超声波防撞系统设计报告-GOOD.docVIP

传感器技术设计报告 超声波防撞系统 学 院 电子信息工程学院 专业班级 学生姓名 学生学号 指导教师 提交日期 2012/12/28 目录 设计方案…………………………………………………………………3 硬件设计电路……………………………………………………………5 软件……………………………………………………………………6 调试……………………………………………………………………8 心得体会…………………………………………………………………8 参考文献………………………………………………………………10 附录1：程序……………………………………………………………10 附录2：实物图样………………………………………………………15 设计方案 1．1．1 控制器的选择 方案一：采用CPLD/FPGA为控制核心，适合复杂逻辑控制和高速运算系统； 方案二：使用51核单片机为控制核心,适合系统控制。 综合分析，本系统采用AT89C52单片机，AT89C52单片机是完全集成的低功耗混合信号片上系统型MCU且是与51兼容的微控制器核，可以通过Keil软件编程且配合USB下载线下载程序，方便了程序的调试和运行。 1．1．2 显示器的选择 方案一：选用LED数码管显示小车的各种信息，LED显示信息量小、功耗大，同时还需要制作相应硬件驱动电路。 方案二：选用液晶显示字符点阵LCD模块显示小车的各种信息，LCD信息量大、功耗低，，它提供标准的并行或者串行接口，驱动简单，使用方便。 根据实际情况，采用方案二。 1．1．3 报警器的选择 方案一：选用1个经放大管的蜂鸣器，能发出报警声音，功耗低，基本达到预定效果，市面常见，容易找到，便宜。 方案二：选用LED发光二极管，通过发光报警，功耗低，但因为对于本设计超声波防撞系统声报警比较直接达到预期效果。 根据实际情况，采用方案一。 1．1．4 开发软件的选择 方案一：汇编语言。比较直接、简洁，不适合复杂运算。不易读。 方案二：C语言。比较灵活，适合复杂判断和运算。 由于超声波测距算法比较复杂，所以选择方案二。 1．2．0超声波测距的选择 采用US100的超声波测距模块，而本模块是目前市场上性价比最高的超声波测距模块，拥有超宽的电压输入范围，功耗低于2mA，自带温度传感器对测距结果进行校正，内带看门狗，工作稳定可靠。 图1 超声波测距US100模块实物图 测距工作原理: (1)模块接收到触发信号后，自动发送 8个 40khz的方波，然后检测是否有信号返回。 (2)有信号返回，计算超声波发送和返回的时间间隔，最后综合计算得出当前的测试距离。 (3)当为电平触发模式时，模块将距离值转化为 340m/s时的时间值的 2倍，通过 Echo端输出一高电平，可根据此高电平的持续时间来计算距离值。即距离值为：(高电平时间*340m/s)/2。 注：因为距离值已经经过温度校正，此时无需再根据对环境温度补偿。 超声波声速进行校正，即不管温度多少，声速选择 340m/s即可。 图2 主程序流程图 1．3．0系统设计与结构框图 AT89C52单片机片内资源丰富使得设计电路简化、可靠性大大提高，因此设计中使用AT89C52单片机作为整机的核心部件，根据题目要求设计了最小系统电路、声报警系统电路，采用了液晶显示模块、超声波测距模块，由5V普通电池提供了整个作品的电源来源。整机总体框图如图1所示。 图3 系统结构框图 硬件设计电路 图2 最小系统电路图 三、软件 main() { unsigned char k; res=0; for(k=0;k250;k++); res=1; LCD_init(); //初始化LCD模块 LCD_clear(); //清屏幕 blc=0; LCD_write_hanzi(1,0,0); //课 LCD_write_hanzi(3,0,1); //程 LCD_write_hanzi(5,0,2); //设 LCD_write_hanzi(7,0,3); //计 LCD_write_hanzi(0,2,4); //距 LCD_write_hanzi(2,2,5); //离 LCD_write_shu(4,2,42); //： LCD_write_hanzi(0,4,6); //报 LCD_write_hanzi(2,4,7); //警 LCD_write_h