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摘 要随着单片机技术的发展，单片机与超声波技术的不断结合，超声波技术的应用前景更加广阔。本文介绍了汽车倒车测距的设计原理以及实现方法，讨论了提高测距精度的措施，提出了干扰噪声的处理方法，并在测距中进行了温度补偿和对时间计算的误差修正。本系统结合MCS-51系列单片机，测量范围为0.23.0m，测量范围边线的夹角为。测距精度为，具有较高的实际应用价值。 关键词: 单片机 超声波 测距III Application on Ultrasonic Distance Measurement in Safety Early Warning System of AutomobileAbstractAlong with the single card machine technical shape, the single the machine of card join together with super a technical continuously, the super a technical and applied prospect is more vast.This paper introduces the design of car back alert and how to process temperature compensation and amend error of calculating time while testing the distance by ultrasonic And methods for improving the precision of testing the distance was discussed at the same a way of processing the interferential noises was put forward. The detecting range is between 0.23.0 meter in front of the automobile, and the included angle is 76 degree form left borderline to right borderline. The relative error between the detecting value and the real distance is .Keywords: Single-chip microprocessor Ultrasonic Measure distance 目 录第一章 绪论11.1 论文选题背景及研究意义11.2 国内外研究现状11.3 论文研究的主要内容1第二章 方案论证22.1 系统设计要求22.2 系统方案论证22.2.1 单片机选择论证22.2.2 传感器选择论证2第三章 硬件电路设计3第四章 软件设计4总 结5致 谢6参考文献7附录1：程序清单8附录2：系统原理图10第一章 绪论1.1 论文选题背景及研究意义目前随着科学技术水平的不断提高和城市的开发建设，居民建筑住宅日趋于高层，市区自来水管网已不能保证住宅居民的自然供水。解决的办法一般是建立楼顶蓄水池、水塔、水箱，通过增压泵将自来水抽至楼顶蓄积来满足生活、消防用水。一般的楼宇自动蓄水系统智能中国城市汽车的持有量迅速增加，交通事故与日俱增。智能交通是二十一世纪交通运输的重要发展方向【1】。 本文设计的汽车测距安全预警系统，能够实现倒车时有效的避开可能对车辆造成危害的障碍物和行人，有效地避免由于倒车事故的经济损失和人身的安全问题，同时也为靠墙、狭窄处转弯及入库提供了方便、安全的示警。此外，本系统在桥梁、隧道、涵洞的距离检测中等方面也有很广泛的应用。1.2 国内外研究现状超声波测距技术目前发展的很快，尤其是随着单片机技术的飞速发展，超声波测距技术的应用领域更加广阔【2】。目前国内外主要应用有：1.3 论文研究的主要内容本文采用89C51单片机为控制核心，结合超声波传感器，设计了相应的超声波发射、接收电路及报警显示电路，具有语音报警提示、距离显示等功能。系统结构简单，性能可靠，具有一定的实际应用价值。 11第二章 方案论证2.1 系统设计要求利用单片机结合超声波传感器，实现对直线距离的动态测量，配合汽车其它预警装置，为汽车的行车安全提供必要的保证。测距距离：0.153.0米，精度5%，报警距离2米，响应时间0.1秒。要求系统具有声光及语音报警功能，功耗低，体积小，工作可靠，抗干扰能力强。2.2 系统方案论证系统的工作原理是将超声波的传感器探头经过计算安装在汽车的尾部，当汽车挂倒挡时整个系统自动启动，在单片机控制下，通过发射探头，每0.05秒发射一个短促的超声波脉冲，当超声波脉冲向车后传播的过程中，如碰到障碍物，就会被反射回来，即回声波，被接收探头接收，经过放大后送入单片机处理，根据发射超声波脉冲到接收到回波的时间计算出车尾到障碍物的距离，并将这个距离信号换成相应的电信号送入显示屏显示、报警。2.2.1 单片机选择论证在众多的51系列单片机中，ATMEL 公司的AT89C51性价比较高，它不但和8051指令、管脚完全兼容，而且其片内的4K程序存储器采用FLASH工艺，适用于电擦写，对开发设备的要求较低，可大大缩短开发时间，且写入单片机内的程序还可方便进行加密。此外，价格低廉也是它的主要优点，故本系统采用AT89C51为控制核心。2.2.2 传感器选择论证 超声波传感器是超声波测距系统中的重要器件。利用压电效应和逆压电效应原理，可将加在其上的电信号转换为超声机械波向外辐射；也可以将作用在它上面的超声机械波转换为相应的电信号，起着能量转换的作用。市售的超声波传感器有专用型和兼用型，专用型是发送器用作发送超声波，接受器用作接收超声波。而兼用型是收发一体，只有一个传感器探头。具有发送和接收声波的双重作用，称为可逆元件。市售超声波传感器的谐振频率（中心频率）有23kHz、40kHz、75kHz、200kHz、400kHz谐振频率越高，分辨率也越高，但监测的距离将缩短。 （2-1）第三章 硬件电路设计图3-1单片机与PC机的串口连接图表3-1几种常见ADC性能特点比较类型特点典型芯片适用场合优点缺点双积分型1.对积分元件精度要求不高2.对干扰具有很强的抑制能力1.转换速度较低2.输入带宽较低CC14433频率变化较低的采集系统（如数字式直流电压表、数字式温度计）。并行比较型转换速度高1.精度、分辨率较低2.功耗大、成本高ADS7844对精度要求不太高但对速度要求较高的系统（注：在输出位数较多时，一般不采用此类ADC）。逐次逼近型1.精度高、分辨率高2.功耗低、结构简单3.不存在延迟问题1.采样速度不太高2.输入带宽较低AD7574ADC0809(8位)TDC10135（10位）对精度、分辨率要求高，对速度要求不太高的系统第四章 软件设计图4-1 89C51与PC机串行通讯子程序流程图总 结致 谢本论文是在老师的悉心指导下完成的。 2010年6月参 考 文 献1 黄贤武，郑霞.传感器原理与应用M.成都：电子科技大学出版社，19952 魏海坤.神经网络的泛化理论和泛化方法J.自动化学报，2001，27（6）：806-8153 王海燕，盛昭瀚，张进.多变量时间序列复杂系统的相空间重构J.东南大学学报（自然科学版），2003,33(1):115-118附录1：程序清单主程序：ORG 0000HLJMP MAIN ；复位转主程序ORG 0003HLJMP INT0 ；中断 ORG 001BHLJMP IT1 ；T1中断ORG 0100HMAIN： MOV SP，#60H ；置堆栈指针 CLR A MOV P1，#OFFH ；停显示 CLR P3.4 ；不发射 SET P3.6 ；灯亮 SET P3.5 ；发嘟声 MOV 40H，#7EH ；显示符号“”显示单元 MOV 41H，#7EH MOV 42H，#7EH MOV 32H，#160 ；置显示循环数 LCALL DIR ；调用显示子程序 MOV IP， #00000001B ；置为高优先级 MOV TMOD，#00010001B ；置T0、T1定时器方式1 MOV TH1，#9EH ；置T1时间常数25ms。 MOV TL1，#58H SETB TR1 ；T1运行 MOV IE，#10001001B ；T1开中 MOV A, 20H CJNE A, #55H, C1 LJMP CL1 C1: JNC C2 CL1: LCALL L1 C2: CJNE A, #AAH, C3 LJMP CL2 C3: JNC C4 CL2: LCALL L2 C4: LCALL L3 LJMP $ MOV 20H，#00H ；各标志位清零 MOV 21H，#00H MOV 22H，#00H MOV 23H，#00H MOV 44H，#00H ；置嘟声方波初值6.375s MOV 45H，#00H ；置闪烁间隔时间425ms=0.1s MOV R2， #04H ；置信号计数器初值 MOV R3， #04H ；置连续无回波信号计数器初值TLOOP： MOV TH0，#00H ；T0值清零 MOV TL0，#00