PIC+AT89S52单片机超声波倒车雷达的设计(6)
2.4 本章小结
本章介绍了超声波的特性，对超声波的波动和衰减以及温度和超声波速度之间的关系进行了分析。同时详细阐述了超声波传感器的工作原理、结构、等效电路及性能指标等。最后对超声波基本测距原理脉冲回波法进行了描述，给出了具体的超声波测距公式。
3 系统总体方案
倒车雷达最基本目的就是通过硬件和软件对超声波测量的控制测量出汽车与后方的距离，根据所测距离实现报警显示等功能，以提供更为直观可靠的信息，从而辅助驾驶员完成倒车的操作。本章根据系统的技术指标，提出了系统的总体设计方案，并对系统的一些主要参数进行了讨论，最后对系统具体的软硬件设计方案进行了介绍。
3.1 系统主要技术指标
本系统的主要技术指标如下：
1) 测距范围：大于2m；
2) 距离显示分辨率：0.1m；
3) LCD 实时显示倒车距离、车内外温度以及障碍物的方位；
4) 语音报警功能；
各模块所完成的具体功能如下：
1) 测距系统由传感器设计的发送模块、接收模块和控制系统共同完成测距功能。
2) 控制系统本系统以AT89S52为控制核心，控制整个系统的运行，对各种接口电路进行控制，通过对多路选择开关的控制，发射脉冲，检测到回波后，进行数据处理实现实时时间差采样，测出从超声波发射到接收回波信号的时刻差，从而测出距离。
3) 显示报警系统显示最小距离及报警以提醒驾驶员。
3.2 系统总体结构
系统主要由单片机控制电路、超声波发射和接收电路、温度补偿电路、LCD 显示电路以及语音报警电路等几部分组成。
如图3.1所示，本系统硬件部分由AT89S52控制器、超声波发射电路、接收电路、温度测量电路，声音报警电路和LCD显示电路组成。汽车行进时LCD显示环境温度，当倒车时，发射和接收电路工作，经过AT89S52数据处理将距离也显示到LCD上，如果距离小于设定时，报警电路会鸣叫，提醒司机注意车距。
图 3.1 系统硬件组成
由单片机AT89S52编程产生40kHz的方波，由P1.0口输出，再经过放大电路，驱动超声波发射探头发射超声波。发射出去的超声波经障碍物反射回来后，由超声波接收头接收到信号，通过接收电路的检波放大、积分整形及一系列处理,送至单片机。单片机利用声波的传播速度和发射脉冲到接收反射脉冲的时间间隔计算出障碍物的距离,并由单片机控制显示出来。
该测距装置是由超声波传感器、单片机、发射/接收电路和LCD显示器组成。传感器输入端与发射接收电路相连,接收电路输出端与单片机相连接,单片机的输出端与显示电路输入端相连接。
单片机在T0时刻发射方波，同时启动定时器开始计时，当收到回波后，产生一负跳变到单片机中断口，单片机响应中断程序，定时器停止计数。计算时间差，即可得到超声波在媒介中传播的时间t，由此便可计算出距离。
3.3 系统总体设计方案
系统包含硬件设计及软件设计两部分。硬件系统主要由单片机控制电路、超声波发射和接收电路、温度补偿电路、LCD 显示电路及语音报警电路等五部分组成。
1) 单片机控制电路。选择AT89S52为主控制器，它是一款性价比较高的芯片，有丰富的内部资源，AT89S52是一种低功耗、高性能CMOS 8位微控制器，具有8K 在系统可编程Flash 存储器。另外，AT89S52有丰富的中断源，可以很方便的采用中断方式测得超声波往返所需要的时间，从而达到测距的目的。