超声波测距在倒车雷达中的应用

1、 摘 要 如今经济飞速发展，汽车逐渐作为一种必备品走进了每家每户之中。但是同时，由 于停车或者倒车而导致的事故数量也在逐年增加。这种安全事故能够给人们的人身安全 造成巨大的危害，基于此种现象，研发一种能够实时响应的、低障碍率的、高性价比的 汽车预防碰撞报警系统是大势所趋。超声测距是一种使用率高的、效果良好的测距方法， 这里描述了一种基于超声测距原理而研究的一种倒车雷达方法。 其全称为“倒车防撞雷达” ，是一种为了减少倒车事故的发生而研制出的一种设备。 基于超声测距原理而实时的测量汽车周围的障碍物，并且将其位置信息以显示器的方式 传达给驾驶员，并在即将靠近障碍物的时候做出预警，这样驾驶员在倒车的

2、时候就知道 在其视野盲区范围内是否有障碍物，若有障碍物则及时避开，从而避免事故的出现。因 为超声波的传播具有集中度高、传播距离远的特征而在测量工作中受到了人们的普遍喜 爱。这里介绍一种以 AT89C2051 单片机为核心，拥有显示功能以及预警功能，并且费用 低廉、精确性高的一种小型化倒车雷达系统。其基本原理是超声测距原理，在此基础上 还融合了温度补偿、开机自检等一些成熟的技术。所测量得到的位置信息实时的传送到 显示器上现实出来，并且在靠近障碍物的时候以声音信号和图像信号做出预警。驾驶员 发现预警信息就明白应该避开障碍物，泊车以及停车的安全性和有效性便会得到很大的 提高。 关键词：倒车雷达；超声

3、波；AT89C2051 单片机；测距 Abstract Nowadays, with the rapid economic development, owning ones own car is becoming more and more common. However, the number of accidents caused by parking and reversing has also increased significantly. The harm caused by the accident to the drivers life and property is inca

4、lculable. In view of this situation, it is the general trend to design a fast response, high reliability and high cost performance car collision prevention alarm system. The most common method of detecting distance is ultrasonic ranging. This paper introduces a reversing radar method designed by ult

5、rasonic ranging. Reverse collision avoidance radar is the full name of reverse radar, also known as parking aid, which is a safety aid for parking. It can tell the obstacles around the driver with sound or more obvious reality, reduce the troubles caused by the front, rear, left and right walking wh

6、en the driver stops and starts the vehicle, and help the driver eliminate the defects of dead corners and blurred vision. Due to its strong directivity, slow energy consumption and long propagation distance in media, ultrasonic waves are currently commonly used to measure distance. This paper introd

7、uces a low-cost, high-precision and miniaturized reversing radar system with AT89C2051 single chip microcomputer as the core and with digital display and acousto-optic alarm functions. The reversing radar is developed based on the principle of ultrasonic ranging and adopts temperature compensation t

8、echnology, post-boot self-checking technology and optimized software and hardware technology. The measured results will be sent to the digital tube display, and at the same time a three-level audible and visual alarm will be started. The driver can understand from the cab inside alone that the safet

9、y and efficiency of parking and parking have been greatly improved. Key word : Back-draft radar; Ultrasonic; AT89C2051 SCM ; Ranging 目 录 前 言 .1 第一章 超声波测距原理 .3 1.1超声波测距的基本原理 .3 1.1.1 超声波的简介 .4 1.1.2 超声波测距的应用 .4 1.2超声波倒车雷达系统工作原理 .5 1.2.1 超声波倒车雷达系统工作原理 .5 第二章 超声波倒车雷达的芯片选择 .6 第三章 超声波倒车雷达硬件设计 .8 3.1超声波倒车

10、雷达的工作原理 .8 3.2超声波发射电路 .8 3.3超声波接收电路 .9 3.4 声光报警电路 .10 3.5显示电路 .11 第四章 超声波倒车雷达软件设计 .12 4.1系统程序的设计 .12 4.2超声波倒车雷达的算法设计 .13 4.2.1 计算超声波的传播时间 .13 4.2.2 主程序 .13 4.2.3 超声波发生子程序 .19 4.2.4 超声波接收中断程序 .19 4.2.5 显示子程序 .20 结 束 语 .21 参 考 文 献 .22 致 谢 .23 1 前 言 据最新统计，道路交通事故总数 90%是由各种原因造成的追尾事故。因此，减少车辆 碰撞事故势在必行。由此追溯

11、，若能够大力发展期车辆碰撞技术，则必定能够降低碰撞 事故的发生率。现在，国内的公路等级一直在优化，特别是高速路，随着其建设的越来 越快，承载能力越来越高，允许速度越来越大，发生事故的次数也越来越多。其中停车 和倒车是导致事故发生的一个重要诱因。后视镜死角，驾驶员视距误差、视物不清等各 种的因素所导致的事故的次数远超在正常行驶途中所发生事故的次数。引发汽车碰撞的 原因多种多样，包括汽车本身、人为以及道路、气象等环境因素。其中，最容易导致事 故的一项因素是人为因素。所以，世界各地都在开发辅助技术来来帮驾驶员实时监测周 围的人、车、路的环境。在紧急情况下，系统将积极干预驾驶操作，在即将发生事故之 前

12、紧急制动，以保护车辆及驾驶员的安全。 要研究汽车防撞技术，第一个要攻克的要点就是汽车和障碍物或者别的车之间距离 的检测。当车与车的距离接近安全距离,就会进行预警并且根据情况选择是否紧急制动。 现在有三种比较常见的测距技术，分别是超声、激光、微波测距。超声测距的原理是借 鉴的蝙蝠的定位技术，蝙蝠夜间不能视物，在飞行过程中一直发生和接收超声波，因为 声速是固定，所以根据发生和接收之间所经历的时间就能够判断出距离的长短。不过， 因为倒车雷达目前在技术和使用上的限制，所以其主要用途是检测障碍物的距离并将其 显示出来，同时若是距离处于危险距离之内则发出预警信号或者紧急制动。 普通倒车雷达中的几个重要构件

13、为传感器、主机、显示器。在其工作的过程中，首 先由传感器发射超声波，同时主机内的计时器开始计时，在发射的超声波被反射回来仍 由传感器接收，同时计时器计算出从发出到接收所经历的时间，由主机计算出距离，最 后显示在显示器上。超声波的发射并不是直线的，而是在一个锥形面之内，通常将其安 装位置选择为后保险杠，探测四十五度锥形面之内的障碍物。当车和障碍物之间的距离 处于危险范围之内的时候，通过蜂鸣器即可发出警报。根据所使用传感器的不同，可以 将倒车雷达分为三种，分别是卡钻石、悬挂式、钻孔式。粘合剂传感器后面有一层胶水， 用来将其和保险杠粘结起来。钻孔式是在保险杠上钻孔，然后将传感器通过所钻的孔与 其连接

14、起来。倒车雷达的显示器也有不同的类型，可以是数字式，通过数字来表示最车 与后方最接近的障碍物之间的距离，也可以是液晶显示屏，通过图像的方式来直观的将 车与障碍物之间的距离显示出来。现在，倒车雷达已经更新换代过五次了。 最初倒车雷达是作为一个轰鸣器而出现的。在倒车的时候，若是在后方 1.8 以内存 在其他车辆或者障碍物，轰鸣器便开始发出轰鸣，并且轰鸣频率会随着距离的接近而越 来越高，不会显示出具体的距离。即便驾驶员能够明白在后方存在障碍物，但是无法判 断具体的距离，这使得驾驶员难以保证一定能避开障碍物。 2 后来经过一次升级换代，增加了能够显示距离的功能。此时显示方式由两种，第一 种是直接在显示

15、器上显示出具体距离有多少米，第二种不精确显示，而是以颜色来表示 距离的原理，正常情况保持绿色，表示后方 0.8 米范围内没有障碍物，可以放心倒车； 若后方 0.8 米范围内有障碍物但是距离不低于 0.6 米的话，则颜色变化为黄色，提醒车 主小心倒车；若是在 0.6 范围内存在障碍物，则颜色变化为红色，警告车主停止倒车。 在第二次升级换代以后显示设备已经换成了液晶显示器，动态的显示车尾附近的路 况。能够将附近的障碍物的位置、形状、大小都准确的反映出来。 在第三次升级使用了超声测距技术。可以将两米范围内的障碍物精确的检测出来， 并且集成了电话、温度显示等功能。安装位置可以选择在倒车灯处，节省了车内

16、的空间， 因为它的外观是一面后视镜。 最新的一代主要在各种高级品牌轿车中使用，集成了更多优秀的功能。 倒车雷达技术不断进步，现在技术上日趋成熟，成本不断降低，价格也在一直下降， 以后将成为汽车中标配。 3 第一章 超声波测距原理 1.1超声波测距的基本原理 1、超声测距的原理类似于雷达，声波在空气中以 340 米每秒的速度传播，将超声波在传 播过程中所经历的时间计量出来，再乘以速度便可以计算出传感器和障碍物之间的距离。 用公式表示如下： TCL 2 1 其中 L 表示测距装置和障碍物之间的距离，C 表示的是声波的波速，T 表示的是从超 声波发出到接收到经历的时间，乘以 1/2 的系数是因为从超

17、声波发出到接收所走的路程 是一个来回，将两者间的距离走了两次。其工作原理如下： 图 1 超声波测距原理 2、超声波发生器 为了更大潜力的挖掘出超声波的用途，有各种不同类型的超声波发生器被研发出来。 其类型通常有两种，第一种是电气式的，具体又可分为压电型、电动型等；第二种是机 械式，有高尔通长笛等。不同类型的发生器所发出的超声波的性质各不同，包括频率、 振幅等等，性质不同，用途也不同，现在使用率最高的一种是压电型。 3、压电式超声波发生器原理 在发生器内部最核心的元件一个谐振片，其两侧各有一个压电晶片。对这两个压电晶 片释放脉冲信号，若频率等于其固有频率，则会发生共振，然后便会引动谐振片发生振

18、动，谐振片发生振动便产生了超声波。如果将这个过程发过来的话，外部压电，接收到 的超声波引起谐振片的振动，然后谐振片的振动引起电晶片的振动，这样便成了一个接 定时器 控制 计时器 调制器振荡器 显示器 接收检验 电声换能器 声电换能器 障 碍 物 4 收器。 1.1.1 超声波的简介 超声波仅仅意味着音频超过了人耳能听到的范围。一般来说，超声波是指声音超过 20KHz。与光波相比，超声波是一种机械波，只能在介质中传播，而不能在真空中传播， 而且其传播速度会因为介质的不同而发生变化。有相关资料表明，在海水温度为十三摄 氏度的时候，声音在其中的传播速度为 1500 米每秒，当海水的含盐量为百分之 3

19、.5，温 度为零摄氏度的时候，声音在海平面的传播速度为 1449 米每秒，当温度为常温的时候， 在空气中的传播速度是 344 米每秒，并且随着温度的降低，传播速度也会降低，在零度 的时候，会降低至 334 米每秒。其传播距离和声波的振幅成正比，振幅越大，表示其内 蕴含能量越高，传播的越远；和大气的吸收能力成反比，大气的吸收能力越强，则其在 传播过程中的能量损耗越大，传播的距离就越短。温度是影响传播速度的一个重要因素， 声速与温度之间的关系通过公式表示为：C = 331.45+0.61t。在实际应用过程中，如果 温差不大的话，则忽略温度影响，认为声速是一个定制。如果要求的测量精度比较高， 则可以

20、以温度补偿来校正。确定声速后，再测量出超声波从发出到反射回来被接受所经 历的时间，就能够计算出距离，这便是测距原理。 1.1.2 超声波测距的应用 用单片机控制发出超声波，同时开始计时，在传播过程中碰到障碍物发生反射，再 接收反射回的波，计量出这段过程所经历的时间，然后根据当前声速便可完成测距。有 相关研究成果表明，当波频为四百千赫的时候，传播效率最高。所以，为了使得测量范 围能够到达最大，在发出超声波以前对其调制，将频率统统变成四百千赫，然后以固定 间隔来发出超声波，形成脉冲信号，如图 2： 5 图 2 超声波通道工作时序 1.2超声波倒车雷达系统工作原理 在倒车的时候，后方的障碍物分布情况

21、可以由倒车雷达显示出来。因为汽车在倒车 时速度较为缓慢，若以声速为参照物，可认为汽车处于静止状态，所以，这里忽略多普 勒效应对波速带来的影响。在各种不同的测距方式中，脉冲法只需要测量一个参数，也 就是所经历的时间即可，此种方法易于实践。所以这里使用了这种测距方法来探测障碍 物。 1.2.1 超声波倒车雷达系统工作原理 其工作原理如下图，在开始倒车以后，雷达系统同步开始运行，超声发生器发出频 率为四十千赫的超声信号，其在传播的过程中若遇到障碍物，则会发生反射，发生器则 又成为接收器接收反射回来的信号。单片机 AT89C2051 在把这个信号传递到显示设备处， 同时根据距离的长短由语音系统进行语音

22、提示。 图 3 系统工作原理框图 超声波发送模块 超声波接收模块 驱动电路 放大比较 AT89C2051 倒车档 GCH 显示模块 语音电路 6 第二章 超声波倒车雷达的芯片选择 单片机控制芯片 AT89C2051 电压不高，性能优秀，属于 CMOS8 位单片机。芯片包含 2k 字节闪速可编程 可擦除程序存储器（PEROM）与 128Byte 的 RAM。其生产厂家是 ATMEL 公司。具备一定的 兼容性。一般包括一个八位 CPU，以及 FLASH 储存单元。 AT89C2051 拥有优秀的性能，但是其引脚数只有二十个，输入输出接口只有十五个， 其中 P1 是八位的双向输入输出接口。AT89C

23、2051 提供的标准功能有 2 个外部中断，2 个 十六位计数器，并且这个计数器是可编程的。而且，其时钟频率能等于 0，也就是说，可 以通过软件设置使其在不需要工作的时候处于休眠状态。唤醒方式有 RAM、定时计数器等。 其重要功能特性见表 1,引脚图见图 4。 图 4 AT89C2051 管脚图 7 表 1 主要功能特性 对 MCS51 指令集具备兼容性 2k 可反复擦写次数不低于 1000 的 Flash ROM 五个双向输入输出接口中断源有六个 2 个十六位可编程计数器工作电压不低于 2.7V，不超过 6V，范围宽 时钟频率不超过 24 兆赫，最低可以为 0128*8 位的内部随机存储 2

24、 个外部中断源2 个串行中断 能够直接驱动 LED2 级加密位 省电模式内置 1 个模拟比较放大器 可编程的 UARL 通道有休眠模式，不需要休眠的时候唤醒 8 第三章 超声波倒车雷达硬件设计 3.1超声波倒车雷达的工作原理 倒车雷达的作用在于当驾驶员倒车的时候，将车辆后方的障碍物信息传达给驾驶员。 因为汽车在倒车时速度较为缓慢，若以声速为参照物，可以认为汽车处于静止状态，所 以，这里忽略多普勒效应可能导致的声速提高或者降低。测距方法有很一种，脉冲法是 其中一种可行性比较高的方法。所以，这里在雷达中用这种方法来测距。如图 3，在开始 倒车以后，倒车雷达同步启动，发生器发出频率为四十千赫的超声信

25、号，在传播的过程 中碰到障碍物发生反射，然后超声接收器接收。单片机根据所经历的时间计算出距离以 后，将其发送给显示装置，同时根据距离的长短给出不同的语音提示。 图 3 系统工作原理框图 3.2超声波发射电路 超声发射器是发出超声波的装置，其由两个部分构成，其一是发生电路，用来生成 超声波，其二是控制电路，用来控制超声的发射。探头的型号选择为 CSB40T，生成超声 波的手段有两种，其一为软件，软件生产超声信号，然后经由输出引脚传递到驱动器， 由其驱动探头来发出超声波；此种方法的优点在于其灵活程度高，容易改动信号，缺点 在于需要配套的驱动电路，而且电路的电流不能低于一百毫安。其二是硬件，由发生器

26、 超声波发送模块 超声波接收模块 驱动电路 放大比较 AT89C2051 倒车档 GCH 显示模块 语音电路 9 生成超声信号，然后驱动换能器发出超声波，此种方法灵活程度差，但也不需要驱动电 路。 这里使用软件的方法生成超声波，下图为其电路设计。生成声波的元件是时基电路。 振荡频率根据公式来计算。变了调节信号频率，这里以 R10为可调电 5109 )2( 43 . 1 CRR f 路。为了确保时基拥有足以产生满足要求的超声波的能力，这里选了+12 伏的电源。CNT 为控制信号。 图 5 超声波发送模块电路 3.3超声波接收电路 接收器主要有几个部分构成，分别是探头、放大电路、波形变换电路。为了

27、使其和发 射器拥有相同的频率，这里选择的探头和发射器的探头型号一致，为 CSB40R。由于探头 根据接受到的信号所转换出的电信号比较猥琐，因此需要用放大电路来放大信号。而且 因为单片机无法接受正弦波信号，所以滤波也成了必须要考虑的事项。接收电路既可以 设计为专用电路，也可以设计为通用电路。 超声波在空气中进行传播的过程中，其所携带的能量随着传输的越来越远而逐渐衰减，也及时距离 近的地方信号强度高，通常不会超过 1v，距离远的地方，信号强度低，通常不会低于 1mv。对于不同 强度的信号，需要用不用的接收探头来接收。由于输入信号的范围比较大，所以放大电路应该满足两 项要求：其一是放大增益不能过小，

28、若是过小的话则无法处理小信号；其二是放大增益不能为一个定 制，因为信号是在一个比较大的范围内变化的。还有，由于输入信号属于正弦波，从而考虑放大电路 为交流型的，而且为了降低负电源的消耗，其电源选择单电源，放大电路中的放大器型号选择为 LM324。其中电源均能正常工作，并且达到使用要求。若是信号类型为交流的话，则电容相当于被短 10 路，所以在前 3 级中的增益都是十。在距离比较远但又不是很远的时候，将信号放大两次也许便能满 足使用要求，三级放大以后也许会导致信号饱和，在信号很远的时候，就必须要放大三级了，若是太 远的话，三级都不一定够。为了使得测量结果能够更加精准，更加稳定，则在测量过程可以适

29、当的调 节 R27，选择对比基准电压。 图 6 超声波接收模块电路 3.4 声光报警电路 声光报警指的是在汽车和障碍物之间过于接近以至于不足安全线的时候，系统便会 通过声音和光线的方式发出警报，以提示驾驶员小心躲避或者紧急停车。这里设计的电 路如下图 7。其中 M3720 属于声音报警电路，通过驱动语音系统以及扬声器来发出声音警 报同时驱动 LED 灯发出光线警报。在芯片中，电源于 5 引脚 VDD 出输入，与 1 引脚 VSS 处输出，在 VDD 处的电压通常不低于 3 伏，不超过 3.5 伏；8 引脚 X 与外部的振荡电路相 连接，1 引脚 Y 同样与外部的振荡电阻连接，各个引脚各司其职，

30、共同参与行使报警职能。 11 图 7 声光电路 3.5显示电路 显示设备以数码管的方式显示，共计六位共阴极数码管。 现在在市场上能够购买到的 LED 显示驱动芯片多种多样，综合考虑其价格已经性能等 因素，种类决定使用 MAX7219。此种芯片中，可以承受的电流最高能够到达四十毫安，其 串行扫描频率在峰值的时候能到十兆赫，正常工作的时候一般都在 1.3 千赫。串行输送 数据所用到的线总共有三条。在这次设计中所使用的显示电路的电路原理图如下： 图 8 显示电路原理图 12 第四章 超声波倒车雷达软件设计 AT89C2051 单片机以及使用此单片机开发出来的各种功能不同的应用系统拥有很多 优点，比方

31、说可移植性高，在许多平台下都能使用，还有运行效率高，操作简单等等。 主程序的工作方式为键控循环，当驾驶员开始倒车的时候，系统便启动开始进行测量以 及警报工作。 4.1 系统程序的设计 在程序运行的时候，首先 AT89C2051 把 P1.0 置零，然后同时启动发射器以定时器， 发射器负责发射超声波，定时器负责计时。因为这里用到的发射器和接收器以及传感器 三者是三位一体的，因此在工作过程中会出现余震。在接收反射回来的超声信号的时候， 必须排除传感器的传输信号的干扰。其工作流程如图 9： 13 图 9 超声波测距系统的软件设计 4.2 超声波倒车雷达的算法设计 4.2.1 计算超声波的传播时间 将

32、发射电路与定时器同时启动，发射电路负责发射超声波，定时器负责记录超声波从 发射到接收所经历的时间。在接收到反射回来的超声波的时候，输出端会出现负跳变， 而且在 TNT0 端发出中断请求信号。单片机响应信号，执行子程序，读出时差，并且计算 出距离。其中一部分源代码： RECEIVE0：PUSH PSW PUSH ACC CLR EX0 ；关外部中断 0 MOV R7, TH0 ；读取时间值 MOV R6, TL0？ CLR C MOV A, R6 SUBB A, #0BBH；计算时间差 MOV 31H, A ；存储结果 MOV A, R7 SUBB A, #3CH 14 MOV 30H,A? S

33、ETB EX0 ；开外部中断 0 POP ACC? POP PSW RETI 4.2.2 主程序 晶振决定选择 6M，数码管的管段的输出口选择引脚 P1，管位选择引脚，2 . 30 . 3PP 超声发送输出于引脚，接收于引脚5 . 3P7 . 3P 超声波测距 中断入口程序 ORG 0000H Limp start ORG 002BH 主程序 START: MOV R0, #70H MOV R7, #0BH MOV 20H, #00H CLEARDISP: MOV R0, #00H INC R0 DJNZ R7, CLEARDISP MOV TM0D, #99H CJZCX: MOV TL0,

34、 #00H MOV TH0, #00H MOV R0, #0bH MOV R1, #0bh MOV 16H, #03H MOV 15H, #54H MOV 17H, #90H PUZEL: MOV 14H, #32H ;超声波发射持续 200ms HERE: CPL P3.5 ;输出 40kHz 方波 NOP NOP 15 OP DJNZ 14H, HERE ETB TR0 ETB P3.2 MQ: DJNZ 15H, DJNZ 16H, MQ QBA: JNB P3.7, QBC DJNZ R1, QBA DJNZ R0, QBA QBC: djnz 17h, QBC CLR P3.2 CL

35、R TR0 MOV 70h, TL0 MOV 71h, TH0 MOV R2, 71h MOV R3, 70h MOV R6, #22H MOV R7, #0H LCALL MULD MOV R6, #64H MOV R7, #0H LCALL DIVD MOV 73H, R2 MOV 74H, R3 CLR R3 CLR R4 CLR R5 MOV R6, 73H MOV R7, 74H LCALL HB2 MOV A, R4 MOV B, #10H DIV AB MOV 78H, A MOV 77H, B MOV A, R5 16 MOV B, #10H DIV AB MOV 76H, A

36、 MOV 75H, B MOV A, 78H CJNE A, #0H, PDCX MOV A, 77H CJNE A, #5H, PDCX MOV A, 76H CJNE A, #0H, PDCX MOV 78H, #0BH MOV 77H, #0BH MOV 76H, #0BH AJMP XXCX PDCX: MOV A, 78H CJNE A, #4H, XXCX MOV A, 77H CJNE A, #0H, XXCX MOV A, 76H CJNE A, #0H, XXCX MOV 78H, #0AH MOV 77H, #0AH MOV 76H, #0AH XXCX: MOV 7AH,

37、 #0EFH XXX: LCALL DISPLAY DJNZ 7AH, XXX AJMP CJZCH MULD: MOV A, R3 MOV B, R7 MUL AB MOV R4, B MOV R5, A MOV A, R3 MOV B, R6 MUL AB ADD A, R4 17 MOV R4, A CLR A ADDC A, B MOV R3, A MOV A, R2 MOV B, R7 MUL AB ADD A, R4 MOV R4, A MOV A, R3 ADDC A, B MOV R3, A CLR A RLC A XCH A, R2 MOV B, R6 MUL AB ADD

38、A, R3 MOV R3, A MOV A, R2 ADDC A, B MOV R2, A RET DIVD: CLR C MOV A, R3 SUBB A, R7 MOV A, R2 SUBB A, R6 C DVD1 SETB OV RET DVD1: MOV B, #10H DVD2: CLR C MOV A, R5 RLC A MOV R5, A 18 MOV A, R4 RLC A MOV R4, A MOV A, R3 RLC A MOV R3, A XCH A, R2 RLC A XCH A, R2 MOV F0, C CLR C SUBB A, R7 MOV R1, A MOV

39、 A, R2 SUBB A, R6 ANL C, /F0 JC DVD3 MOV R2, A MOV A, R1 MOV R3, A INC R5 DVD3: DJNZ B, DD2 MOV A, R4 MOV R2, A MOV R3, A CLR OV RET BCD 转换 HB2: CLR A ;BCD 码初始化 MOV R3, A MOV R4, A MOV R5, A MOV R2, #10H ;转换双字节十六进制整数 HB3: MOV A, R7 ;从高端移出待转换数的一位到 CY 中 RLC 19 MOV R7, A MOV A,R6 RLC A MOV R6, A MOV A,

40、R5 ;BCD 码带进位自身相加，相当于乘 2 ADDC A, R5 DA A ;十进制调整 MOV R5, A MOV A, R4 ADDC A, R4 DA A MOV R4, A MOV A, R3 ADDC A, R3 MOV R3, A DJNZ R2, HB3 RET 4.2.3 超声波发生子程序 对于测距系统，传感器选择压电式的陶瓷传感器，选择的型号为 UCM40，在工作的时 候执行下面的代码： PUZEL： MOV 14H, #12H；超声波发射持续 200s HERE： CPL P1.0 ；输出 40kHz 方波 NOP ； NOP ； NOP ； DJNZ 14H，HERE

41、； RET 对于前测距电路，其输入端与 P1.0 引脚相连通。单片机执行程序，输出信号，经 过放大电路放大，发出脉冲超声信号，其频率为四十千赫，连续时间为二百微秒。左侧 的输入端与 P1.1 引脚相连通，右侧的输入端与 P1.2 引脚相连通，同样是执行程序、输 出信号、放大、发出脉冲信号，频率和连续时间与前测电路一致。 20 4.2.4 超声波接收中断程序 接收端口接收脉冲超声信号，再将其转换成交流电信号，然后经过放大电路放大。 前测距电路的输出端与 INT0 相连接，中断具有最高优先级。左侧和右侧的测距电路连 接一个与门电路 IC3A，再与 INT1 相连接。下面是其中一部分源代码： REC

42、EIVE1：PUSH PSW PUSH ACC CLR EX1 ；关外部中断 1 JNB P1.1, RIGHT ；P1.1 引脚为 0,转至右测距电路中断服务程序 JNB P1.2, LEFT ；P1.2 引脚为 0,转至左测距电路中断服务程序 RETURN：SETB EX1 ；开外部中断 1 4.2.5 显示子程序 显示程序 DISPLAY: MOV R1, #76H MOV R5, #OFEH PLAY: MOV A, R5 MOV P3, A ;累加器 A 中的数值送 P3 口 MOV A, R1 MOV DPTR, #TAB MOVC A, A+DPTR MOV P1, A ;累加器

43、 A 中的数值送 P1 口 MOV R6, #14H DL1: MOV R7, #19H DL2: DJNA R7, DL2 DJNZ R6, DL1 INC R1 MOV A, R5 JNB ACC.2, ENDOUT RL A MOV R5, A AJMP PLAY ENDOUT: SETN P3.5 MOV P1, #OFFH ;立即数 OFEH 送 P1 口 21 RET TAB: DB 0C0H, 0F9H, 0A4H, 0B0H, 99H, 92H, 82H, OF8H, 80H, 90H, 0C6H, 3FH END 第五章 系统测试 5.1 实验图 5.2 实验结果 实际距离（

44、单位 m）测量距离（单位 m）误差率 2.52.510.40% 2.01.990.50% 1.51.490.67% 22 1.21.200.00% 1.00.991.00% 0.80.791.25% 0.60.591.67% 0.40.400.00% 0.20.200.00% 结 束 语 出于降低事故的发生率，保证车辆在倒车过程中不要出现意外的目的，这里设计了 雷达倒车系统。其通过超声探头向外辐射超声波，超声波在传播过程中遇到障碍物会发 生反射，通过单片机来计算从发射到反射回来所经过的距离，同时考虑到温度对声速造 成的影响，这里还设计了温度补偿电路，以使得计算结果更精确。将计算得到的障碍物 位置信息显示在液晶屏中，驾驶员便可以知道哪里有障碍物，从而避免事故的发生。在 两者之间的距离小于警戒线的时候，语音系统便会发出警报声，提醒驾驶员小心驾驶或 者警告驾驶员紧急制动。在这次设计中，我对倒车雷达在国内外的发展情况都有了了解， 对其发展趋势也有了一定的把握，同时深刻的认识了超声波，以及整个系统的工作机制。 对 AT89C2051 单片机和传感器都有了更加深入的认知。 23 参 考 文 献 1汤传国.基于单片机的超声波倒车雷达