汽车倒车雷达

汽车倒车雷达 烟台大学,设计， [摘要]随着科学技术的快速发展和对超声波的深入研究，超声波在生活中的应用越来越广泛。本文介绍了超声波测距的原理以及其在汽车倒车中的应用，在融合了模电、数电、微机接口、以及超声波的相关知识的前提下，具体讲述了其硬件设计和软件设计过程。系统采用低成本、高性能的硬件电路和高效的程序设计，实现了各个模块的功能。 本系统实现的主要功能，对车后方障碍物进行距离测试，并当距离过近时报警。为了提高超声波测距的准确与高效性，选取了抗干扰能力较强的超声波传感器，采用了温度校正以及软件校正。实现对障碍物的距离测试、显示和报警，根据实际需求将超声波的测距范围定位3cm-110cm，精度1cm。 此套系统软硬件设计合理、实时性较好，在经过系统升级及功能扩展之后，能够适用于其他测量距离的场合。 ，超声波，测距 [关键词]STC89C52 烟台大学毕业论文,设计， Abstract:With the rapid development of science and technology and in-depth study of ultrasound, ultrasound is more widely used in life. This paper introduces the principle of ultrasonic distance measurement and itsapplicationin car parking, and under the knowledge ofAnalog Electronic Technology, Digital Electronic Technology, computer interface, and the ultrasound, specific description the hardware design and software design process. The system uses low-cost, high-performance hardware circuits, and efficient program design methods to achieve the function of each module. The main function of this system is measuring the distance between the car and the obstacle, and the speaker will ring when the distance is too close. In order to improve the accuracy and efficiency of the ultrasonic ranging, select a strong anti-interference ability of ultrasonic sensors, temperature calibration and software correction. This set of system hardware and software design reasonable, real-time, after system upgrades and functional expansion can be applied to measure distances of occasions. Key words:STC89C52，Ultrasound，Measuring distance 烟台大学毕业论文,设计， 目录 1绪论 .............................................................. 1 1.1本课的研究背景 ......................................... 1 1.2本课题研究意义 ........................................... 1 2系统总体设计 ...................................................... 2 2.1超声波测距原理 ........................................... 2 2.2系统设计 ................................................. 2 3系统硬件设计 ...................................................... 4 3.1单片机的选择 ............................................. 4 3.2声音报警电路 ............................................. 7 3.3超声波发射电路 ........................................... 7 3.4超声波接收电路 ........................................... 8 3.5显示模块 ................................................ 10 3.6温度测量模块 ............................................ 11 4系统软件设计 ..................................................... 13 4.1主程序 .................................................. 13 4.2定时器/计数器中断程序和外部中断子程序 ................... 15 4.3显示、报警子程序 ........................................ 16 4.4温度测量子程序 .......................................... 17 5调试 ............................................................. 19 5.1硬件调试 ................................................ 19 5.2软件调试 ................................................ 20 结束语............................................................. 22 致谢............................................................... 23 参考文献........................................................... 24 附录A:部分代码 .................................................... 25 烟台大学毕业论文,设计， 1绪论 1.1本课题的研究背景 汽车从发明到今天的普及应用已经有一个多世纪的历史，在汽车的发展道路上其不断融合着当时的新技术，使其速度在不断的提高。随着人们生活水平的不断提高和经济能力的提升，汽车的拥有数量也在不断增加，与此同时带来的是大量的汽车驾驶者，由于驾驶者驾驶水平的不同而导致的汽车事故也在日益增长。全世界每年因车祸而丧生的人数在逐年增长，因汽车车祸而带来的直接和间接经济损失也超出人的想象。在各种让人记忆深刻的惨痛教训警示下，人们开始了对汽车安全装置的研究。在现阶段汽车安全的研究主要有两个方向:一个是被动式安全技术，即在事故发生之后对车内人员进行保护，从而降低人员伤亡和经济损失;二是主动式安全技术，即防止事故的发生，从而能够避免人员伤亡。目前对汽车被动式安全技术的研究较多，先后出现了安全带、防撞气囊、防撞钢梁和ABS安全装置。然而这些被动装置是在事故发生后对人员保护，只能不同程度减少人员伤亡和经济损失，而不能从根本上避免撞车事故的发生。随着国内外汽车技术的发展，对汽车主动式安全技术的研究越来越多。测距防撞装置是对汽车采取的一项主动式安全措施，在汽车行驶过程中自动测量汽车与后方障碍物的距离，当汽车与障碍物之间距离过小时发出报警信号用以提示驾驶者。近年研究得出的“汽车行驶主动安全预警系统”就是基于超声波在短距离测距中的优势而得出的。本课题就是基于主动式安全这一问题进行设计的，在汽车后方安装超声波发射器和接收器，用于检测倒车时接近车身的物体，提前向司机发出即将发生碰撞的危险信号。 1.2本课题研究意义 根据相关资料对各年汽车事故的分析结果，得出在驾驶员、汽车和道路三个环节中，驾驶员这一环节的可靠性低于另外两个环节。80%以上的车祸是由于驾驶员反应不够迅速或者误判所引起的，特别是在汽车高速行驶情况下，超过65%的车辆相撞是追尾相撞。此外汽车倒车，仅靠后视镜有视觉盲区，亦常出现撞车、撞人、撞物的意外事故。 据统计, 在危险情况下, 如果能给驾驶员0.5s的预处理时间, 则能够减少30%的汽车追尾事故、50%路面相关事故、60%的迎面撞车事故, 这说明了安全报警系统的作用, 因而在汽车防撞装置还应具有报警系统。 汽车倒车防撞系统可以在司机倒车时，检测后方靠近车身的障碍物，在距离过短时及时以报警的方式告知驾驶员，可以避免因后视镜的视觉盲区而出现与障碍物的碰撞，起到倒车辅助功能。在汽车前进时也可以开启倒车防撞系统，用以检测后方靠近的车辆，及时提醒驾驶员做出判断。因此，研究开发汽车防撞等主动式汽车辅助安全装置，对于减少交通事故和经济损失具有重要意义。 1 烟台大学毕业论文,设计， 2系统总体设计 2.1超声波测距原理 超声波是一种频率高于20000赫兹的机械波，它是一种人耳听不到的特殊声波。声波所具有的基本物理特性，如反射、折射、干涉和散射等，超声波同样的也具有这些物理性质。超声波具有方向性好、穿透能力强的特点，在不同传输介质中，其大部分能量会反射。 利用不同的物理介质对超声波在传播中的不同影响来探测物体和进行测量的技术称为超声波检测技术。用以产生超声波和接收超声波的装置称为超声波换能器。超声波换能器分为发射器和接收器，也有两者功能兼有的收发一体的换能器。超声波换能器是利用压电效应的原理，在发射超声波时将电能转换为机械能，接收超声波时将机械能转换为电信号。 由于超声波具有方向性强、传播过程中能量消耗缓慢、传播距离远的特点，所以超声波能够用于测量距离。其测距方式主要有三种,相位检测法、声波幅值检测法以及渡越时间检测法。其中相位检测法在测量精度高的同时，因其算法复杂，运行速度较慢，测量距离的实时性不好的原因，本设计没有选用。同时由于声波幅值检测法易受反射波的影响，测量距离的精度不高的原因，本设计也没有选用这种方法。渡越时间检测法是通过计算从发射超声波到接收到反射回的超声波的时间来测量距离，这个时间称为渡越时间。因为渡越时间检测法的工作方式简单、直观，其所需要的硬件控制和软件设计较为容易实现，所以本设计采用了渡越时间检测法。其测距原理图如图2-1，所测距离s=v*t/2，其中v为超声波在空气中的传播速度，t为从发射超声波到接收到超声波时的时间。 2.2系统设计 本系统旨在为司机倒车时提供辅助探测功能，基于此要求系统不仅要有测距功能还要 2 烟台大学毕业论文,设计， 有报警功能。当汽车倒车时，测距模块时刻检测与后方障碍物之间的距离，当距离小于安全距离时，发出滴答滴答的报警声音。 系统主要包含单片机控制模块、超声波发射模块、超声波接收模块、温度测量模块、LCD显示模块和蜂鸣器报警模块，以及其他辅助外围电路。系统设计框图如图2-2所示。 发射模块外围电路 超声波发射探头 LCD显示模块 ST C8 超声波接收探头 接收模块外围电路 9C 报警电路 52 温度测量模块 本系统采用渡越时间法测量距离，其主要原理是先测出超声波从发射到遇到障碍物返回所用时间，然后经过计算便得到所测量的距离。超声波作为一种特殊的声波，其速度v同样与温度T有关。当测量距离的精度要求很高时，应当通过温度补偿的方法对超声波的速度进行校正。通常情况下，通过v=331+0.60T关系式进行温度补偿。超声波速度与温度关系如表2-1所示。 测距系统采用收发分离的换能器，在安装时应当保持发射器和接收器在同一平行直线上，考虑到两者距离以及发射夹角会引起测距误差，安装时两者不易太近也不易太远，根据实际情况，应当保持发射器和接收器中心轴线平行并相距4-8cm。 具体工作过程:系统启动后，单片机驱动超声波发射探头发射两个单片机机器周期的超声波，打开单片机的计数器T1和中断INT0，当超声波接收模块检测到反射回的超声波时，终端INT0响应，计数器T1停止工作。所用渡越时间即为计数器的计数值。 3 烟台大学毕业论文,设计， 3系统硬件设计 3.1单片机的选择 单片机作为此系统核心器件，其稳定性以及运算速度成为能否成功完成设计任务的关键。目前市面上有各种型号的单片机，且有相应配套开发软件。国内比较普及的国产单片机为STC单片机。宏晶科技公司推出了多个与传统8051兼容的系列单片机。 STC89C52RC系列单片机具有高运行速度、低功耗、抗干扰能力强的特点，其指令代码与传统的8051系列单片机完全兼容，是增强版的8051单片机。其工作电压为3.3v-5.5v，工作频率为0~40MHz(相当于普通8051的0~80MHz),用户应用程序空间为8K字节,片上集成了512字节RAM,有35个通用I口和39个通用O口,有内部看门狗,共3个16位定时器/计数器,外部中断4路,12时钟/机器周期和6时钟/机器周期可以任意选择，HD版和90C版本内集成MAX810专用复位电路，在外界时钟低于20MHz时，可以省去外部复位电路。根据本系统的实际需求，选择了STC89C52RC90C版工业级单片机。 单片机引脚功能及相应功能电路说明: 1. 电源引脚 引脚40为电源正极，输入电压为3.3v-5.5v;20脚位电源负极。本系统由7805稳压后的5v电源供电。 2. 外部时钟引脚 引脚18和引脚19为XTAL2和XTAL1:片内振荡电路输入线，这两个端子用来外接石英晶体和微调电容，即用来连接单片机片内OSC的定时反馈电路。石英晶振起振后，应能在XTAL2线上输入一个3V左右的正弦波，以便使单片机片内的OSC电路按石英晶振相同频率自激振荡。 本系统选择了12MHz的石英晶振以及47pf的电容作为微调电容。外部时钟连接电路 4 烟台大学毕业论文,设计， 如图3-2所示: 3. 复位引脚 引脚9为复位引脚，复位电路图如图3-3所示，此电路为自复位电路，当单片机上电时，单片机自动复位。由于STC89C52RC内置了复位电路，且外部时钟为12MHz小于20MHz，故可以省略外部复位电路。 4. I/O引脚 引脚39-32为P0口，P0口既可作为I/O口。也可作为地址/数据复用总线使用。当作为I/O口时，P0是一个8位准双向口，内部无上拉电阻，所以作I/O口必须外加10K-4.7K的上拉电阻。当作为地址/数据复用总线使用时，是低8位地址线[A0~A7]，数据线的[D0~D7]，此时无需外接上拉电阻。 引脚1-8为P1口，P1口是的I/O口。 引脚21-28为P2口，P2口内部有上拉电阻，既可作为I/O口，也可作为8位地址总线使用。当P2口作为I/O口时，P2是一个8位准双向口。 引脚10-17为P3口，P3口是标准I/O口，同时P3口在作为通用I/O时，还具有其他特殊功能，兼容的功能如表3-1所示。 5 烟台大学毕业论文,设计， 5. 串口引脚 引脚10为RxD，串口1数据接收端;引脚11为TxD，串口1数据发送端。通过串口下载单片机程序的电路如图3-4所示。 6 烟台大学毕业论文,设计， MAX232芯片是MAXIM公司专为RS-232标准串口设计的单电源电平转换芯片，使用+5v单电源供电。适用于低电压、集成ESD应用和低成本的应用。MAX232主要有以下特点:(1)符合所有的RS-232C技术标准 (2)片载电荷泵能够产生+10V和-10V电压(3)功耗低(4)内部集成2个RS-232C驱动器 (5)高集成度 MAX232芯片的引脚分为三部分。第一部分是电荷泵电路。由1、2、3、4、5、6脚和4只电容构成，用以给RS-232串口提供+12v和-12v的电源。 第二部分是数据转换通道。由7、8、9、10、11、12、13、14脚构成两个数据通道。其中13脚(R1IN)、12脚(R1OUT)、11脚(T1IN)、14脚(T1OUT)为第一数据通道。8脚(R2IN)、9脚(R2OUT)、10脚(T2IN)、7脚(T2OUT)为第二数据通道。TTL/CMOS数据从T1IN、T2IN输入转换成RS-232数据从T1OUT、T2OUT送到电脑DB9插头;DB9插头的RS-232数据从R1IN、R2IN输入转换成TTL/CMOS数据后从R1OUT、R2OUT输出。第三部分是供电。15脚GND、16脚VCC(+5v)。 6. 其他功能引脚 引脚29为PSEN，作为外部程序存储器选通信号输出引脚 引脚30为ALE，作为地址锁存允许信号输出引脚/编程脉冲输入引脚 引脚31为EA，作为内外存储器选择引脚。当引脚为低电平时，单片机访问外部程序存储器;当引脚为高电平时，访问内部程序存储器。此引脚一般悬空。 3.2声音报警电路 报警电路由蜂鸣器和三极管组成。具体电路连接如图3-5所示。选用额定电压为5v的蜂鸣器，将其与三极管串联，然后由单片机的P0口的1号端口控制三极管的导通与关断频率，进而控制蜂鸣器发出的声音频率。 3.3超声波发射电路 超声波发射电路由超声波发射器，三极管，电容和稳压管组成。其电路图如图3-6所示。电路由强反馈稳频振荡器(由三极管VT1、VT2组成)和超声波换能器组成，稳频振荡器的振荡频率与超声波换能器的共振频率相同。超声波发射器是反馈耦合元件，对于电 7 烟台大学毕业论文,设计， 路来说又是输出换能器。超声波换能器两端的输出波形为方波，电压幅值与电源电压接近。三极管VT3相当于电路的电源开关，用单片机P0口给三极管VT3基极电流后，便能驱动超声波发射器发射出超声波信号。 3.4超声波接收电路 超声波接收电路主要是由Cx20106a芯片及其外围电路和超声波换能器组成。Cx20106a是日本索尼公司生产的用于接收红外线的芯片。其特性如下:电源电压为5v~17v，电源电流为1.1ma~2.5ma，输出低电平为0.2v,电压增益为77~79dB,输入阻抗为27K欧姆，滤波器中心频率为30~60KHz。考虑到测距用的超声波频率为40KHz，在Cx20106a滤波器中心频率的范围之内，故可以使用Cx20106a作为超声波的检测接受电路。Cx20106a内部结构图如图3-7所示，各引脚功能如表3-2所示。 8 烟台大学毕业论文,设计， -8所示。超声波换能器将接收的回波信号转换后经电容473滤超声波接收电路如图3 波后送入Cx20106a的信号输入端，当外部干扰很弱时可以省略电容C1。送入的信号经过Cx20106a的处理后，若符合设定的频率则输出端由高电平转为低电平，触发外部中断。 9 烟台大学毕业论文,设计， 3.5显示模块 显示模块采用深圳绘晶生产的液晶显示屏HJ1602A。HJ1602A是一种工业字符型液晶，具有功耗低、体积小等特点，能够同时显示32个字符(16列2行)。液晶显示屏各引脚接口功能说明如表3-3。 显示模块连线图如图3-9所示。液晶显示偏压通过一个1K的电阻进行调节。液晶屏的RS、RW、E分别由单片机P1口2号端口、1号端口和0号端口控制。液晶屏的数据由单片机的P2口发送。 10 烟台大学毕业论文,设计， 3.6温度测量模块 DS18B20是DALLAS公司生产的一种一线式数字温度传感器，其电压范围为3V~5.5V，工作电源可采用独立电源，也可采用寄生电源方式。温度测量范围为,55?,，125?,测量温度分辨率可达0.0625?，具有9~12位A/D转换精度，测量所得的温度结果以9~12位数字量通过独有的单总线协议串行发送。DS18B20采用的单线接口方式，使得单片机只需一条数据线便可对其操作，这很大程度上减少了外部电路。其内部结构如图3-10所示。 11 烟台大学毕业论文,设计， DS18B20的各功能指令如表3-4所示。 DS18B20是一种一线式温度传感器，其简单三线式封装，使得其不需复杂的外部电路即可工作。DS18B20连接电路如图3-11所示。1号引脚连接电源负极，2号引脚连接P0口的1号端口，3号引脚与电源正极相连。 12 烟台大学毕业论文,设计， 4系统软件设计 系统软件采用模块化设计，将各个模块的功能单独实现，各个模块之间相对独立。主程序采用循环控制的策略，系统启动后，依次调用初始化程序、温度测量子程序、发射子程序、中断程序、LCD显示子程序和蜂鸣器报警子程序。 4.1主程序 主程序首先对系统的环境变量和LCD进行初始化，其次设置计数器/定时器T0的工作模式为16位计数器模式，设置计数器/定时器T1为8位自动重装定时器。然后调用温度测量子程序测量外部环境温度，等待测距结果并显示结果。 主程序的部分原程序如下: /*************环境变量初始化*************/ uchar send; distance=0; flag_re=0; speaker=0; /*************各模块初始化*************/ LCD_Init();//初始化 LCD TMOD=0x21;//设置定时器/计数器T0和T1的工作模式，T0为模式1 T1为//模式2 TH0=0x00;//T0初始值 TL0=0x00; TH1=0xf2;//T1初始值 TL1=0xf2; for(m=0;m<100;m++) t=DS18B20_Work();//测量外部环境温度 IT0=0;//外部中断低电平触发 ET0=1;//使能T0溢出 ET1=1;//使能T1溢出 EA=1;//开中断 TR1=1;//T1开始定时 主程序流程图如图4-1所示。 13 烟台大学毕业论文,设计， 系统环境变量初始化，定时器初始化 测量外部环境温度 启动定时器T1 调用T1中断子程序，发射超声波、开T0 Yes T0溢出, No No 是否有中断 信号, Yes 调用中断子程序 显示报警子程序 14 烟台大学毕业论文,设计， 4.2定时器/计数器中断程序和外部中断子程序 定时器/计数器T0，用于计算超声波从发射到接收到的时间，以及起到在没有接收到反射回来的超声波时启动下一个循环周期的作用。部分程序如下: EA=0; TH0=0x00; TL0=0x00; EA=1; TR1=1; 定时器/计数器T1，用于发射超声波。用定时器T1的中断程序作为发射超声波的优点在于，能够避免因硬件干扰而产生的假死状态。定时器T1定时到后，在中断子程序中，首先重置计数器T0，然后完成超声波的发射工作。超声波发射器发射的超声波能够直接传送到接收器触发外部中断，为了避免这种情况，在发射完超声波后应当延迟几微秒再开外部中断INT0，此处延迟了3个机器周期。部分中断子程序如下: TH0=0x00; TL0=0x00; chao=1; TR0=1; nop(); chao=0; nop(); nop(); nop(); EX0=1; TR1=0; 外部中断INT0用于确定是否接收到反射回的超声波，当超声波接收电路接收到反射回的超声波后，触发外部中断INT0，调用外部中断子程序，在子程序中读取计数器T0的计数值，计算距离并置标志位。外部中断子程序部分源码如下: TR0=0; EA=0; EX0=0; flag_re=1; time=TH0; time=time*256+TL0; distance=time*0.017-2; 15 烟台大学毕业论文,设计， 外部中断INT0中断子程序流程图如图4-2所示。 外部中服务入口 关中断 读取T0值，计算距离 置标志位 返回 4.3显示、报警子程序 当标志位置1时，表示接收到反射回的超声波，开始执行显示子程序，并判断所测的距离是否在安全范围内，若不在则驱动蜂鸣器报警电路。由于相邻两个测距周期之间相差约1s，所以只需在相邻的周期内给报警电路不同的值，便可使蜂鸣器发出滴答的声音。显示子程序源码见附录。 16 烟台大学毕业论文,设计， 4.4温度测量子程序 DS18B20只有一根数据线，通过串行发送的方式与单片机传送数据，为了能够准确的对温度传感器进行操作，在发送指令时必须严格按照时序操作。通过单线数据端口访问 :步骤一，初始化;步骤二，ROM操作指令;步骤三，DS18B20功DS18B20的步骤如下 能指令。由于DS18B20只使用一根线与单片机通信，在对DS18B20读写时，应当严格按照以上三个步骤，如果缺少步骤或者顺序错误，传感器将不会返回值。程序流程图如图4-3所示。 初始化DS18B20 跳过读取ROM 发送转换命令 初始化 跳过读取ROM 读取内存数据 处理数据，获得温度 程序部分源代码如下: DS18B20_init(); //初始化DS18B20 DS18B20_Write(0xcc);//跳过序列号 17 烟台大学毕业论文,设计， DS18B20_Write(0x44);//发送转换命令 DS18B20_init();//初始化 DS18B20_Write(0xcc);//跳过序列号 DS18B20_Write(0xbe);//发送读取内存命令 templ = DS18B20_Read();//存放低8位 temph = DS18B20_Read();//存放高8位 fuhao = temph & 0xf0; //最高4位时符号位，假如全是1的话那就是负温度了 xiaoshu = templ & 0x0f; //最低的4位为温度的小数位 xiaoshu = xiaoshu*6.25; //精度为0.625 zhengshu = (templ>>4)|(temph<<4);//提取中间的8位，这为温度的整数部分 if(fuhao > 0) { zhengshu = ~zhengshu + 1; //假如是负温度值的haunted，就需要取他的补码 Temperature[0] = 16; //负符号的显示 } else { Temperature[0] = 17;//正负号的显示 } Temperature[1] = zhengshu/100;//温度的百位 Temperature[2] = zhengshu/10%10;//温度的十位 Temperature[3] = zhengshu%10;//温度的个位 Temperature[4] = xiaoshu/10;//温度的小数点后一位 Temperature[5] = xiaoshu%10;//温度的小数点后两位 DisplayOneChar(7,0,Temperature[2]+0x30); //在LCD中显示温度的十位 DisplayOneChar(8,0,Temperature[3]+0x30); //在LCD中显示温度的个位 DisplayOneChar(9,0,'.'); DisplayOneChar(10,0,Temperature[4]+0x30); //在LCD中显示温度的小数点后一位 DisplayOneChar(11,0,Temperature[5]+0x30); //在LCD中显示温度的小数点后两位 18 烟台大学毕业论文,设计， 5调试 5.1硬件调试 硬件电路调试的部分主要包括单片机控制模块、温度测量模块、LCD显示模块、超声波发射模块、超声波接收模块。由于硬件电路较多，有很多因素会造成各个模块不能实现其相应的功能。在调试硬件电路之前，要做好调试前的工作，先用万用表检测硬件的接线情况，确保接线正确无误，电源的正负极之间没有短接。在检查完之后，各个先模块单独调试再整体调试。 在调试超声波发射电路时，在不加单片机控制的前提下，接通超声波发射电路的电源，由于单片机对发射电路的控制是通过三极管控制的，所以要给三极管基极加一持续电流，才能使电路工作。通过示波器观察探头引脚的波形，调节示波器观察波形。实际调试时，发射电路的波形如图5-1所示: 在调试超声波接收电路时，同样使超声波发射电路在未加单片机控制信号而稳定工作的状态下，用示波器检测超声波接收探头引脚的波形。观察波形是否符合。实际调试时，接收电路的波形如图5-2所示: 19 烟台大学毕业论文,设计， 超声波发射与接收模块的调试时相对复杂，有很多因素会对接收和发射产生干扰，所以应当耐心、细心的调试。 显示和声音报警模块抗干扰能力较强，一般按照设计的电路图焊接、安装，基本便能实现既定功能。在调试显示模块时，由于接LCD显示屏3号引脚的电阻损坏，造成显示字符不清晰。在调试蜂鸣器报警电路是，由于选用的三极管9013是NPN类型的三极管，单片机的输出能力不够不能驱动，导致不能驱动蜂鸣器，最终的解决办法是在端口加一上拉电阻。 本系统的硬件整体而言能够正确工作，实时性良好，由于电路板焊接的工艺、器件的精度和灵敏度问题，系统测距范围不够稳定，正常测量距离的范围为3cm~110cm，在某些情况下能够测得的最远距离为160cm，由于时间问题没有具体分析是哪些硬件原因造成这种情况。 5.2软件调试 本系统采用KeilμVision4软件进行单片机软件的编写和调试。Keil C51是美国Keil Software公司开发的用于51系列单片机软件编程的软件。C语言在功能上、结构性、可读性、可维护性上以及易学方面相对于汇编语言有很大优势。Keil提供了包括C编译器、宏汇编、连接器、库管理和一个功能强大的仿真调试器等在内的完整开发，通过一个集成开发环境(uVision)将这些部分组合在一起。其具有方便易用的集成环境、强大的软件仿真调试工具。 软件调试与硬件是分不开的，只有在硬件运行情况良好的前提下，才能够检测出软件是否有错误。为了防止硬件有错误，在进行软件调试时，选用最简单的LED灯和开关电路作为调试电路，用自复位开关给单片机中断信号模拟超声波接收电路接收到反射回的超声波时产生的中断信号，使用LED检测单片机相应的端口是否输出所要求的值。DS18B20的调试问题主要在于程序的时序是否严格遵守其单线接口协议。DS18B20默认的温度为85摄氏度，在调试的过程中，遇到测得温度一直为85摄氏度，初步认定程序时序没有错误， 20 烟台大学毕业论文,设计， 而问题在于温度传感器已损坏，原因在于安装温度传感器时正负极接反，在换一个温度传感器之后能够正常测温。软件在运行过程中，切换到中断子程序时会有中断延迟，所以为了测量距离的准确性，在温度校正的基础上，加入了软件校正。 表5-1为完成总体调试时，所测得的数据。 21 烟台大学毕业论文,设计， 结束语 经过近两个月学习和努力，我终于完成了汽车倒车防撞系统的工作，在完成设计的过程中我学到了很多知识，同时在实践中我也发现自己需要学习和改进的地方。我从以下两个方面对自己在毕业设计中的感悟做出总结: 一、收获 在做毕业设计之前，我从图书馆和网上查阅了大量有关超声波测距的资料，寻找了多个解决方案。在老师的指导下，综合了多个方案后确定了自己的设计方案。方案确立之后，先进行了硬件电路的仿真。仿真的过程中使我对Proteus的应用及调试有了进一步的认识，硬件电路的仿真能够在焊接硬件电路之前提前明确电路是否符合要求。仿真之后便开始了硬件电路的制作。硬件电路的焊接过程使我的动手能力进一步提高，使我对各种常用电路有了进一步的认识。其实在毕业设计的过程中，收获最大的部分在于硬件调试和软件调试，调试是一个需要耐心的枯燥过程。在这个过程中，我认识到硬件调试和软件调试是不可分的，调试时应当一个模块一个模块的调试。在模块单独调试无误后，再整体调试。在调试的过程中遇到了一些问题，但是在和同学的讨论下都得到了解决。 二、不足 由于焊接工艺不够好，器件精度等问题，使得系统存在一些不足。本设计主要是用于汽车倒车防撞，汽车倒车距离应当越远越好，但是系统测距范围较近，只有110cm左右，有很大的限制。本设计采用了低成本的发射电路和接收电路，发射的超声波占空比不可调，抗干扰能力不是很好。 22 烟台大学毕业论文,设计， 致 谢 首先，我要感谢我的指导老师胡凤燕老师在毕业设计期间给我的细心指导，胡老师作为一名优秀的、经验丰富的教师，具有丰富的专业知识，在我完成毕业设计和毕业论文的过程中，给了我耐心的指导和帮助。同时也要感谢其他老师在毕业设计期间给予的各种帮助，还要感谢实验室在毕业设计期间向我们提供了优越的实验条件。 其次，我要感谢和我一同做毕业设计的同学。在做毕业设计的这几个月里，你们给我提出了很多宝贵的意见，提供了很大的帮助。 感谢父母对我的养育之恩～ 最后真诚的感谢所有帮助过我的老师，同学，朋友，谢谢你们～ 23 烟台大学毕业论文,设计， 参考文献 [1]刘鲲，孙春亮.单片机C语言入门.北京:人民邮电出版社，2010. [2]胡汉才.单片机原理及其接口技术.北京:清华大学出版社，2004. [3]戴卓.汽车电子控制装置.北京:北京理工大学出版社，2000. [4]赵继文.传感器的应用及电路设计.北京:科学出版社,1997. [5]何希才.集成电路及其应用实例.北京:科学出版社，1998. [6]Hj1602A使用说明书.pdf [7]STC89C51RC Guide.pdf [8]DS18B20中文手册.pdf 24 烟台大学毕业论文,设计， 附录A:部分代码 25