基于单片机的测速和倒车提示装置的设计外文翻译

信 息 与 控 制 工 程 学 院 毕 业 设 计 外 文 翻 译- 1 -信 息 与 控 制 工 程 学 院毕 业 设 计 外 文 翻 译基 于 单 片 机 的 测 速 和 倒 车 提 示 装 置 的 设 计Design of Speed and Reversing Hint Device Based on Single Chip Microcomputer学 生 学 号 ： 学 生 姓 名 ： 专 业 班 级 指 导 教 师 ： 职 称 ： 起 止 日 期 ： 2017.02.27 2017.03.05 注 ：学 生学 号为 学院 教务 管理 系统 中确 定的 学生 学号 。阅 后删 除此 文本 框 。注 ： 黑 体 ， 一 号 字 ， 加 黑 。1、 毕 业 设 计 类 应 将 “毕业 设 计 （ 论 文 ） 外 文 翻 译 ”替换 为 “毕 业 设 计 外 文 翻 译 ”。2、 毕 业 论 文 类 应 将 “毕业 设 计 （ 论 文 ） 外 文 翻 译 ”替换 为 “毕 业 论 文 外 文 翻 译 ”。阅后 删 除 此 文 本 框 。注 ： 专 业班 级 规 范 ，例 如03 级 自动 化 专 业1 班 ： 自动 030103 级 计算 机 专 业1 班 ： 计算 030103 级 电子 信 息 工程 专 业 1班 ： 电 信030103 级 测控 专 业 1班 ： 测 控0301阅 后 删 除此 文 本 框 。各 位 毕 业 设计 指 导 老 师 ：为 了 使毕 业 设 计 论文 在 撰 写 格式 上 更 为 规范 ， 根 据 学院 相 关 文 件制 定 了 信控 学 院 本 科学 生 毕 业 设计 （ 论 文 ）外 文 翻 译 模版 。 请 及时 转 交 给 学生 ， 并 按 此格 式 撰 写 。学 生 只 需 要将 相 关 的 内容 拷 贝 到 相应 位 置 ， 并按 要 求 适 当调 整 即 可 。烦 请 各 位 老师 务 必 仔 细审 查 学 生 论文 内 容 及 格式 。阅 后 删 除 此文 本 框 。信 息 与 控 制 工 程 学 院 毕 业 设 计 外 文 翻 译- 2 -外 文 原 文 见 本 人 文 档 超 声 波 测 距 外 文 原 文 超 声 波 测 距摘 要 ： 本 演 示 处 理 了 测 量 距 离 的 超 声 波 传 感 器 在 当 前 环 境 中 的 准 确 性 。 作 为 一 个 测 量传 感 器 的 选 择 SFR08 型 配 备 了 允 许 寻 址 的 IC 通 信 接 口 。 这 一 事 实 使 得 创 建 传 感 器 阵列 变 得 简 单 。 控 制 和 可 视 化 系 统 是 基 于 PC。 NI USB 8451 是 作 为 通 信 卡 使 用 的 。 验 证测 量 的 目 标 是 确 定 实 际 的 传 感 器 精 度 ， 特 别 是 当 测 量 较 长 的 距 离 。 当 评 估 传 感 器 的 精度 时 ， 不 包 括 在 所 测 量 的 数 据 的 温 度 补 偿 。关 键 词 ： 超 声 波 传 感 器 ， IC 通 信 接 口 ， 虚 拟 仪 器1 简 介超 声 波 传 感 器 通 常 用 于 自 动 化 的 任 务 来 测 量 距 离 ， 位 置 变 化 ， 电 平 测 量 ， 如 存 在检 测 器 或 在 特 殊 应 用 中 ， 例 如 ， 当 测 量 透 明 材 料 的 纯 度 。 它 们 是 基 于 测 量 超 声 波 的 传播 时 间 的 原 则 。 这 一 原 则 确 保 可 靠 的 检 测 是 独 立 的 颜 色 渲 染 的 对 象 或 其 表 面 的 设 计 和类 型 。 它 可 以 可 靠 地 检 测 甚 至 液 体 ， 散 装 材 料 ， 透 明 物 体 ， 玻 璃 等 材 料 。 他 们 使 用 的另 一 个 参 数 是 他 们 在 侵 略 性 的 环 境 中 使 用 ， 不 是 非 常 敏 感 的 污 垢 和 测 量 距 离 的 可 能 性 。超 声 波 传 感 器 在 许 多 机 械 设 计 中 被 制 造 。 对 于 实 验 室 用 途 ， 用 于 发 射 器 和 接 收 器 单 独或 在 一 个 单 一 的 简 单 的 住 房 ， 对 于 工 业 用 途 ， 往 往 建 造 坚 固 的 金 属 外 壳 。 有 些 类 型 允许 您 使 用 电 位 计 或 数 字 来 调 整 灵 敏 度 。 此 外 ， 输 出 可 以 在 统 一 的 版 本 中 或 直 接 以 数 字形 式 的 模 拟 信 号 直 接 中 。 就 传 感 器 来 说 ， 可 以 通 过 通 信 接 口 连 接 到 PC， 它 是 可 以 设 置所 有 传 感 器 的 工 作 范 围 和 测 量 距 离 的 详 细 参 数 。信 息 与 控 制 工 程 学 院 毕 业 设 计 外 文 翻 译- 3 -2 超 声 测 量超 声 对 环 境 中 的 声 音 具 有 相 似 的 传 播 特 性 。 这 是 机 械 振 动 的 粒 子 环 境 。 超 声 波 可 以在 气 体 、 液 体 和 固 体 中 传 播 。 对 于 超 声 波 通 常 被 认 为 是 一 个 频 率 高 于 20 千 赫 的 声 音 。根 据 超 声 波 的 用 途 可 以 分 为 两 类 ：主 动 超 声 ： 当 应 用 表 现 出 物 理 或 化 学 效 应 。 生 成 的 输 出 达 到 更 高 的 值 。 超 声 波 用于 清 洁 ， 焊 接 ， 钻 孔 等 。被 动 超 声 ； 输 出 是 在 低 得 多 （ 通 常 是 小 ） 值 产 生 的 对 比 度 。 他 的 主 要 应 用 领 域 是测 量 距 离 ， 检 测 材 料 的 缺 陷 和 材 料 的 厚 度 ， 测 量 液 体 和 气 体 的 流 量 ， 以 及 医 疗 保 健 的诊 断 。 声 音 的 速 度 取 决 于 它 移 动 的 环 境 类 型 和 环 境 的 当 前 温 度 。 某 些 材 料 的 声 速 显 示在 表 1 中 。表 1 材 料 中 声 传 播 的 速 度气 体 （ m/s） 固 体 （ m/s） 液 体 （ m/s）空 气 （ 0 ） 331 铝 5100 水 （ 20 ） 1481空 气 （ 20 ） 343 钢 5000 水 （ 25 ） 1497氦 气 （ 25 ） 965 混 凝 土 1700 汽 油 （ 20 ） 1170氢 气 （ 25 ） 1284 铜 3500 水 银 （ 25 ） 14502.1 超 声 波 传 感 器超 声 波 传 感 器 的 工 作 原 理 是 测 量 通 常 一 些 很 短 的 脉 冲 发 送 和 接 收 的 发 送 信 号 的 反射 之 间 的 时 间 差 。 基 本 的 构 建 块 是 发 射 器 和 接 收 器 。 发 射 器 块 可 以 由 两 种 类 型 的 换 能器 组 成 ；磁 致 伸 缩 换 能 器 -工 作 在 低 频 率 ， 其 原 理 是 基 于 磁 性 材 料 长 度 的 力 学 变 化 。信 息 与 控 制 工 程 学 院 毕 业 设 计 外 文 翻 译- 4 -压 电 换 能 器 -工 作 在 高 频 率 ， 其 原 理 是 基 于 逆 压 电 效 应 。 超 声 波 接 收 器 是 根 据 机 械波 的 反 射 原 理 反 射 回 电 信 号 。图 1 超 声 波 传 感 器 的 方 框 图2.2 超 声 波 传 感 器 SRF08超 声 波 传 感 器 srf08 有 时 也 称 为 声 纳 。 它 是 超 声 波 障 碍 探 测 器 。 它 能 够 测 量 的 距离 高 达 11 米 。 传 感 器 的 测 量 的 原 则 是 超 声 波 信 号 的 第 八 个 周 期 和 40 千 赫 频 率 。 。 声 纳测 量 发 送 测 试 信 号 和 接 收 其 反 射 之 间 的 时 间 。 测 量 值 （ 个 别 反 射 ） 存 储 多 达 16 个 可 以从 主 系 统 读 取 数 据 的 寄 存 器 。 根 据 这 个 原 则 ， 它 遵 循 的 一 个 最 大 的 优 点 是 ， 这 种 传 感 器-测 量 对 象 的 可 能 性 只 能 处 在 理 想 的 距 离 。 该 传 感 器 通 过 IC 总 线 进 行 通 信 。 这 一 事 实允 许 您 从 传 感 器 寻 址 ， 还 可 以 创 建 传 感 器 阵 列 。 除 了 改 变 设 置 在 生 产 中 的 基 本 地 址 ，传 感 器 能 够 从 单 位 和 测 量 环 境 光 的 输 出 变 量 中 选 择 。 声 纳 也 适 用 于 神 经 网 络 。2.3 传 感 器 SRF08 的 基 本 特 征电 源 电 压 ： 5 伏 直 流电 流 消 耗 ： 12 毫 安 -测 量 ， 3 毫 安 -延 迟频 率 ： 40 千 赫测 量 范 围 ： 43 毫 米 - 11000 毫 米通 信 总 线 ： IC基 地 址 ： 0xE0（ 可 调 16 个 地 址 ）测 光 模 式 ： 多 回 波 ， 记 录 多 达 17 个 早 期 反 射信 息 与 控 制 工 程 学 院 毕 业 设 计 外 文 翻 译- 5 -单 位 ： 英 寸 、 厘 米 、 微 秒尺 寸 ： 43x20x17 毫 米图 2 传 感 器 SRF08传 感 器 SRF08 寄 存 器 列 表 如 下 。 第 一 个 为 只 写 寄 存 器 （ 0-2） ， 其 他 的 可 用 于 读 写 。SRF08 共 有 36 个 寄 存 器 。表 2 SRF08 寄 存 器地 址 读 写0 修 订 版 SW 命 令 注 册 表1 灯 光 增 益2 1.回 波 MSB 范 围3 1.回 波 LSB 34 17.回 波 MSB35 17.回 波 LSB2.4 寻 址 传 感 器 和 测 量测 量 过 程 首 先 在 指 令 寄 存 器 中 写 入 80 到 82。 根 据 适 当 的 单 元 的 测 量 值 的 内 容（ 英 寸 ， 厘 米 ， 微 秒 ） 。 在 人 工 神 经 网 络 （ ANN） 的 情 况 下 ， 指 定 一 个 83 至 85 之 间的 和 测 量 模 式 相 同 的 给 定 的 格 式 单 位 命 令 是 有 必 要 的 。 传 感 器 地 址 的 变 化 可 以 通 过 将值 从 160 到 170 写 入 下 表 中 的 命 令 寄 存 器 来 完 成 。信 息 与 控 制 工 程 学 院 毕 业 设 计 外 文 翻 译- 6 -表 3 测 量 和 寻 址 SRF08指 令十 进 制 十 六 进 制描 述80 50 测 量 值 （ 英 寸 ）81 51 测 量 值 （ 厘 米 ）82 52 测 量 值 （ 微 米 ）83 53 测 量 值 （ 英 寸 ）84 54 测 量 值 （ 厘 米 ）85 55 测 量 值 （ 微 米 ）160 A0 地 址 1.字 节165 A5 地 址 2.字 节170 AA 地 址 3.字 节在 开 始 时 ， 每 个 测 量 寄 存 器 启 动 复 位 ， 从 十 进 制 值 255（ 0xFF） 开 始 读 数 。 推 荐 的延 迟 时 间 是 65 毫 秒 。 第 一 个 完 成 测 量 后 捕 获 的 回 波 声 纳 位 于 地 址 2（ MSB） 和 地 址3（ LSB） ， ， 第 二 个 回 波 在 地 址 4、 地 址 5， 依 此 类 推 。 每 一 个 测 量 也 使 位 于 地 址 1 的光 传 感 器 更 新 ， 记 录 更 多 反 射 的 优 点 是 能 够 在 测 量 距 离 内 检 测 到 多 个 对 象 。 综 上 所 述 ，阅 读 测 量 值 可 能 在 65 毫 秒 后 ， 或 通 过 读 取 寄 存 器 的 内 容 。 如 果 读 取 值 255， 那 么 它 便是 一 个 有 效 的 测 量 结 果 。当 你 需 要 改 变 测 量 范 围 可 以 通 过 改 变 登 记 在 地 址 0x2 的 值 。 值 0x0 表 示 43 毫 米 的距 离 ， 值 0xFF 代 表 11 米 的 距 离 .依 靠 寄 存 器 值 和 范 围 包 含 以 下 公 式 ：范 围 =【 （ 记 录 2） *43】 +43 （ 毫 米 ） （ 1）基 本 传 感 器 的 地 址 是 0xE0。 它 可 以 更 改 为 其 他 16 个 地 址 之 一 (0xE0, 0xE2, 0xE4, 0xE6, 0xE8, 0xEA, 0xEC, 0xEE, 0xF0, 0xF2, 0xF4, 0xF6, 0xF8, 0xFA, 0xFC, 0xFE)。 该 地址 可 以 在 具 有 多 个 传 感 器 的 IC 总 线 通 信 的 应 用 案 例 。 另 一 种 可 能 性 是 地 址 0x00。 使用 此 地 址 ， 您 可 以 将 数 据 写 入 总 线 上 所 有 连 接 的 传 感 器 。 改 变 总 线 IC 地 址 必 须 连 接 到一 个 传 感 器 。 换 一 个 地 址 必 须 进 入 连 续 三 个 命 令 序 列 （ 0xA0， 0xAA， 0xA5） 需 要 改 变他 们 的 顺 序 。 作 为 第 四 命 令 ， 然 后 注 册 一 个 新 的 传 感 器 地 址 。 这 个 顺 序 必 须 写 的 地 址信 息 与 控 制 工 程 学 院 毕 业 设 计 外 文 翻 译- 7 -0x00。 对 于 新 地 址 不 知 道 的 传 感 器 来 说 ， 推 断 LED 的 闪 烁 的 数 目 时 可 能 的 ， 所 以 在LED 发 出 一 个 长 光 之 后 ， 伴 随 着 连 续 的 短 闪 烁 。 十 进 制 形 式 产 生 的 地 址 可 以 通 过 以 下公 式 计 算 ：地 址 =2*闪 烁 次 数 +224（ 十 进 制 ） （ 2）3 与 传 感 器 的 通 信带 传 感 器 的 整 个 通 信 系 统 由 一 台 PC 机 和 通 用 通 信 卡 NI USB-8451， 它 提 供 了 两 个接 口 SPI 和 IC。 与 传 感 器 通 讯 已 选 定 的 I2C 接 口 。IC 是 一 个 双 线 串 行 总 线 。 SDA 信 号 是 用 于 数 据 传 输 ， SCL 信 号 用 于 同 步 传 输 。连 接 到 总 线 的 每 个 设 备 都 有 一 个 7 或 10 位 的 设 置 在 工 厂 的 唯 一 地 址 。 它 用 于 选 择设 备 。 每 个 设 备 必 须 有 不 同 的 地 址 。 在 总 线 上 可 以 连 接 设 备 作 为 主 、 从 ， 另 外 设 备 也可 以 作 为 主 从 。 总 线 是 一 个 多 主 的 ， 这 意 味 着 ， 总 线 可 以 连 接 到 一 个 以 上 的 主 人 。 总线 还 具 有 用 于 在 多 个 设 备 同 时 传 输 时 检 测 冲 突 的 能 力 。数 据 SDA 和 SCL 时 钟 信 号 是 双 向 的 数 据 线 。 信 号 被 固 定 到 逻 辑 高 电 平 通 过 上 拉电 阻 接 正 电 源 电 压 。 连 接 到 I2C 总 线 上 所 有 设 备 的 输 出 必 须 是 集 电 极 开 路 型 ， 这 样 就可 以 实 现 与 逻 辑 功 能 。总 线 上 的 通 信 速 度 可 能 是 不 同 的 ， 以 便 连 接 到 总 线 也 较 慢 的 设 备 。 其 中 一 个 限 制也 适 用 -更 高 的 传 输 速 率 -总 线 的 最 大 长 度 越 短 。 这 种 局 限 性 是 由 于 在 高 的 线 的 长 度 在寄 生 电 容 导 体 SDA 和 SCL 的 增 加 。默 认 情 况 下 ， 通 信 总 线 速 度 为 100 千 位 /秒 （ 标 准 模 式 ） ， 在 其 他 模 式 的 通 信 速 度高 ： 快 速 模 式 - 400 千 位 /秒 ， 快 速 模 式 加 1 兆 位 /秒 ， 高 速 模 式 3,4 兆 位 /秒 ， 美 国 最 高 波特 率 （ 快 速 模 式 ） 是 5 兆 位 /秒 。由 于 各 种 设 备 运 行 在 不 同 的 电 压 水 平 对 IC 总 线 的 连 接 是 不 固 定 的 电 平 逻 辑 0（ 低 ）和 逻 辑 1（ 高 ） 。 他 们 的 值 来 源 于 电 源 电 压 的 百 分 比 ： 低 电 平 电 压 =0.3 电 源 电 压 ， 高 电平 电 压 =0.7 电 源 电 压 。3.1 通 讯 协 议信 息 与 控 制 工 程 学 院 毕 业 设 计 外 文 翻 译- 8 -开 始 每 个 IC 总 线 通 信 起 始 于 起 始 位 、 终 止 于 停 止 位 。 通 信 的 开 始 ， 信 号 SDA 由高 电 平 变 为 低 电 平 ， SCL 信 号 处 于 高 电 平 。 通 信 结 束 时 ， 信 号 SCL 在 高 电 平 时 ， 信 号SDA 的 逻 辑 电 平 从 低 变 为 高 电 平 。图 3 通 信 中 的 起 始 和 停 止 位启 动 和 停 止 通 信 条 件 总 是 生 成 主 站 。 当 启 动 通 信 时 该 总 线 被 认 为 是 繁 忙 的 ， 相 反 ，当 停 止 通 信 时 ， 总 线 被 认 为 是 空 闲 的 的 ， 在 产 生 重 启 条 件 而 不 是 停 止 条 件 的 情 况 下 ，总 线 保 持 忙 。 在 这 方 面 ， 启 动 和 重 启 被 认 为 是 相 同 的 。检 测 启 动 和 停 止 条 件 非 常 简 单 ， 如 果 一 个 设 备 连 接 到 总 线 ， 有 相 应 的 硬 件 。 然 而 ，没 有 这 个 设 备 的 微 控 制 器 必 须 至 少 每 周 期 时 钟 信 号 检 查 总 线 的 状 态 2 次 。开 始 每 个 I2C 总 线 通 信 由 起 始 位 开 始 ， 由 停 止 位 结 束 。 通 信 的 开 始 通 过 将 信 号SDA 的 逻 辑 电 平 H 改 变 为 L 电 平 来 定 义 ， 而 SCL 信 号 处 于 逻 辑 电 平 H。 结 束 通 信 被 定义 为 当 信 号 SCL 是 逻 辑 电 平 H 时 逻 辑 电 平 L 到 电 平 H 信 号 SDA 的 改 变 ， 也 在 逻 辑 电平 H。图 4 通 过 CAN 总 线 传 输 的 字 节信 息 与 控 制 工 程 学 院 毕 业 设 计 外 文 翻 译- 9 -3.2 NI USB-8451