PAGE11緒論1.1論文研究目的及意義汽車倒車系統(tǒng)即俗稱的倒車?yán)走_(dá)，是輔助泊車裝置。在各種汽車倒車的時(shí)候，通過超聲測距的原理，當(dāng)遇到障礙物的時(shí)候，能反射相應(yīng)的信號，根據(jù)單片機(jī)內(nèi)部設(shè)定的程序，計(jì)算出相應(yīng)的距離，并進(jìn)行相應(yīng)的語音提示【1】。在日常的生活中，我們經(jīng)常能看到小汽車的各種磕磕碰碰的事情發(fā)生，安全距離控制不當(dāng)甚至有可能產(chǎn)生非常嚴(yán)重的后果，所以開發(fā)一種語音報(bào)警的汽車防撞預(yù)警系統(tǒng)勢在必行，也是此次設(shè)計(jì)的主要努力方向，希望自己的產(chǎn)品有一天能真正應(yīng)用到生活實(shí)際，造福全社會(huì)。無論是在施工的工地上，還是在日常的停車場中，司機(jī)經(jīng)常能聽到各種相應(yīng)的提示聲音，比如，很快就到了，再倒一點(diǎn)，就差一點(diǎn)，從而對司機(jī)進(jìn)行相應(yīng)的指導(dǎo)，使司機(jī)師傅能正常的停在所在的位置，不至于造成不必要的損害。隨著社會(huì)的發(fā)展，有車一族的發(fā)展勢不可擋，尤其現(xiàn)在的女司機(jī)也是越來越多，由于女性開車本來就小心翼翼，而且駕車技術(shù)相比于男性還是有一定的差距，并且出于對婦女權(quán)益的保護(hù)，本設(shè)計(jì)還具有一定的人文情懷，從此出發(fā)點(diǎn)考慮，無論是在小汽車，還是在大客車，以至于在軍事用途上都可以得到相應(yīng)的應(yīng)用和發(fā)展。有需求，就有市場，就可以大規(guī)模的生產(chǎn)，所以此次研究具有一定的探索意義，對以后倒車?yán)走_(dá)的發(fā)展具有開創(chuàng)性的意義，但本次設(shè)計(jì)只是從簡單的設(shè)計(jì)角度出發(fā)，很多器件的選擇不夠精確，發(fā)展還有很多前景可挖掘。相信本設(shè)計(jì)在以后的實(shí)際生活中將會(huì)發(fā)生舉足輕重的作用，對社會(huì)交通安全發(fā)展也將有開創(chuàng)性的意義，對于日益頻發(fā)的交通事故有一定的抑制作用。系統(tǒng)電路主要采用集成器件構(gòu)成，調(diào)試方便、外圍元件少，成本低、電路簡潔，利于商品化生產(chǎn)。1.2國內(nèi)外研究發(fā)展情況倒車?yán)走_(dá)，是汽車停車的時(shí)候一種輔助泊車裝置，由探頭、控制芯片和顯示器件（或蜂鳴器）等部分組成。它能以語音提示告知駕車者周邊被測物的情況，消除了駕車者開車、停車的時(shí)候所引起的不便，改善駕駛的安全性能?，F(xiàn)在市面上的倒車?yán)走_(dá)大多采用超聲波測距原理，駕駛者在倒車時(shí)，將汽車的擋位推到R擋，啟動(dòng)倒車?yán)走_(dá)，在控制芯片的作用下，由裝置于車尾保險(xiǎn)杠上的探頭發(fā)送超聲波，遇到障礙物后，產(chǎn)生向回傳的一個(gè)信號，傳感器接收到此信號后經(jīng)控制器進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，近而計(jì)算出車與被測物體之間的距離，判斷此物的位置，再由顯示器顯示距離并發(fā)出相應(yīng)的語音提示，從而使駕駛者倒車時(shí)不至于撞上障礙物。整個(gè)過程，駕駛者無須回頭便可知車后的情況，使停車和倒車更容易、更安全。超聲的研究和發(fā)展,與媒質(zhì)中超聲波的產(chǎn)生以及接收的研究有著密切的關(guān)系。1883年Galton首次制成了超聲氣哨,其基本原理是經(jīng)壓縮的氣體通過一次狹縫噴嘴就會(huì)形成氣流,圓形刀口由于氣流的振動(dòng)形成共振腔,就會(huì)產(chǎn)生超聲波。自此之后，各種各樣的汽笛和液哨等機(jī)械型超聲換能器開始陸續(xù)出現(xiàn)。這類換能器成本比較低,所以經(jīng)過不斷改進(jìn),至今仍在超聲處理技術(shù)中廣泛應(yīng)用。由于超聲波的速度相對于光速要小的多,其傳播時(shí)間就比較容易檢測,并且易于定向發(fā)射,方向性好,強(qiáng)度好控制,因而人類采用仿真技能利用超聲波測距。超聲波測距是一種利用聲波特性，電子計(jì)數(shù)，光電開關(guān)相結(jié)合來實(shí)現(xiàn)非接觸式距離測量的方法，它在很多距離探測應(yīng)用中有很重要的用途,包括非損害測量，過程檢測，機(jī)器人檢測和定位以及流體液面高度測量等。在未來的發(fā)展中，超聲波傳感器作為一種新型的非常重要的工具在各方面都將有很大的發(fā)展空間，它將朝著更加高定位高精度多功能的方向發(fā)展，以滿足日益發(fā)展的社會(huì)需求，如聲納的發(fā)展趨勢基本為：研制具有更高定位精度的被動(dòng)測距聲納，以滿足水中武器實(shí)施全隱蔽攻擊的需要；繼續(xù)發(fā)展采用低頻線譜檢測的潛艇拖曳線列陣聲納，實(shí)現(xiàn)超遠(yuǎn)程的被動(dòng)探測和識別；研制更適合于淺海工作的潛艇聲納，特別是解決淺海水中目標(biāo)識別問題；大力降低潛艇自噪聲，改善潛艇聲納的工作環(huán)境。無庸置疑，未來的超聲波傳感器將與自動(dòng)化智能化接軌，與其他的傳感器集成和融合，形成多傳感器。隨著傳感器的技術(shù)進(jìn)步，傳感器將從具有單純判斷功能發(fā)展到具有學(xué)習(xí)功能，最終發(fā)展到具有創(chuàng)造力。在新的世紀(jì)里，面貌一新的傳感器將發(fā)揮更大的作用。超聲波傳感器是本倒車?yán)走_(dá)的核心部分，對倒車?yán)走_(dá)預(yù)警系統(tǒng)的研究發(fā)展具有決定性的意義。目前市場上倒車?yán)走_(dá)品牌多達(dá)二十幾種，價(jià)格從上百元到一兩千元不等，選購倒車?yán)走_(dá)可以從如下方面考慮：功能、性能、外觀、質(zhì)量、安裝、價(jià)格等。1.3論文研究內(nèi)容在本次倒車?yán)走_(dá)的預(yù)警系統(tǒng)的研究工作中，核心部分是超聲波測距系統(tǒng)、語音播報(bào)系統(tǒng)，另外自己添加溫度檢測系統(tǒng)，主要是考慮到人們出行，或是在車內(nèi)休息時(shí)候經(jīng)常關(guān)住溫度變化。另外自己選擇的語音模塊還可以進(jìn)行任意錄音和播放，可以循環(huán)播放，點(diǎn)動(dòng)播放等，還可以外接功率更大的喇叭，選擇直通模式，直接進(jìn)行喊話功能，用于提示車外的行人，可以像警察那樣喊話，給有個(gè)性的年輕人一個(gè)張揚(yáng)個(gè)性的機(jī)會(huì)。本文主要的工作有以下幾個(gè)方面：（1）緒論部分主要闡述論文研究的目的和意義，國內(nèi)外倒車?yán)走_(dá)預(yù)警系統(tǒng)的發(fā)展情況，使讀者對所研究的問題有初步的認(rèn)識，更好的理解本文做好鋪墊工作。（2）控制系統(tǒng)主要硬件的介紹，相當(dāng)于介紹一個(gè)系統(tǒng)的主要外殼是如何構(gòu)建的，主要包括單片機(jī)的選型以及STC89C52單片機(jī)的介紹，超聲波測距模塊HC_SR04的尺寸和性能的介紹，語音播報(bào)模塊ISD1820的使用方法和功能的介紹，外加溫度傳感器DS18B20，用于測量車內(nèi)溫度，給車主更人性化的提示。另外，還有四位一體數(shù)碼管的引腳和使用情況的介紹，對顯示系統(tǒng)有詳細(xì)介紹，讓使用者更加了解其相應(yīng)的功能。（3）系統(tǒng)軟件部分介紹，主要包括使用到的軟件工具和編程思路的簡單介紹，對使用的畫圖軟件AD9、編程調(diào)試軟件KEIL、程序下載軟件STC_ISP的簡單介紹。（4）對本次設(shè)計(jì)進(jìn)行總結(jié)，對所有給予過幫助的老師同學(xué)致謝。2控制系統(tǒng)主要硬件的介紹本次硬件電路的設(shè)計(jì)采用模塊化設(shè)計(jì)思想，主要是由于在初次采用分立元件進(jìn)行焊接的時(shí)候，最終沒能完成自己設(shè)想的功能，在仔細(xì)分析各方面問題之后，還是沒能找出問題的癥結(jié)，后來自己進(jìn)行第二次嘗試采用模塊化的設(shè)計(jì)思想后，一次成功，所以最終自己設(shè)計(jì)出來的產(chǎn)品是各種模塊的組合，同時(shí)也為后面的軟件提供了方便，不用把各個(gè)部分全部編譯，只需要主驅(qū)動(dòng)程序即可。下面首先介紹自己各種硬件芯片的選型問題，有些選型是在實(shí)際中經(jīng)常用到的，在此不再贅述，只是介紹主要的硬件。2.1單片機(jī)STC89C52選型2.1.1STC89C52簡介雖然STC89C52與AT89C52是兼容的，但是后者已經(jīng)停產(chǎn)，并且前者價(jià)格便宜，適合學(xué)生使用，穩(wěn)定性及可操作性都比后者要好，所以選擇后者，而且后者是在市場上比較流行的一種再用的芯片。STC89C52是STC公司生產(chǎn)的一種低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K在系統(tǒng)可編程Flash存儲器。STC89C52使用經(jīng)典的MCS-51內(nèi)核，但做了很多的改進(jìn)使得芯片具有傳統(tǒng)51單片機(jī)不具備的功能。在單芯片上，擁有靈巧的8位CPU和在系統(tǒng)可編程Flash，使得STC89C52為眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高靈活、超有效的解決方案。具有以下標(biāo)準(zhǔn)功能：8k字節(jié)Flash，512字節(jié)RAM，32位I/O口線，看門狗定時(shí)器，內(nèi)置4KBEEPROM，MAX810復(fù)位電路，3個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，4個(gè)外部中斷，一個(gè)7向量4級中斷結(jié)構(gòu)（兼容傳統(tǒng)51的5向量2級中斷結(jié)構(gòu)），全雙工串行口。另外STC89C52可降至0Hz靜態(tài)邏輯操作，支持2種軟件可選擇節(jié)電模式。空閑模式下，CPU停止工作，允許RAM、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、串口、中斷繼續(xù)工作。掉電保護(hù)方式下，RAM內(nèi)容被保存，振蕩器被凍結(jié)，單片機(jī)一切工作停止，直到下一個(gè)中斷或硬件復(fù)位為止。最高運(yùn)作頻率35MHz，6T/12T可選。其PDIP封裝如圖2-1。圖2-1STC89C52PDIP封裝圖2.1.2STC89C52引腳介紹管腳說明：VCC：供電電壓。GND：接地。I/O口引腳：P0口：8位漏極開路的雙向I/O口。P0口作為地址總線（低8位）以及數(shù)據(jù)總線的分時(shí)復(fù)用端口。P0口也可以作為通用的I/O口使用，但需加上拉電阻，P0口可以驅(qū)動(dòng)8個(gè)LS型TTL負(fù)載。這次設(shè)計(jì)中用P0口作為數(shù)碼管段碼的發(fā)送端。P1口是一個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口。P1口的輸出緩沖級可驅(qū)動(dòng)（吸收或輸出電流）4個(gè)TTL邏輯門電路。P2口是一個(gè)帶有內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口，P2口的輸出緩沖級可驅(qū)動(dòng)（吸收或輸出電流）4個(gè)TTL邏輯門電路。在本次設(shè)計(jì)當(dāng)中利用P2.2-P2.5口四個(gè)端口作為四個(gè)數(shù)碼管的位選信號發(fā)射端。P3口是一組帶有內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口。P3口輸出緩沖級可驅(qū)動(dòng)（吸收或輸出電流）4個(gè)TTL邏輯門電路。P3.2口作為報(bào)警上下限值調(diào)整信號產(chǎn)生中斷的端口。P3口也可作為AT89C51的一些特殊功能口。管腳備選功能如下：P3.0RXD（串行輸入口）P3.1TXD（串行輸出口）P3.2/INT0（外部中斷0）P3.3/INT1（外部中斷1）P3.4T0（記時(shí)器0外部輸入）P3.5T1（記時(shí)器1外部輸入）P3.6/WR（外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通）P3.7/RD（外部數(shù)據(jù)存儲器讀選通）P3口同時(shí)為閃爍編程和編程校驗(yàn)接收一些控制信號。RST：復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時(shí)，要保持RST腳兩個(gè)機(jī)器周期的高電平時(shí)間。ALE/PROG：當(dāng)訪問外部存儲器時(shí)，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的地位字節(jié)。在FLASH編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。在平時(shí)，ALE端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號，此頻率為振蕩器頻率的1/6。因此它可用作對外部輸出的脈沖或用于定時(shí)目的。然而要注意的是：每當(dāng)用作外部數(shù)據(jù)存儲器時(shí)，將跳過一個(gè)ALE脈沖。如想禁止ALE的輸出可在SFR8EH地址上置0。此時(shí)，ALE只有在執(zhí)行MOVX，MOVC指令是ALE才起作用。另外，該引腳被略微拉高。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài)ALE禁止，置位無效。PSEN：外部程序存儲器的選通信號。在由外部程序存儲器取指期間，每個(gè)機(jī)器周期兩次/PSEN有效。但在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時(shí)，這兩次有效的/PSEN信號將不出現(xiàn)。EA/VPP：當(dāng)/EA保持低電平時(shí)，則在此期間外部程序存儲器（0000H-FFFFH），不管是否有內(nèi)部程序存儲器。注意加密方式1時(shí)，/EA將內(nèi)部鎖定為RESET；當(dāng)/EA端保持高電平時(shí)，此間內(nèi)部程序存儲器。在FLASH編程期間，此引腳也用于施加12V編程電源（VPP）。XTAL1：反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時(shí)鐘工作電路的輸入。XTAL2：來自反向振蕩器的輸出。2.2超聲波測距模塊選型2.2.1HC-SR04介紹HC-SR04超聲波測距模塊可提供2cm-400cm的非接觸式距離感測功能，測距精度可達(dá)高到3mm；模塊包括超聲波發(fā)射器、接收器與控制電路。基本工作原理：超聲波測距模塊HC-SR04可以提供2cm-400cm的非接觸式距離感測功能，測量精度可達(dá)高3mm；模塊包括超聲波發(fā)射器、接收器與控制電路?；竟ぷ髟?1)給trig口最少10us的高電平，用于觸發(fā)測距，。(2)觸發(fā)模塊后自動(dòng)發(fā)送8個(gè)40khz的方波，自動(dòng)檢測信號是否返回。(3)當(dāng)有信號返回時(shí)，IO口ECHO就會(huì)輸出一個(gè)高電平，當(dāng)超聲波返回后，ECHO由高電平變?yōu)榈碗娖?，超聲波從發(fā)射到返回的時(shí)間就是ECHO高電平持續(xù)的時(shí)間。測試距離=(ECHO保持高電平時(shí)間*聲速(350m/s))/2。超聲波電氣參數(shù)電氣參數(shù)HC-SR04超聲波模塊工作電壓DC5V工作電流15mA工作頻率40kHz最遠(yuǎn)射程4m最近射程2cm測量角度15度輸入觸發(fā)信號10uS的TTL脈沖輸出回響信號輸出TTL電平信號，與射程規(guī)格尺寸45*20*15mm超聲波時(shí)序圖如圖2-2。圖2-2超聲波時(shí)序圖以上時(shí)序圖表明你只需要提供一個(gè)10uS以上脈沖觸發(fā)信號，該模塊內(nèi)部將發(fā)出8個(gè)40kHz周期電平并檢測回波。一旦檢測到有回波信號則輸出回響信號?；仨懶盘柕拿}沖寬度與所測的距離成正比。由此通過發(fā)射信號到收到的回響信號時(shí)間間隔可以計(jì)算得到距離。公式：距離=高電平時(shí)間*聲速（340M/S）/2；建議測量周期為60ms以上，以防止發(fā)射信號對回響信號的影響。HC_SR04實(shí)物圖2-3。圖2-3HC_SR04實(shí)物圖HC_SR04實(shí)物規(guī)格如圖2-4。圖2-4HC_SR04實(shí)物規(guī)格圖2.2.2超聲測距模塊構(gòu)成其中主要芯片有TL074、MAX232，EM78P153。（1）MAX232介紹該產(chǎn)品是由德州儀器公司（TI）推出的一款兼容RS232標(biāo)準(zhǔn)的芯片。由于電腦串口rs232電平是-10v~10v，而一般的單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的信號電壓是TTL電平0~5v,max232就是用來進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換的,該器件包含2驅(qū)動(dòng)器、2接收器和一個(gè)電壓發(fā)生器電路提供TIA/EIA-232-F電平。該器件符合TIA/EIA-232-F標(biāo)準(zhǔn)，每一個(gè)接收器將TIA/EIA-232-F電平轉(zhuǎn)換成5-VTTL/CMOS電平。每一個(gè)發(fā)送器將TTL/CMOS電平轉(zhuǎn)換成TIA/EIA-232-F電平。主要特點(diǎn)1、5V電源工作。2、LinBiCMOSTM工藝技術(shù)（這種工藝特地發(fā)展來允許高速數(shù)字邏輯電路和精密模擬電路被集）。3、兩個(gè)驅(qū)動(dòng)器及兩個(gè)接收器4、±30V輸入電平5、低電源電流：典型值是8mA（2）EM78153介紹1、概括介紹EM78P153是采用CMOS工藝制造的8位單片機(jī)。其內(nèi)部有512*13位一次性ROM。因此，用戶可以方便的改進(jìn)完善程序。程序代碼可用EMC編程器寫入芯片。有13位選項(xiàng)位可滿足用戶要求，其中的保護(hù)位用來防止程序被讀出。功能特點(diǎn)工作電壓范圍是2.0v-6.0v，工作溫度范圍是0-70℃，工作頻率范圍是DC-8MHZ，低功耗，片內(nèi)可按位編程，一個(gè)安全寄存器保護(hù)程序不被讀出，一個(gè)結(jié)構(gòu)寄存器滿足用戶要求，2個(gè)雙向I/O口，5級堆棧，掉電模式，可編程自由運(yùn)行的看門狗定時(shí)器，每個(gè)指令周期有兩個(gè)時(shí)鐘周期等功能。3.引腳分配TL074介紹JFET輸入運(yùn)算放大器TL07x系列TL08x系列相似，具有低輸入偏置和失調(diào)電流和快速壓擺率。低諧波失真和低噪聲使TL07x系列非常適合高保真音頻前置放大器應(yīng)用。每個(gè)放大器采用JFET輸入（攀枝花鋼鐵集團(tuán)高阻抗）加上集成在一個(gè)單芯片雙極性輸出級。C-后綴器件的特點(diǎn)是從0°C至70°C。I-后綴器件的特點(diǎn)是從-40°C至85°C的操作，M-后綴器件的特點(diǎn)是操作在整個(gè)軍用溫度范圍為-55°C至125°C。2.3顯示器件的選型考慮到使用成本和自己的功能需要采用四位一體的數(shù)碼管顯示，而未用1602,12864等LCD顯示，顯然后者顯示效果和功能更強(qiáng)大，但是出于練習(xí)而非商業(yè)化生產(chǎn)，沒必要使用精度和效果那么好的液晶顯示，下面簡單介紹四位一體數(shù)碼管的使用。2.3.1數(shù)碼管的選型led數(shù)碼管（LEDSegmentDisplays）是由多個(gè)發(fā)光二極管封裝在一起組成“8”字型的器件，引線已在內(nèi)部連接完成，只需引出它們的各個(gè)筆劃，公共電極。led數(shù)碼管常用段數(shù)一般為7段有的另加一個(gè)小數(shù)點(diǎn)，還有一種是類似于3位“+1”型。位數(shù)有半位，1，2，3，4，5，6，8，10位等等，led數(shù)碼管根據(jù)LED的接法不同分為共陰和共陽兩類，了解LED的這些特性，對編程是很重要的，因?yàn)椴煌愋偷臄?shù)碼管，除了它們的硬件電路有差異外，編程方法也是不同的。圖2.3是共陰和共陽極數(shù)碼管的引腳圖，它們的發(fā)光原理是一樣的，只是它們的電源極性不同而已。顏色有紅，綠，藍(lán)，黃等幾種。led數(shù)碼管廣泛用于儀表，時(shí)鐘，車站，家電等場合。選用時(shí)要注意產(chǎn)品尺寸顏色，功耗，亮度，波長等。下面將介紹常用LED數(shù)碼管內(nèi)部引腳圖片10引腳的LED數(shù)碼管。圖2-6為常用的LED圖2-5LED數(shù)碼管引腳圖圖2-6常用LED數(shù)碼管圖2-5每一筆劃都是對應(yīng)一個(gè)字母表示DP是小數(shù)點(diǎn).LED數(shù)碼管要正常顯示，就要用驅(qū)動(dòng)電路來驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管的各個(gè)段碼，從而顯示出我們要的數(shù)位，因此根據(jù)LED數(shù)碼管的驅(qū)動(dòng)方式的不同，可以分為靜態(tài)式和動(dòng)態(tài)式兩類。在開始的選型過程中，既考慮到用液晶1602顯示，也考慮到四位一體的數(shù)碼管，最后結(jié)合本設(shè)計(jì)的顯示需要和成本的問題，還有編程的難易程度，最后綜合選定了四位一體的數(shù)碼管。1602液晶顯示，雖然顯示效果比較好，而且功能比較強(qiáng)大，但是編程相應(yīng)的復(fù)雜些，且出于顯示功能的需要，主要用四位一體的數(shù)碼管即可滿足要求，故綜合各種考慮，最后選擇四位一體的數(shù)碼管。相應(yīng)的功能介紹在此不再贅述，主要是由于平常數(shù)碼管使用比較頻繁，大多數(shù)人對其功能比較了解，編程也比較簡單，主要注意分清共陰極，共陽極即可。2.4ISD1820語音芯片介紹2.4.1管腳排列圖圖2-10ISD1820管腳排列圖2.4.2芯片錄音時(shí)間介紹Rosc80KO100KO120KO160KO200KO錄放時(shí)間8秒10秒12秒16秒20秒采樣頻率8.0KHZ6.4KHZ5.3KHZ4.0KHZ3.2KHZ典型帶寬3.4KHZ2.6KHZ2.3KHZ1.7KHZ1.3KHZ2.4.3實(shí)物圖及使用說明供電：3-5V，可以在排針或DC座上供電,DC座是內(nèi)正外負(fù)；

錄放音控制方式：按鍵控制或單片機(jī)，板上的控制擴(kuò)展口就是給單片機(jī)專用的；

按鍵控制錄放音操作方法：

REC鍵：錄音按鍵，按住就能錄音，松開按鍵停止錄音；

RLAYE鍵：觸發(fā)模式放音，按一下就播放當(dāng)前整段的語音；

PLAYL鍵：點(diǎn)動(dòng)模式放音，按住才放音，松開就停止放音；

RPL撥動(dòng)開關(guān)：循環(huán)播放模式控制，位于0N端就循環(huán)播放；FT撥動(dòng)開關(guān)：直通模塊控制，位于ON端咪頭語音就直通到喇叭；喇叭接法：本模塊有2個(gè)喇叭接口，SP1和SP2,SP1是芯片直接輸出的音頻，SP2是經(jīng)過LM386放大的語音。SP2的音量是通過板上的蘭白可調(diào)電位器來調(diào)節(jié)。如上圖放置，順時(shí)針旋轉(zhuǎn)為增加音量。在喇叭的直通模式下，可以直接由麥克風(fēng)實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的系統(tǒng)喊話功能，充分挖掘產(chǎn)品的性能，可以使更模塊的利用達(dá)到最大化，如果應(yīng)用到生產(chǎn)的話，也可相應(yīng)實(shí)現(xiàn)利益的最大化。另外語音模塊還具有循環(huán)播放，點(diǎn)動(dòng)播放兩種方式，可以相應(yīng)的應(yīng)用到不同的場合，生產(chǎn)出相應(yīng)的產(chǎn)品，是不同功能得到不同的開發(fā)和利用。另外在本次的設(shè)計(jì)應(yīng)用中，還可以把SP2接功率更大喇叭，利用蘭白旋鈕調(diào)節(jié)電位器的阻值，實(shí)現(xiàn)音量的調(diào)節(jié)，在不同的場合可以靈活調(diào)節(jié)音量，使使用性能達(dá)到最優(yōu)化。SP1處接相應(yīng)配套的小喇叭，在較小的空間范圍內(nèi)，即可滿足相應(yīng)的語音提示作用，對于本設(shè)計(jì)中的倒車?yán)走_(dá)預(yù)警系統(tǒng)，使用較小功率的喇叭即可滿足相應(yīng)的功能，故在后面的設(shè)計(jì)中，只接了個(gè)小喇叭。3硬件電路設(shè)計(jì)本部分介紹系統(tǒng)的硬件電路設(shè)計(jì)，包括單片機(jī)最小系統(tǒng)，超聲波傳感器采集電路，距離顯示電路，測溫電路以及語音播報(bào)電路設(shè)計(jì)。3.1單片機(jī)最小系統(tǒng)設(shè)計(jì)最小系統(tǒng)是指能進(jìn)行正常工作的最簡單電路。STC89C52最小應(yīng)用系統(tǒng)電路如圖3-1所示。它包含五個(gè)電路部分：供電電路、時(shí)鐘復(fù)位電路、片內(nèi)外程序存儲器選擇電路、輸入/輸出接口電路。其中電源電路、時(shí)鐘復(fù)位電路是保證單片機(jī)系統(tǒng)能夠正常工作的最基本的三部分電路，缺一不可。圖3-1單片機(jī)最小系統(tǒng)下面簡單介紹下單片機(jī)最小系統(tǒng)的三個(gè)主要部分：=1\*GB3①電源電路芯片引腳VCC一般接上直流穩(wěn)壓電源+5V，引腳GND接電源+5V的負(fù)極，電源電壓范圍在4~5.5之間，可保證單片機(jī)系統(tǒng)能正常工作。為了確定單片機(jī)是否供上電，在VCC和地之間連接了一個(gè)發(fā)光二極管和1K的電阻。②時(shí)鐘電路單片機(jī)引腳18和引腳19外接晶振及電容，STC89C52芯片的工作頻率可在2~33MHz范圍之間選，單片機(jī)工作頻率取決于晶振XT的頻率，通常選用11.0592MHz晶振。兩個(gè)小電容通常取值30pF，以保證振蕩器電路的穩(wěn)定性及快速性。③復(fù)位電路單片機(jī)復(fù)位功能和電腦的重啟功能很相似，電腦在使用過程中如果出現(xiàn)死機(jī)，在按下重啟按鈕后，電腦內(nèi)部的程序會(huì)從頭重新執(zhí)行。單片機(jī)也類似，當(dāng)單片機(jī)系統(tǒng)在運(yùn)行中，受到外部環(huán)境干擾而出現(xiàn)程序執(zhí)行錯(cuò)誤的時(shí)候，按下復(fù)位按鈕，單片機(jī)內(nèi)部的程序就會(huì)從頭重新開始執(zhí)行。

復(fù)位電路的工作原理：單片機(jī)的RST端接復(fù)位電路，高電平有效，當(dāng)加在此引腳上的持續(xù)時(shí)間大于單片機(jī)的2個(gè)機(jī)器周期（24個(gè)時(shí)鐘周期）時(shí)，就可以完成復(fù)位操作。上電自動(dòng)復(fù)位是通過外部復(fù)位電路的電容充電來實(shí)現(xiàn)的。在電路圖中，電容的的大小是10uF，電阻的大小是10k。所以根據(jù)公式，可以算出電容充電達(dá)到電源電壓的0.7倍（單片機(jī)的電源是5V，所以充電到電源的0.7倍即為3.5V），需要的時(shí)間為10000*10UF=0.1S。所以當(dāng)電源接通時(shí)，只要Vcc的上升時(shí)間不超過0.1s，就可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)上電。但是一般情況下，為了獲得更安全，更方便的復(fù)位時(shí)就采用按鍵復(fù)位形式的復(fù)位電路，按鍵復(fù)位電路如圖3-5。當(dāng)電源接通時(shí)，電容充電從而實(shí)現(xiàn)上電復(fù)位。當(dāng)運(yùn)行出現(xiàn)故障時(shí)，按下按鈕，開關(guān)導(dǎo)通，這個(gè)時(shí)候電容兩端形成了一個(gè)回路，電容被短路，所以在按鍵按下的這個(gè)過程中，電容開始釋放之前充的電量。隨著時(shí)間的推移，電容的電壓在0.1S內(nèi)，從5V釋放到變?yōu)榱?.5V，甚至更小。根據(jù)串聯(lián)電路電壓為各處之和，這個(gè)時(shí)候10K電阻兩端的電壓為3.5V，甚至更大，所以RST引腳又接收到高電平。單片機(jī)系統(tǒng)自動(dòng)復(fù)位。松開以后又回到低電平，從而能更簡單地完成對單片機(jī)的復(fù)位操作。其中C3的電容起到消除抖動(dòng)的作用。3.2超聲波測距顯示電路系統(tǒng)設(shè)計(jì)圖3-2數(shù)碼管顯示電路系統(tǒng)本設(shè)計(jì)采用了四位共陽極數(shù)碼管作為顯示的器件，6,8,9,12引腳是數(shù)碼管的位選信號端，1，2,3,4,5,7,10,11控制數(shù)碼管的位選，四位數(shù)碼管分別用一個(gè)S9015三極管進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。數(shù)碼管的顯示雖然不是特別高級，看起來已經(jīng)有些落伍，但是考慮到經(jīng)濟(jì)成本的問題，還是選擇了比較經(jīng)濟(jì)實(shí)惠的數(shù)碼管，而沒有選用1602，相信在以后的學(xué)習(xí)生活中，我會(huì)嘗試使用類似1602,12864等更高級的顯示設(shè)備，此次設(shè)計(jì)只是簡單的嘗試，所以綜合考慮選用四位一體的數(shù)碼管顯示。3.3超聲波系統(tǒng)設(shè)計(jì)圖3-3超聲波測距電路系統(tǒng)本產(chǎn)品使用方法：一個(gè)控制口發(fā)一個(gè)10uS以上的高電平,就可以在接收口等待高電平輸出.一有輸出就可以開定時(shí)器計(jì)時(shí),當(dāng)此口變?yōu)榈碗娖綍r(shí)就可以讀定時(shí)器的值,此時(shí)就為此次測距的時(shí)間。再由單片機(jī)內(nèi)部設(shè)定的公式進(jìn)行相應(yīng)的計(jì)算即可得到相應(yīng)的結(jié)果。3.4語音系統(tǒng)設(shè)計(jì)圖3-4語音電路系統(tǒng)通過控制PLAYE引腳就可以控制模塊的錄音與放音。而且可以任意進(jìn)行錄音與播放，隨心情設(shè)計(jì)自己喜歡的提示語，達(dá)到一種人性化設(shè)計(jì)的效果，并且語音模塊可以單獨(dú)的使用，SP2外接功率較大的喇叭，還可以單獨(dú)的使用，進(jìn)行相應(yīng)的喊話操作，即使不用下車也可以方便提醒車前后方的行人，保證行人的人身安全，也是自己避免發(fā)生不應(yīng)該的磕磕碰碰，達(dá)到一種安全雙保險(xiǎn)的功效。4系統(tǒng)軟件部分設(shè)計(jì)汽車倒車?yán)走_(dá)預(yù)警系統(tǒng)中，主要包括驅(qū)動(dòng)的主程序及啟動(dòng)超聲測距模塊子程序，延時(shí)子程序，數(shù)碼管掃描顯示子程序，中斷子程序，計(jì)算距離和語音報(bào)警子程序，溫度測試子程序。本次軟件開發(fā)是基于Windows平臺下開發(fā)的，主要通過C語言為主要編程語言，使用的軟件是Keil編程軟件，KeilC51是美國KeilSoftware公司出品的51系列兼容單片機(jī)C語言軟件開發(fā)系統(tǒng)，與匯編相比，C語言在功能上、結(jié)構(gòu)性、可讀性、可維護(hù)性上有明顯的優(yōu)勢，因而易學(xué)易用。電路的繪制使用AD9.0軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)。AltiumDesigner包含所有設(shè)計(jì)任務(wù)所需的工具：原理圖和HDL設(shè)計(jì)輸入、電路仿真、信號完整性分析、PCB設(shè)計(jì)、基于FPGA的嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)和開發(fā)。另外可對AltiumDesigner工作環(huán)境加以定制，以滿足用戶的各種不同需求。主要的燒錄器使用STC的USB轉(zhuǎn)串口燒錄器STC_ISP_V480。STC_ISP_V4.80是由STC公司研發(fā)，可以向STC89C51、STC89C52等系列單片機(jī)內(nèi)燒寫程序?？梢栽O(shè)置波特率，串口等參數(shù)。同時(shí)STC_ISP_V4.80還可以作為串口調(diào)試工具，用于串口收發(fā)數(shù)據(jù)的調(diào)試軟件。4.1預(yù)警系統(tǒng)主體部分流程圖根據(jù)硬件電路圖,綜合自己的設(shè)計(jì)思路,先畫出程序流程圖,再根據(jù)流程圖編好程序,經(jīng)過整理后最后形成最終的程序。由于本次系統(tǒng)設(shè)計(jì)采用模塊化設(shè)計(jì)，譬如超聲測距模塊和語音播報(bào)模塊本身內(nèi)部的芯片都有燒好的程序，只需要主控機(jī)對各個(gè)模塊進(jìn)行相應(yīng)的觸發(fā)即可正常工作，所以編程總體來講比較容易實(shí)現(xiàn)，這也是本次模塊化設(shè)計(jì)的一個(gè)出發(fā)點(diǎn)，下面主要對主控程序進(jìn)行詳細(xì)的研究分析，研究怎樣用程序把各個(gè)模塊聯(lián)系在一起的。根據(jù)要求繪制的本設(shè)計(jì)的流程圖如圖4-1所示。4-1程序流程圖4.2主程序及啟動(dòng)超聲測距部分4.2.1主程序的初始化在主程序當(dāng)中首先要對系統(tǒng)環(huán)境初始化。STC89C52單片機(jī)的定時(shí)器/計(jì)數(shù)器工作方式寄存器TMOD用于選擇定時(shí)器的工作模式和工作方式，字節(jié)地址為89H，不能位尋址。其格式如圖4-2。圖4-2TMOD工作方式寄存器其中，GATE為門控位。當(dāng)GATE=0時(shí)，僅用運(yùn)行控制位來控制定時(shí)器/計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)；當(dāng)GATE=1時(shí)，用外部中斷引腳上的高電平與運(yùn)行控制位共同控制。M1、M0來共同控制定時(shí)器的四種工作方式。為計(jì)數(shù)模式和定時(shí)模式選擇位。在這里設(shè)置定時(shí)器T0和T1工作模式都為方式1。方式1為16位計(jì)數(shù)器，由THx高8位和TLx低8位構(gòu)成（x=0,1）。定時(shí)器T0由0開始計(jì)數(shù)，由P3.2口中斷停止，用于超聲波測距計(jì)時(shí)。定時(shí)器T1被用來開啟一次測距過程以它的溢出為標(biāo)志開始一個(gè)發(fā)射測量循環(huán)。根據(jù)設(shè)計(jì)量程，當(dāng)超聲波測距超過700cm仍檢測不到反射信號時(shí)，視為超出測量距離，便開始重新發(fā)出超聲波。設(shè)超聲波的傳輸速度為340m/s，則傳輸700cm所用的時(shí)間為0.02s。則定時(shí)器T1的初始值根據(jù)(65536-x)/1000000=0.02計(jì)算得出x=63536，轉(zhuǎn)換成十六進(jìn)制數(shù)為f830。系統(tǒng)初始化程序?yàn)椋篢MOD=0x11;//設(shè)定時(shí)器0為計(jì)數(shù)，設(shè)定時(shí)器1定時(shí)ET0=1;//定時(shí)器0中斷允許ET1=1;//定時(shí)器1中斷允許TH0=0x00;TL0=0x00; TH1=0xf8;TL1=0x30;ET0=1;//允許T0中斷ET1=1; //允許T1中斷TR1=1; //開啟定時(shí)器EA=1; //開啟總中斷4.2.2啟動(dòng)超聲測距模塊及調(diào)用計(jì)算當(dāng)單片機(jī)初始化程序結(jié)束后，開始啟動(dòng)超聲測距模塊，當(dāng)模塊引腳RX為低電平時(shí)等待，開啟模塊的同時(shí)即啟動(dòng)定時(shí)器，當(dāng)RX接收到高電平時(shí)，關(guān)閉內(nèi)部計(jì)數(shù)器調(diào)用計(jì)算距離函數(shù)。while(1) { while(!RX); //當(dāng)RX(接收端)為零時(shí)等待 TR0=1; //開啟計(jì)數(shù) while(RX); //當(dāng)RX為1計(jì)數(shù)并等待 TR0=0; //關(guān)閉計(jì)數(shù)Count(); //計(jì)算 }4.3延時(shí)子程序由于單片機(jī)所用的時(shí)鐘頻率很高，使得單片機(jī)的時(shí)鐘周期很短。因此在各種編程當(dāng)中，經(jīng)常會(huì)遇到延時(shí)程序。由于單片機(jī)的時(shí)鐘周期比較準(zhǔn)確，所以用軟件編程即可很好地實(shí)現(xiàn)精確的延時(shí)功能。延時(shí)函數(shù)程序?yàn)椋簐oiddelayms(intn){intm=120;while(n--)while(m--);}在此程序中，可以根據(jù)實(shí)際的延時(shí)需要任意設(shè)定n的值，達(dá)到精確的延時(shí)目的，延時(shí)方法比較靈活，可以采用多種方法，還可以用for語句嵌套函數(shù)等，在平常學(xué)習(xí)中還要多加總結(jié)和練習(xí)。4.4數(shù)碼管掃描顯示程序P0口作為四位一體數(shù)碼管顯示的段碼控制位，P2口作為數(shù)碼管位碼控制位，本設(shè)計(jì)中采用多層嵌套，是掃描程序簡單有效的執(zhí)行，并且最高位沒有使用，整體顯示為整數(shù)，單位是厘米，當(dāng)?shù)谌粧呙柰曛螅琾osit位重新置零，為下次掃描做好準(zhǔn)備。voidDisplay(void) {P0=discode[disbuff[posit]];P2=positon[posit]; If(++posit>=3) posit=0; }4.5中斷子程序4.5.1定時(shí)器T0計(jì)數(shù)溢出程序設(shè)計(jì)voidzd0()interrupt1 //T0中斷用來計(jì)數(shù)器溢出,超過測距范圍{flag=1; //中斷溢出標(biāo)志}當(dāng)超過超聲波測距模塊所能測量的范圍后，中斷溢出標(biāo)志位置1，數(shù)碼管顯示“---”，作為相應(yīng)的提示。4.5.2定時(shí)器T1中斷掃描和啟動(dòng)模塊voidzd3()interrupt3 //T1中斷用來掃描數(shù)碼管和計(jì)800MS啟動(dòng)模塊{ TH1=0xf8; TL1=0x30;//定時(shí)器1內(nèi)部定時(shí)2ms Display(); timer++;//用于計(jì)數(shù)的標(biāo)志，定義多長時(shí)間測距模塊被觸發(fā)一次 if(timer>=400) { timer=0; TX=1; //800MS啟動(dòng)一次模塊 _nop_(); _nop_(); _nop_(); _nop_(); _nop_(); _nop_(); _nop_(); _nop_(); _nop_(); _nop_(); _nop_(); _nop_(); _nop_(); _nop_(); _nop_(); _nop_(); _nop_(); _nop_(); _nop_(); _nop_(); _nop_(); TX=0; }}4.6距離計(jì)算和語音報(bào)警子程序voidCount(void)/ { time=TH0*256+TL0;//計(jì)算發(fā)射超聲波到接收的時(shí)差 TH0=0; TL0=0;//計(jì)算完距離之后，繼續(xù)清零為下次做準(zhǔn)備 S=(time*1.7)/100;//算出來是CM if(S<=50) {sp=0; delay_ms(1); sp=1;//啟動(dòng)語音播報(bào)模塊 } else{; }//語音模塊等待觸發(fā)命令 if((S>=700)||flag==1)//超出測量范圍顯示"-" { flag=0; disbuff[0]=10; //"-" disbuff[1]=10; //"-" disbuff[2]=10; //"-" } else//在正常測量范圍之內(nèi)正常顯示 { disbuff[0]=S%1000/100; disbuff[1]=S%1000%100/10; disbuff[2]=S%1000%10%10; } }計(jì)算距離的時(shí)候，首先計(jì)算出超聲波發(fā)出到接收的時(shí)間差，然后由設(shè)定的公式進(jìn)行相應(yīng)的計(jì)算得出距離值，當(dāng)小于設(shè)定的報(bào)警距離時(shí)候，觸發(fā)語音報(bào)警模塊，進(jìn)行相應(yīng)的語音提示，如果在設(shè)定的距離范圍值之內(nèi)，則進(jìn)行相應(yīng)的顯示。5實(shí)物性能測試5.1單片機(jī)測試判斷單片機(jī)是否處于正常工作的狀態(tài)，就要判斷單片機(jī)電源,復(fù)位電路及時(shí)鐘電路是否正常工作有一個(gè)簡單的辦法，首先打開電源觀察led是否亮起，如果亮起證明有電供應(yīng)。接下來，用萬用表檢測單片機(jī)的20和40腳之間的電壓是不是為5V,這兩項(xiàng)測試表明單片機(jī)已經(jīng)正常供電。接下來檢查復(fù)位電路是否正常工作，將萬用表的紅色針放在9號引腳上，黑色針放在20腳上，檢測電壓為0V，按下復(fù)位按鍵，測到的電壓為5V，說明復(fù)位電路工作正常。5.2程序調(diào)試調(diào)試程序是意見非常鍛煉人的工作，寫程序是需要一步步來的，有時(shí)是缺個(gè)符號，少個(gè)分號，有時(shí)是大小寫的問題，有時(shí)候甚至不知道是什么問題，導(dǎo)致程序編譯出現(xiàn)問題。有時(shí)，程序進(jìn)行不下去，耽誤很長時(shí)間。但是，經(jīng)過不斷的寫程序，改程序，最后終于通過了編譯。如圖5-1所示，為編譯成功后的KEIL編程的界面。圖5-1編譯成功的界面6編程和下載軟件的介紹6.1Keil的簡介下面介紹KEIL的編程使用方法：使用Keil前必須先安裝。安裝過程簡單，這里不在進(jìn)行詳細(xì)的敘述。安裝好了Keil軟件以后，我們打開它。打開以后界面如圖6-1。圖6-13.我們先新建一個(gè)工程文件，點(diǎn)擊“Project->New

Project…”菜單，如圖6-2。圖6-24.選擇工程文件要存放的路徑,輸入工程文件名LED（名字根據(jù)需要可以隨便設(shè)置）,最后單擊保存。圖6-35.在彈出的對話框中選擇CPU廠商及型號。圖6-46.選擇好Atmel公司的AT89S52(在實(shí)際使用中根據(jù)自己的芯片的型號選擇)后,單擊確定。圖6-57.在接著出現(xiàn)的對話框中選擇“是”。圖6-68．新建一個(gè)C51文件,單擊左上角的NewFile如圖6-7。圖6-79.保存新建的文件，單擊SAVE如圖6-8。圖6-810.在出現(xiàn)的對話框中輸入保存文件名MAIN.C（注意后綴名必須為.C），再單擊“保存”，如圖6-9。圖6-911.保存好后把此文件加入到工程中方法如下:用鼠標(biāo)在SourceGroup1上單擊右鍵,然后再單擊AddFilestoGroup‘SourceGroup1'如圖6-10。圖6-1012.選擇要加入的文件,找到MAIN.C后,單擊Add,然后單擊Close。圖6-1113.在編輯框里輸入如下代碼:圖6-1214.到此我們完成了工程項(xiàng)目的建立以及文件加入工程,現(xiàn)在我們開始編譯工程如下圖6-13和6-14。我們先單擊編譯,如果在錯(cuò)誤與警告處看到0Error(s)表示編譯通過。圖6-13圖6-1415.生成.hex燒寫文件,先單擊OptionsforTarget,如圖6-15。圖6-1516.在圖6-16中,我們單擊Output,選中CreateHEXF。再單擊“確定”。圖6-1617.打開文件夾‘實(shí)驗(yàn)1’，查看是否生成了HEX文件，生成的hex文件如圖6-17。如果沒有生成，在執(zhí)行一遍步驟10到步驟12，直到生成。圖6-176.2AltiumDesigner9.0的簡介為適應(yīng)日新月異的電子設(shè)計(jì)技術(shù)，Altium于2009年7月在全球范圍內(nèi)推出最新版本AltiumDesignerSummer09(Protel系列軟件最新版本)。Summer09的誕生延續(xù)了連續(xù)不斷的新特性和新技術(shù)的應(yīng)用過程。AltiumDesigner9.1中32位的基于FPGA的處理器系統(tǒng)也有更多通用性，支持大量第三方的軟核和分立處理器，包括XilinxMicroBlaze軟處理器、SharpBlueStreakLH79520(基于ARM720T)和AMCCPowerPC405CR分立處理器。這些新器件的支持，對于已經(jīng)有了8位和32位目標(biāo)獨(dú)立軟處理器支持的AltiumDesigner設(shè)計(jì)系統(tǒng)來說，使設(shè)計(jì)者在使用FPGA進(jìn)行嵌入式系統(tǒng)開發(fā)時(shí)更加靈活。AltiumDesigner9.0在FPGA開發(fā)方面有以下主要特點(diǎn)。（1）支持不依賴于FPGA廠商即各個(gè)廠商通用的數(shù)字系統(tǒng)開發(fā)。AltiumDesigner9.0支持NanoBoard開發(fā)器。NanoBoard開發(fā)器標(biāo)準(zhǔn)配置有兩塊可以選擇的FPGA子板，分別為：AlteraCyclone（EP1C12-Q240C7）和XilinxSpartanIIE（XC2S300E-PQ208C），由于各個(gè)廠家不同芯片引腳有些不同，AltiumDesigner9.1提供了一個(gè)可以定義引腳之間連接的約束文件（ConstrainFiles），可以定義不同F(xiàn)PGA與PCB上的引腳對應(yīng)關(guān)系。這樣就可在NanoBoard上將設(shè)計(jì)好的FPGA邏輯關(guān)系換燒到不同的廠家生產(chǎn)的不同系列的FPGA上；就可以依賴于不同廠商的FPGA而進(jìn)行開發(fā)，這一點(diǎn)在實(shí)際開發(fā)中有很大的好處。（2）豐富的原理圖庫，有大量的預(yù)綜合元件，包括處理器。在原理圖庫里有大量預(yù)綜合的元器件，設(shè)計(jì)者可以調(diào)用到FPGA設(shè)計(jì)上。包括很多IP模塊可以直接調(diào)用。有大量免費(fèi)使用的IP庫可以放心使用。在設(shè)計(jì)中需要的元件基本上都可以在IP庫里找到，包括51核和DSP模塊等。這給IP資源復(fù)用（IPReuse）帶來了很大的方便。（3）在工程的設(shè)計(jì)和調(diào)試階段都支持原理圖導(dǎo)向設(shè)計(jì)方法。（4）為了方便在FPGA上設(shè)計(jì)嵌入式系統(tǒng)，AltiumDesigner9.0完全綜合了Altium獨(dú)特的基于FPGA的現(xiàn)場設(shè)計(jì)開發(fā)板——NanaBoard（Nano-levelBreadoard）和一系列的混合到原理圖層的FPGA物理設(shè)備。一旦設(shè)計(jì)被綜合并下載到NanaBoard，設(shè)計(jì)者就可利用JTAG通信技術(shù)對任何核進(jìn)行通信和控制。（5）支持軟硬件并行開發(fā)，克服以往嵌入式系統(tǒng)軟硬件開發(fā)的串行開發(fā)形式中的缺點(diǎn)。這種方法必將成為以后FPGA開發(fā)的主流方法。圖6-18AltiumDesigner9.0登陸界面圖6-19AltiumDesigner9.0繪圖界面6.3STC_ISP_V480的簡介STC_ISP_V480是下載程序用的軟件，在運(yùn)行STC_ISP_V480下載軟件之前，應(yīng)該先給出ISP的C程序源代碼ISP.C.要注意的是:此程序是在Keil-C中要建立工程文件,包含IAP.C函數(shù),并且在IAP.C和ISP.C中都要保留STC的定義.傳入用戶代碼時(shí),需要與計(jì)算機(jī)進(jìn)行通信,一般采用RS232串行通信,數(shù)據(jù)協(xié)議采用簡單協(xié)議。具體的使用方法：一、先把學(xué)習(xí)實(shí)驗(yàn)板和計(jì)算機(jī)連接好（接好串口線和電源）二、打開STC-ISPv480，在MCUType欄目下選中單片機(jī)，如STC89C52RC：根據(jù)您的9針的數(shù)據(jù)線連接情況選中COM端口，最好把波特率適當(dāng)下調(diào)一些，按圖6-20選中各項(xiàng)：圖6-20STC-ISPv480的界面圖三、先確認(rèn)硬件連接正確，按下圖點(diǎn)擊“打開文件”并在對話框內(nèi)找到您要下載的HEX文件：四、選中兩個(gè)條件項(xiàng)，這樣可以使您在每次編譯KEIL時(shí)HEX代碼能自動(dòng)加載到STC-ISP，點(diǎn)擊“Download/下載”：五、按下電源開關(guān)的時(shí)候即可把可執(zhí)行文件HEX寫入到單片機(jī)內(nèi)，圖6-21所示是正在寫入程序截圖：圖6-21單片機(jī)程序下載截圖7結(jié)論本課題介紹了一種基于單片機(jī)的超聲波測距系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，主要是應(yīng)用在汽車倒車預(yù)警系統(tǒng)中，主要是出發(fā)點(diǎn)是由日常生活中經(jīng)常出現(xiàn)的汽車事故，為了應(yīng)用所學(xué)知識更好的造福社會(huì)，提出本次設(shè)想并在老師的指導(dǎo)下進(jìn)行實(shí)施。給出了硬件和軟件的設(shè)計(jì)方案。超聲波傳感器是本系統(tǒng)的核心器件，本論文詳細(xì)地介紹了超聲波傳感器的原理、結(jié)構(gòu)、檢測方式以及它的一些特性。只有深入地了解超聲波傳感器的工作原理，才能更好的設(shè)計(jì)測距電路。單片機(jī)是本系統(tǒng)的控制部分，采用常用的STC89C52單片機(jī)。驅(qū)動(dòng)超聲波傳感器的40kHz的方波信號，就是由單片機(jī)編程產(chǎn)生的。通過檢測發(fā)射和接受的時(shí)間差值，通過計(jì)算得到距離。本系統(tǒng)的LED顯示當(dāng)前的距離。但距離小于設(shè)定距離時(shí)，通過語音單元系統(tǒng)進(jìn)行報(bào)警。通過調(diào)試，最終實(shí)物可以實(shí)現(xiàn)功能，達(dá)到了設(shè)計(jì)的目的。但由于經(jīng)驗(yàn)不足，電路硬件、軟件部分還有不夠完善的地方，在今后的學(xué)習(xí)中會(huì)進(jìn)一步改進(jìn)。自己設(shè)計(jì)的產(chǎn)品在實(shí)用性上也存在很大差距，需要不斷的完善和改進(jìn)，也需要不斷的學(xué)習(xí)去盡力去實(shí)現(xiàn)一些創(chuàng)新的功能。謝辭經(jīng)過半年的畢業(yè)設(shè)計(jì)，感覺自己無論是在學(xué)習(xí)的積極性上，還是親自動(dòng)手的能力，都有了一個(gè)階躍式的發(fā)展和進(jìn)步，畢業(yè)設(shè)計(jì)帶給我的不僅是一次精神意志力的考驗(yàn)，更是對我以前不敢勇于嘗試的一個(gè)否定，很多事情都是想的很難，但是當(dāng)自己真正付諸行動(dòng)的時(shí)候才發(fā)現(xiàn)，很多難題都是因?yàn)樽约阂郧安桓覈L試，其實(shí)，這種啟迪將讓我受益終生。在此，我不得不感謝我的指導(dǎo)老師……楊旭東老師，在每周二下午都要抽出一定的時(shí)間對我們進(jìn)行相應(yīng)的輔導(dǎo)，有時(shí)候在我們不能按時(shí)去的時(shí)候，他還會(huì)本人親自來宿舍為我們指導(dǎo)，當(dāng)我有時(shí)候懈怠，遇到困難不想繼續(xù)下去的時(shí)候，總是能給我鼓勵(lì)，鼓勵(lì)我努力完成自己的設(shè)想，最后終于克服重重困難，完成了自己的設(shè)計(jì)，并實(shí)現(xiàn)了自己預(yù)想的功能，當(dāng)出現(xiàn)結(jié)果的那一刻，那種喜悅之情溢于言表，同時(shí)也感謝我的舍友們，給我技術(shù)和精神上的支持和鼓勵(lì)，更加堅(jiān)定了我的信念，別人能做好的，我也一定要做好，謝謝大家。最后，我還是得感謝我所參考論文的那些作者們，是你們的探索，為我指明了方向，謝謝你們！參考文獻(xiàn)[1]韋穗林，基于單片機(jī)的汽車防撞預(yù)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)，現(xiàn)代電子技術(shù)，2009[2]孫琳琳等，倒車?yán)走_(dá)——愛車的“天眼”，軟件工程師，2005[3]吳瓊，汽車倒車?yán)走_(dá)系統(tǒng)的研究，南京林業(yè)大學(xué)，2009[4]庾晉等，透視汽車倒車?yán)走_(dá)，汽車運(yùn)用，2004[5]丁鑫，全景視覺泊車輔助系統(tǒng)研究，浙江大學(xué)信息與電子工程學(xué)系，2010[6]王瑞，基于單片機(jī)的超聲波測距儀的研制，儀器儀表用戶，2006(04)[7]張敏，寇為剛，基于超聲波的自動(dòng)測距系統(tǒng)設(shè)計(jì)，自動(dòng)化技術(shù)與應(yīng)用，2011(04)[8]陳瑩，基于單片機(jī)超聲波測距系統(tǒng)，華中科技，2004(05)[9]安宗權(quán)，冷護(hù)基，基于AT89S51單片機(jī)的超聲波測距儀，計(jì)算機(jī)測量與控制，2005(11)[10]張華,王萬良，改進(jìn)質(zhì)心算法的節(jié)點(diǎn)自定位研究，現(xiàn)代電子技術(shù)，2009(06):19-23[11]張禾，李俊蘭，葛亮，胡澤，一種高精度超聲波測距系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，自動(dòng)化儀表.2012(02)[12]王愛珍，基于單片機(jī)的超聲波測距系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，忻州師范學(xué)院學(xué)報(bào)，2010(04)[13]唐波，朱瓊玲，基于51單片機(jī)超聲波測距器設(shè)計(jì)，礦業(yè)安全與環(huán)保，2009(02)[14]溫宗周，李富寧，夏自幫，高精度超聲波測距系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，儀表技術(shù)與傳感器，2012(11)[15]蘇煒，龔壁建，潘笑，超聲波測距誤差分析，傳感器技術(shù)，2004(06):3-7[16]胡福云，基于單片機(jī)的超聲波測距儀，科技視野[17]熊建云，單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中的常用報(bào)警電路，職業(yè)圈，2007年第12期[18]張珩，劉亞杰，AT89C52超聲波測距倒車防撞報(bào)警裝置，現(xiàn)代電子技術(shù)，2010年第3期[19]張涵，AT89S51單片機(jī)在汽車倒車?yán)走_(dá)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，科技信息[20]孫艷玲，簡易高精度超聲波測距儀的設(shè)計(jì)，機(jī)械管理開發(fā)，第23卷第6期[21]張海鷹，高艷麗，超聲波測距技術(shù)研究，儀表技術(shù)，2011年第9期[22]席細(xì)平，馬重芳等，超聲波技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀，山西化工，2002.2[23]張?bào)w榮，陳生權(quán)等，高精度超聲波測距儀的設(shè)計(jì)，桂林航天工業(yè)高等專科學(xué)校學(xué)報(bào)，2008年第3期[24]李航，王可人，基于STC89C52RC的超聲波測距系統(tǒng)設(shè)計(jì)，電子測試，2010年1月第1期[25]Lobo,IanJ,Ultrasonicdistancemeter,UnitedStatesPatent5442592,1995.8.15[26]Richardc.Dorf.modernconctrolsysterm[M].BEIJING:SciencePublishingHouse，2002.[27]DonaldA.Neamen.Electroniccircuitanalysisanddesign[M].TsinghuaUniversityPressandSpringerVerlag.2002.[28]MaxBaron.PCB/FPGACodesignOpensSystemFutureCadenceOptimizesFPGAInterconnecttoReducePCBLayers[J].Microprocessorreport.2009.6:304-310[29]PeterMooretown.RemoteTemperatureLoggerforPIC18FBoard:UsingaDS18201-wireTemperaturesensor[J]ElectorsElectronics.2005:341一350[30]ThomasHaywood.VMwareWorkstationtoIncludeVistaSupport,NewDevTools[J]Redmonddevelopernews.2007.6:470-476學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：所呈交的論文是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨(dú)立進(jìn)行研究所取得的研究成果。除了文中特別加以標(biāo)注引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫的成果作品。對本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。本人完全意識到本聲明的法律后果由本人承擔(dān)。作者簽名： 日期：年月日學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意學(xué)校保留并向國家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán)大學(xué)可以將本學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。涉密論文按學(xué)校規(guī)定處理。作者簽名： 日期：年月日導(dǎo)師簽名：日期：年月日

致謝時(shí)間飛逝，大學(xué)的學(xué)習(xí)生活很快就要過去，在這四年的學(xué)習(xí)生活中，收獲了很多，而這些成績的取得是和一直關(guān)心幫助我的人分不開的。首先非常感謝學(xué)校開設(shè)這個(gè)課題，為本人日后從事計(jì)算機(jī)方面的工作提供了經(jīng)驗(yàn)，奠定了基礎(chǔ)。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)大概持續(xù)了半年，現(xiàn)在終于到結(jié)尾了。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)是對我大學(xué)四年學(xué)習(xí)下來最好的檢驗(yàn)。經(jīng)過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，我的能力有了很大的提高，比如操作能力、分析問題的能力、合作精神、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ髯黠L(fēng)等方方面面都有很大的進(jìn)步。這期間凝聚了很多人的心血，在此我表示由衷的感謝。沒有他們的幫助，我將無法順利完成這次設(shè)計(jì)。首先，我要特別感謝我的知道郭謙功老師對我的悉心指導(dǎo)，在我的論文書寫及設(shè)計(jì)過程中給了我大量的幫助和指導(dǎo)，為我理清了設(shè)計(jì)思路和操作方法，并對我所做的課題提出了有效的改進(jìn)方案。郭謙功老師淵博的知識、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)淖黠L(fēng)和誨人不倦的態(tài)度給我留下了深刻的印象。從他身上，我學(xué)到了許多能受益終生的東西。再次對周巍老師表示衷心的感謝。其次，我要感謝大學(xué)四年中所有的任課老師和輔導(dǎo)員在學(xué)習(xí)期間對我的嚴(yán)格要求，感謝他們對我學(xué)習(xí)上和生活上的幫助，使我了解了許多專業(yè)知識和為人的道理，能夠在今后的生活道路上有繼續(xù)奮斗的力量。另外，我還要感謝大學(xué)四年和我一起走過的同學(xué)朋友對我的關(guān)心與支持，與他們一起學(xué)習(xí)、生活，讓我在大學(xué)期間生活的很充實(shí)，給我留下了很多難忘的回憶。最后，我要感謝我的父母對我的關(guān)系和理解，如果沒有他們在我的學(xué)習(xí)生涯中的無私奉獻(xiàn)和默默支持，我將無法順利完成今天的學(xué)業(yè)。致謝四年的大學(xué)生活就快走入尾聲，我們的校園生活就要?jiǎng)澤暇涮枺闹惺菬o盡的難舍與眷戀。從這里走出，對我的人生來說，將是踏上一個(gè)新的征程，要把所學(xué)的知識應(yīng)用到實(shí)際工作中去。回首四年，取得了些許成績，生活中有快樂也有艱辛。感謝老師四年來對我孜孜不倦的教誨，對我成長的關(guān)心和愛護(hù)。學(xué)友情深，情同兄妹。四年的風(fēng)風(fēng)雨雨，我們一同走過，充滿著關(guān)愛，給我留下了值得珍藏的最美好的記憶。在我的十幾年求學(xué)歷程里，離不開父母的鼓勵(lì)和支持，是他們辛勤的勞作，無私的付出，為我創(chuàng)造良好的學(xué)習(xí)條件，我才能順利完成完成學(xué)業(yè)，感激他們一直以來對我的撫養(yǎng)與培育。最后，我要特別感謝我的導(dǎo)師劉望蜀老師、和研究生助教吳子儀老師。是他們在我畢業(yè)的最后關(guān)頭給了我們巨大的幫助與鼓勵(lì)，給了我很多解決問題的思路，在此表示衷心的感激。老師們認(rèn)真負(fù)責(zé)的工作態(tài)度，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)精神和深厚的理論水平都使我收益匪淺。他無論在理論上還是在實(shí)踐中，都給與我很大的幫助，使我得到不少的提高這對于我以后的工作和學(xué)習(xí)都有一種巨大的幫助，感謝他耐心的輔導(dǎo)。在論文的撰寫過程中老師們給予我很大的幫助，幫助解決了不少的難點(diǎn)，使得論文能夠及時(shí)完成，這里一并表示真誠的感謝?；贑8051F單片機(jī)直流電動(dòng)機(jī)反饋控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與研究基于單片機(jī)的嵌入式Web服務(wù)器的研究MOTOROLA單片機(jī)MC68HC（8）05PV8/A內(nèi)嵌EEPROM的工藝和制程方法及對良率的影響研究基于模糊控制的電阻釬焊單片機(jī)溫度控制系統(tǒng)的研制基于MCS-51系列單片機(jī)的通用控制模塊的研究基于單片機(jī)實(shí)現(xiàn)的供暖系統(tǒng)最佳啟停自校正（STR）調(diào)節(jié)器單片機(jī)控制的二級倒立擺系統(tǒng)的研究基于增強(qiáng)型51系列單片機(jī)的TCP/IP協(xié)議棧的實(shí)現(xiàn)基于單片機(jī)的蓄電池自動(dòng)監(jiān)測系統(tǒng)基于32位嵌入式單片機(jī)系統(tǒng)的圖像采集與處理技術(shù)的研究基于單片機(jī)的作物營養(yǎng)診斷專家系統(tǒng)的研究基于單片機(jī)的交流伺服電機(jī)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)研究與開發(fā)基于單片機(jī)的泵管內(nèi)壁硬度測試儀的研制基于單片機(jī)的自動(dòng)找平控制系統(tǒng)研究基于C8051F040單片機(jī)的嵌入式系統(tǒng)開發(fā)基于單片機(jī)的液壓動(dòng)力系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)測儀開發(fā)模糊Smith智能控制方法的研究及其單片機(jī)實(shí)現(xiàn)一種基于單片機(jī)的軸快流CO〈,2〉激光器的手持控制面板的研制基于雙單片機(jī)沖床數(shù)控系統(tǒng)的研究基于CYGNAL單片機(jī)的在線間歇式濁度儀的研制基于單片機(jī)的噴油泵試驗(yàn)臺控制器的研制基于單片機(jī)的軟起動(dòng)器的研究和設(shè)計(jì)基于單片機(jī)控制的高速快走絲電火花線切割機(jī)床短循環(huán)走絲方式研究基于單片機(jī)的機(jī)電產(chǎn)品控制系統(tǒng)開發(fā)基于PIC單片機(jī)的智能手機(jī)充電器基于單片機(jī)的實(shí)時(shí)內(nèi)核設(shè)計(jì)及其應(yīng)用研究基于單片機(jī)的遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與研究基于單片機(jī)的煙氣二氧化硫濃度檢測儀的研制基于微型光譜儀的單片機(jī)系統(tǒng)單片機(jī)系統(tǒng)軟件構(gòu)件開發(fā)的技術(shù)研究基于單片機(jī)的液體點(diǎn)滴速度自動(dòng)檢測儀的研制基于單片機(jī)系統(tǒng)的多功能溫度測量儀的研制基于PIC單片機(jī)的電能采集終端的設(shè)計(jì)和應(yīng)用基于單片機(jī)的光纖光柵解調(diào)儀的研制氣壓式線性摩擦焊機(jī)單片機(jī)控制系統(tǒng)的研制基于單片機(jī)的數(shù)字磁通門傳感器基于單片機(jī)的旋轉(zhuǎn)變壓器-數(shù)字轉(zhuǎn)換器的研究基于單片機(jī)的光纖Bragg光柵解調(diào)系統(tǒng)的研究單片機(jī)控制的便攜式多功能乳腺治療儀的研制基于C8051F020單片機(jī)的多生理信號檢測儀基于單片機(jī)的電機(jī)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)Pico專用單片機(jī)核的可測性設(shè)計(jì)研究基于MCS-51單片機(jī)的熱量計(jì)基于雙單片機(jī)的智能遙測微型氣象站MCS-51單片機(jī)構(gòu)建機(jī)器人的實(shí)踐研究基于單片機(jī)的輪軌力檢測基于單片機(jī)的GPS定位儀的研究與實(shí)現(xiàn)基于單片機(jī)的電液伺服控制系統(tǒng)用于單片機(jī)系統(tǒng)的MMC卡文件系統(tǒng)研制基于單片機(jī)的時(shí)控和計(jì)數(shù)系統(tǒng)性能優(yōu)化的研究基于單片機(jī)和CPLD的粗光柵位移測量系統(tǒng)研究單片機(jī)控制的后備式方波UPS提升高職學(xué)生單片機(jī)應(yīng)用能力的探究基于單片機(jī)控制的自動(dòng)低頻減載裝置研究基于單片機(jī)控制的水下焊接電源的研究基于單片機(jī)的多通道數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)基于uPSD3234單片機(jī)的氚表面污染測量儀的研制基于單片機(jī)的紅外測油儀的研究96系列單片機(jī)仿真器研究與設(shè)計(jì)基于單片機(jī)的單晶金剛石刀具刃磨設(shè)備的數(shù)控改造基于單片機(jī)的溫度智能控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)基于MSP430單片機(jī)的電梯門機(jī)控制器的研制基于單片機(jī)的氣體測漏儀的研究基于三菱M16C/6N系列單片機(jī)的CAN/USB協(xié)議轉(zhuǎn)換器基于單片機(jī)和DSP的變壓器油色譜在線監(jiān)測技術(shù)研究基于單片機(jī)的膛壁溫度報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)基于AVR單片機(jī)的低壓無功補(bǔ)償控制器的設(shè)計(jì)基于單片機(jī)船舶電力推進(jìn)電機(jī)監(jiān)測系統(tǒng)基于單片機(jī)網(wǎng)絡(luò)的振動(dòng)信號的采集系統(tǒng)基于單片機(jī)的大容量數(shù)據(jù)存儲技術(shù)的應(yīng)用研究基于單片機(jī)的疊圖機(jī)研究與教學(xué)方法實(shí)踐基于單片機(jī)嵌入式Web服務(wù)器技術(shù)的研究及實(shí)現(xiàn)基于AT89S52單片機(jī)的通用數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)基于單片機(jī)的多道脈沖幅度分析儀研究機(jī)器人