.2.1基于CPLD的超声波测距系统
CPLD模块主要由发射模块，16位计时计数器模块，接收模块，顺序执行计数器模块和六选一数据选择器模块五部分组成。
其总体框图如图1所示。
CPLD模块主要完成超声波的发射、接收和时间的测量。
超声波发射模块启动40KHz的超声波发射，当发射脉冲串达到设定值后，关闭超声波的发射，同时启动六路计时计数器模块开始计时;信号经过障碍物反射回来，接收电路接收到回波后，将其进行整形，作为接收模块的信号，当接收完回波脉冲信号后，接收模块输出端发出信号，关闭计时计数器停止工作;当所有的回波接收完毕后，顺序执行计数器输出端发出信号启动单片机开始接收数据，通过顺序执行计数器的计数值、数据选择器的选择端与计时计数器的控制端分别读取六路不同的计数值。
所有的数据读取完后，清除计时计数器的计数值，准备下一次的循环计数。
2.2.1基于单片机的超声波测距系统
本警器由单片机来控制。
整个控制系统由超声波发射电路、超声波接收电路、报警电路、复位电路、显示电路组成。
实行实时数字显示测得的距离，在不同的距离范围内发出不同的报警信号，驾驶员可根据个人需要调整设置报警距离，以减少事故的发生。
本作品将采用此种方法。
第二章超声波测距系统设计
2.1超声波测距的原理
超声波发射器向某一方向发射超声波，在发射时刻的同时开始计时，超声波在空气中传播，途中碰到障碍物就立即返回来，超声波接收器收到反射波就立即停止计时。
超声波在空气中的传播速度为c，根据计时器记录的时间t，就可以计算出发射点距障碍物的距离（s），即：
s=ct/2。
这就是所谓的时间差测距法。
2.2超声波测距系统电路的设计
2.2.1总体设计方案
该设计总体基于51，包括发射模块，接收模块，显示模块，语音模块，温度补偿模块。
由发射电路发射超声波，51计数器从0开始计时，当超声波反射回来，接收电路接收，51停止计时，将所计得得数转化成十进制n，因为使用的12MHz晶体作时钟基准的89C51单片机定时器能方便的计数到1μs的精度，因此系统采用89C51定时器能保证时间误差在1mm的测量范围内。
，则将n与1us相乘即可以得到时间，从而利用超声波测距的原理就可以判断距离以是否利用利用凌阳61版的语音处理功能，进行报警及播放当前的距离，温度和超声波传播速度。
再者显示器也将显示距离，温度，及超声波传播速度。
2.2.2发射电路的设计
用单片机直接产生的40khz信号经过74ls04放大后直接驱动超声波发射探头。
2.2.3接收电路的设计
将超声波接收探头接收的信号经cx20106红外线专用芯片处理接收，然后送给单片机。
2.2.4显示模块的设计
使用1602液晶屏，与单片机连接，将单片机的距离，温度，超声波数度（声速）传送给液晶屏显示出来。
2.2.5温度补偿模块设计
因为声速在不同温度下的传播速度是不同的，根据补偿公式C=C0+0.607×T℃C0为零度时的声波速度332m/s；T为实际温度（℃）。
采用18b20温度传感器测温，根据测得的温度，来确定具体的声速。
2.2.6语音处理模块
根据手中的现有的材料，利用凌阳61版的语音处理功能，播放出：
“倒车请注意”并通过51单片机和凌阳的串口通讯，将51测得的距离，温度，声速数据传给凌阳，然后通过凌阳的语音处理将其播报出来。
第三章超声波测距系统的软件设计
3.1总体流程图
附录：
//////////////主文件程序main//////////////////////////////////////////////
3.2.1超声波测距
#include
#include
#include"18B20.h"
#include"intrins.h"
#include"LCD1602.H"
#include"Delay1.h"
#defineucharunsignedchar
#defineuintunsignedint
ucharucHigh_time,ucLow_time;//超声波传输时间
ucharucFlag;//中断标志位
ucharfrq;//音乐频率节拍问题
floatc;//不同温度下的超声波传播速度
/*************************针脚定义********************************/
sbitHz40k_out=P3^6;//40k信号输出端
sbitMod_short=P1^4;
sbitMod_long=P1^5;
sbitMod_out=P1^7;//判断数据是发给电脑机还是凌阳版
sbitKey_tran=P1^6;//发送数据，开始通讯
/*****************************************************************/
/**********************函数声明***********************************/
voidTmr0_int（void）;
voidInt0_int（void）;
voidSend_40khz_long（void）;//发射超声波
voidSend_40khz_medium（void）;
voidSend_40khz_short（void）;
intDistance_count（）;//距离转换函数
floatCompensate_c（）;//温度补偿函数
voidDisplay_dis（void）;//距离显示函数
voidDisplay_tem（void）;//温度显示函数
voidDisplay_c（void）;//声速显示函数
voiddelayms（unsignedcharms）;
voidTmr1_int（void）;
/***********************子程序********************************/voidTmr0_int（void）
{TMOD|=0x01;//tmr0方式1，16位计数
EA=0;//关总中断
ET0=0;//关T0中断
TR0=0;//停止计时器0
TH0=0X00;
TL0=0X00;
}
//////////////////////////////////////////////////////////////
voidInt0_int（void）
{IT0=0;//低电平沿触发
EA=0;//关总中断
EX0=0;//屏蔽中断
}
/////////////////////////////////////////////////////////////
voidUstart_int（void）
{SCON|=0x50;//串口方式1,允许接收
TMOD|=0x20;//定时器1定时方式2
//TCON=0x40;//设定时器1开始计数
TH1=0xF3;//12MHz2400波特率
TL1=0xF3;
TR1=0;//关闭定时器
}
///////////////////////////////////////////////////////////
voidUstart_send_lingyang（void）
{ucharsend[3];
uintVoice_v;
send[0]=Distance_count（）;
send[1]=Distance_count（）>>8;
TR1=1;//启动定时器
TI=0;
SBUF=send[1];//先发高位再发低位
while（!
TI）;//等待发送完成
TI=0;
while（!
RI）;//等待接收完成
RI=0;
//delay_ms（200）;
SBUF=send[0];
while（!
TI）;
TI=0;
send[0]=Read_Temperature（）/10;
send[1]=（Read_Temperature（）/10）>>8;//发送的为实际温度的十倍37.2C则发送372
while（!
RI）;//等待接收完成
RI=0;
//delay_ms（200）;
SBUF=send[1];
while（!
TI）;
TI=0;
while（!
RI）;//等待接收完成
RI=0;
//delay_ms（200）;
SBUF=send[0];
while（!
TI）;
TI=0;
Voice_v=Compensate_c（）;//将浮点型转换为整型
send[0]=Voice_v;
send[1]=Voice_v>>8;
while（!
RI）;//等待接收完成
RI=0;
//delay_ms（200）;
SBUF=send[1];
while（!
TI）;
TI=0;
while（!
RI）;//等待接收完成
RI=0;
//delay_ms（200）;
SBUF=send[0];
while（!
TI）;
TI=0;
while（!
RI）;//等待接收完成
RI=0;
TR1=0;//关闭定时器
}
//////////////////////////////////////////////////////////////////////////
voidUstart_send_pc（void）
{
ucharsend[4];
uintVoice_v;
send[0]=Distance_count（）/1000+0x30;
send[1]=Distance_count（）%1000/100+0x30;
send[2]=Distance_count（）%100/10+0x30;
send[3]=Distance_count（）%10+0x30;
TR1=1;//启动定时器
TI=0;
SBUF=send[0];
while（!
TI）;
TI=0;
SBUF=send[1];
while（!
TI）;
TI=0;
SBUF=send[2];
while（!
TI）;
TI=0;
SBUF=send[3];
while（!
TI）;
TI=0；
send[0]=（Read_Temperature（）/10）/100+0x30;
send[1]=（Read_Temperature（）/10）%100/10+0x30;//发送的为实际温度的十倍37.2C则发送372
send[2]=（Read_Temperature（）/10）%10+0x30;
SBUF=send[0];
while（!
TI）;
TI=0;
SBUF=send[1];
while（!
TI）;
TI=0;
SBUF=send[2];
while（!
TI）;
TI=0;
Voice_v=Compensate_c（）;//将浮点型转换为整型
send[0]=Voice_v/100+0x30;
send[1]=Voice_v%100/10+0x30;
send[2]=Voice_v%10+0x30;
SBUF=send[0];
while（!
TI）;
TI=0;
SBUF=send[1];
while（!
TI）;
TI=0;
SBUF=send[2];
while（!
TI）;
TI=0;
TR1=0;//关闭定时器
}
voidKey_scan（void）
{Key_tran=1;//写1准备开始读
if（Key_tran==0）
{delay_ms（10）;
while（!
Key_tran）;//等待按键放开
if（Mod_out==1）
Ustart_send_lingyang（）;
else
Ustart_send_pc（）;
}
}
////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
voidSend_40khz_short（void）//从P1.0发出40KHz的脉冲短波测量短距离
{ucharn,p;
for（n=0;n<1;n++）//输出1个脉冲
{Hz40k_out=1;
for（p=0;p<3;p++）;
Hz40k_out=0;
for（p=0;p<2;p++）;
Hz40k_out=0;
}
}
/////////////////////////////////////////////////////////////
voidSend_40khz_medium（void）//从P1.0发出40KHz的脉冲中波测量中距离
{ucharn,p;
for（n=0;n<2;n++）//输出2个脉冲
{Hz40k_out=1;
for（p=0;p<3;p++）;
Hz40k_out=0;
for（p=0;p<2;p++）;
Hz40k_out=0;
}
}
////////////////////////////////////////////////////////////
voidSend_40khz_long（void）//从P1.0发出40KHz的脉冲长波测量长距离
{ucharn,p;
for（n=0;n<40;n++）//输出40个脉冲
{Hz40k_out=1;
for（p=0;p<3;p++）;
Hz40k_out=0;
for（p=0;p<2;p++）;
Hz40k_out=0;
}
}
//////////////////////////////////////////////////////////
floatCompensate_c（）//温度补偿公式
{c=331.45+0.607*Read_Temperature（）/100;
returnc;
}
/////////////////////////////////////////////////////////
intDistance_count（）//距离计算函数
{floatTemp;
Temp=ucHigh_time*256+ucLow_time-96;//96为实际调试中距离的调整
Temp=（Temp/1000）/2;
Temp*=Compensate_c（）;//毫米
returnTemp;
}
///////////////////////////////////////////////////////
voidDisplay_dis（void）//显示距离
{switch（ucFlag）
{case1:
{LCD_gotoxy（0,0）;
write_string_LCD1602（"Distance:
"）;
if（Distance_count（）/1000>0）//判读显示位数
write_number（Distance_count（）,4）;
elseif（Distance_count（）/100>0）
write_number（Distance_count（）,3）;
elseif（Distance_count（）/10>0）
{write_number（Distance_count（）,2）;write_string_LCD1602（""）;}
else
{write_number（Distance_count（）,1）;write_string_LCD1602（""）;}
write_string_LCD1602（"mm"）;
break;
}
case2:
{LCD_gotoxy（0,0）;
write_string_LCD1602（"Distance:
wrong"）;
break;
}
default:
{LCD_gotoxy（0,0）;
write_string_LCD1602（"Begin"）;
break;
}
}
}
///////////////////////////////////////////////////////////////////
voidDisplay_tem（void）//显示温度
{LCD_gotoxy（1,0）;
write_string_LCD1602（"T:
"）;
if（Read_Temperature（）/100>=100）
write_number（Read_Temperature（）/100,3）;
else
write_number（Read_Temperature（）/100,2）;
write_string_LCD1602（"."）;
write_number（Read_Temperature（）%100/10,1）;
write_string_LCD1602（"C"）;
}
///////////////////////////////////////////////////////////////
voidDisplay_c（void）//显示声速
{LCD_gotoxy（1,8）;
write_string_LCD1602（"c:
"）;
write_number（Compensate_c（）,3）;
write_string_LCD1602（"m/s"）;
}
/*****************中断处理***********************/
voidINT0_Ultrasonic（）interrupt0
{ucharucTemp_time1,ucTemp_time2;
ucFlag=1;//外部中断标志位
TR0=0;//关定时器0
ET0=0;//屏蔽定时器0中断
EX0=0;//关外部中断
ucTemp_time1=TL0;
ucTemp_time2=TH0;
if（（ucTemp_time1!
=0）&&（ucTemp_time2!
=0））
{ucHigh_time=TH0;
ucLow_time=TL0;
}
}
////////////////////////////////////////////////
voidover（）interrupt1//T0溢出为无效测量FFF；
{ucFlag=2;//溢出标志位
TR0=0;//关定时器0
ET0=0;//屏蔽定时器0中断
EX0=0;//屏蔽外部中断
}
/**************************主程序************************/
voidmain（void）
{Tmr0_int（）;
Int0_int（）;
Ustart_int（）;//串口通讯初始化
init_LCD1602（）;
EA=1;//开总中断
while
（1）
{PX0=1;//设置外部0中断优先级为最高
TH0=0;
TL0=0;//清定时0
TR0=1;//开定时0
ET0=1;//开启定时器0中断
if（Mod_long==0）
{Send_40khz_long（）;//发射40khz脉冲测量长距离
delay_ms
（1）;//1ms
delay_us（80）;//0.724ms防回波干扰总延时25*40/1000+1+0.724=2.724ms
//盲区：
2.724*170=463mm
}
if（Mod_long==1&Mod_short==1）
{Send_40khz_medium（）;//发射40khz脉冲测量中距离
delay_us（127）;//防回波干扰1.157ms延时
//总延时1.157+0.05=1.207ms
//盲区:
1.207*170=205.19mm
}
if（Mod_short==0）
{Send_40khz_short（）;//发射40khz脉冲测量短距离
}
EX0=1;//开启int0中断
Display_dis（）;//距离显示
Display_tem（）;//温度显示
Display_c（）;//声速显示
/*Tmr1_int（）;音乐播放
delay_ms（200）;
delay_ms（200）;
//delay_ms（200）;
ET1=0;//关tmr1中断关闭音乐，避免开音乐是中断太频繁，引起测温和测距离都不准确
*/
//delay_ms（200）;
delay_ms（200）;
Key_scan（）;//扫描按键判断是否要发送数据与凌阳版通讯
}
}
（2）显示模块
#ifndef_RZ_LCD1602_
#define_RZ_LCD1602_
#ifndefuchar
#defineucharunsignedchar
#endif
#ifndefuint
#defineuintunsignedint
#endif
ucharcodenumber[10]={"0123456789"};//用来显示数据
#definePortP2
sbitRS_LCD1602
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