如果声波在空气中声波的传播速度度为340m/s,汽车此时离障碍无多远

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已知超声波的速度为340m/s,某次检测车速时,汽车与传感器距离为58m,传
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&pre&已知超声波的速度为340m/s,某次检测车速时,汽车与传感器距离为58m,传感器发出超声波,经过0.4s传感器接受到超声波反射的信号。汽车前进的速度是多少?是速度啊,看清不是距离.....&/pre&解:超声波到达汽车被汽车反射的时候,汽车与传感器距离 (340*0.4)/2=68m可以看到超声波到达汽车时,汽车前进了68-58=10m超声波到达汽车所用时间是 0.4/2=0.2s 在这个时间里汽车前进了10m所以 速度是 10m/0.2s=50m/s 热心网友
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资源描述:正兴学校学年上学期期中考八年级物理试题(考试时间:90 分钟 满分:100 分)一 、 选 择 题 ( 每 题 2 分 ,共 36 分 )1. 下列记录结果中,哪一个长度的单位应该是厘米A、一支铅笔的长度约为 18 B、教室的宽度约为 60C、小明的身高约为 1.68 D、一张物理试卷的厚度约为 702. 如图是用厚刻尺测量木块的长度,其中正确的测量图是 A. B. C. D.3.如图所示是 2015年 9月 3日,纪念中国人民抗日战争暨世界反法西斯战争胜利 70周年大阅兵式上,空中加油机与两架“歼-10”战斗机列队飞行。下列说法正确的是 A.加油机与两架“歼-10”战斗机相对于地面都是静止的B.其中一架“歼-10”战斗机相对 另一架“歼-10”战斗机是静止的C.其中一架“歼-10”战斗机相对 另一架“歼-10”战斗机是运动的D.任意一架“歼-10”战斗机相对于加油机是运动的4.如图所示是习近平主席在“9.3”阅兵重要讲话中握拳振臂高呼“正义必胜!和平必胜!人民必胜!”这铿锵有力,掷地有声的宣言让我们铭记历史所启示的伟大真理。下列有关说法正确的是A.习近平的声音在空气中传播的速度是 3×108m/sB.习近平庄严的声音响彻云霄说明他的声音音调高C.我们能够辨别出习近平的声音是根据音色判断的D.习近平的声音可以在真空中传播,让世界倾听中国声音5.关于“声速” ,以下说法正确的是 A.超声波的速度大于老师讲课声音的速度B.声音在水中的传播速度比光在水中的传播速度小C.回声的传播速度比原声要小一些D.钓鱼的人怕岸上有人大声说话,因为水面能产生回声6.一束光线入射到平面镜上发生反射,若反射角为 30°,则入射角为 A、0° B、30° C、45° D、90°7.常言道,水火不相容,但用透明冰块磨制成的一个光学器件却可以取火,这个器件相当于下面的 A.平面镜 B.凸面镜 C.凸透镜 D.凹透镜8.下列关于误差的说法中正确的是A.认真细致的测量可以避免误差 B.测量时未遵守操作规则会引起误差C.测量时的错误就是误差太大 D.测量中错误是可以避免的,而误差是不可避免的9.生活中光有时会损害人的视觉和身心健康,成为光污染。下列现象中会造成光污染的是A.汽车车窗玻璃上贴防晒膜 B.城市建筑大面积安装玻璃幕墙C.晚上学习时用护眼台灯 D.用塑料薄膜建造温室大棚10.在图中,主要描述声音 能够传递能量的是 11.如图所示的四种现象中,由于光的直线传播形成的是 12.长途汽车经过长时间行驶后,驾驶员常常会停下车,拿根铁棒敲打车轮,凭借声音可以判断轮胎内的空气是否充足。这主要是因为敲击的轮胎内空气充足时发出声音的A.响度较大 B.响度较小 C.音调较低 D.音调较高13.一个做匀速直线运动的物体,在 4秒内通过 36米的路程,则它在前 2秒内速度是:A.4.5m/s B.9 m/s C.18 m/s D.无法确定第 3 题图图图 1第 4 题图14.控制噪声可以从三个方面入手,下列关于控制噪声的措施的说法中正确的是:A、摩托车的消声器是防止噪声进入耳朵 B、城市道路旁隔声板是防止噪声产生C、道路旁植树是减弱噪声的传播 D、工厂用的防声耳罩是防止噪声的产生15.一个凸透镜的焦距是 20cm,若将一物体放在 此透镜前 30cm处,可在凸透镜的另一侧得到一个 A、倒立放大的实像 B、倒立缩小的实像C、正立放大的实像 D、倒立等大的实像16. 如图是潜望镜的示意图,观察者通过该潜望镜看到的物体的像的情况是 A.同实际物体上下、左右关系都是一致的B.同实际物体的上下、左右关系都是相反的C.同实际物体的上下关系是一致的,而左右关系是相反的D.同实际物体的上下关系是相反的,而左右关系是一致17. 图中,容器底有一探照灯 S发出一束光线投射到 MN木板上,在 B点形成一光斑 ,当向容器中注水时,光斑 B将移向 A.B 的下方 B.B 的上方 C.B 的左边 D.B 的右边18.甲、乙两物体同时同地向东做匀速直 线运动,它们的 s-t 图像如图所示。由图像可知 A.甲的速度小于乙的速度 B.经过 6s,甲在乙前面 1.2m处C.以甲为参照物,乙向东运动 D.以乙为参照物,甲向东运动二、填空题(26 题 2分,其余每空 1分,共 18分)19、测量长度的基本工具是_________,时间的国际单位 是: 。20、填上合适的单位:物理书课本的长度为 26 ;某人的中指长约 0.75 。21、跳广场舞已经成为人们健身的一项运动,优美的舞曲声是由于扬声器纸盆的 产生的,是通过 传人人耳的。22、在高速公路上有一辆正行驶的汽车。其速度表如图所示,速度表指针显示汽车速度为   km/h,合    m/s。23、在春天的花丛中经常看见蝴蝶的身影。某蝴蝶的翅膀在 1分钟内振动了 180次,频率是____赫兹,人类_______听到该频率的声音(选填“能”或“不能” ) 。 24、白纸上的蓝字,在红色光的照射下;蓝字呈 (颜色) ,戴绿色墨镜看黄花时,黄花呈 (颜色) 。25、身高 1.7 m的人在平面镜前 1.5 m处,平面镜高 1 m,则人在平面镜中的像高 m。人和像的距离是 m。当人逐渐向平面镜靠近时,他的像将 (填“变大”、“变小”或“不变”)。若他以 2 m/s的速度远 离平面镜, 则像以 m/s 的速度远离他。26、某同学进行短跑训练,通过前一半路程速度为 6m/s,通过后一半路程的速度为 8m/s,则该同学在全程中的平均速度为 m/s。三、简答题(4 分)27、 一个人面向南站立在阳光下,如果他的影子在身体左侧,则当时是什么时候?(早上、中午、傍晚)请说出你做出判断的理由。四、计算题(28 题 6分,29 题 8分,共计 14分)28、现代汽车广泛利用了倒车雷达,它在工作时会发出超声波,这些声波遇到障碍物时会反射回来,根据回声到来的方位和时间,可以确定障碍物的位置。如图,汽车利用倒车雷达发射声波,经过 0.01s后收到回波。如果声波在空气中传播速度为 340m/s。汽车此时离障碍物多远?29、一列队 长 360m的军队匀速通过一条长 1.8km的大桥,测得军队通过大桥用时 9min,求:(1)军队前进的速度;(2)这列军队全部在大桥上行走的时间。第 22 题图第 16 题图 1第 17 题图 1第 18 题图五、实验探究题(30 题每小题 2分,33 题(2)2 分,其余每空 1分,共计 28分)30、(1) 图甲中,光线 AO从空气中斜射向水面,请画出它的反射光线和折射光线大致的方向。(2)根据平面镜成像的特点在图乙中画出物体 AB在平面镜中所成的像 A′B′。31、如图所示,用刻度尺测物体的长度,则尺的分度值是_______,所测物体的长度是________。32、如图所示是小亮同学“探究声音的产生和传播”的实验装置。(1)当小亮将系在细线上的泡沫小球靠近音叉,用小锤敲击音叉时,既听到音叉发出的声音,又观察到 ,通过这个实验可以 得到的结论是 。(2)泡沫小球在实验中起到的作用是 。(3)如图所示,拨打 挂在玻璃罩内的手机时,用抽气机抽掉罩里的空气,我们发现,随着玻璃罩里的空气逐渐变少,铃声逐渐变小,最后几乎听不到振铃声,但我们能看见手机来电指示灯闪烁。这个实验说明 声音的传播 介质,而光的传播 介质(选填“需要”或“不需要” ) 。33、在课外实践活动中,用闪光照相机探究纸锥竖直下落的运动情况,照相机每隔 0.2s曝光一次,(1)小芳所在的兴趣小组拍下的照片如图 33-甲所示,可以看出小球在做 (匀速/变速)直线运动,其理由是 。若测得纸锥在 A、B 两位置间的实际距离为 6.40cm,则此过程中,纸锥的速度为 cm/s。(2)图 33-乙中四个速度随时间变化的关系图像,能反映出该小球下落运动的是 。(选填图中的选项字母)(3)此实验应选择形状相同、质量不同的纸锥从 竖直下落( 选填“同一高度”或“不同高度”)。34、如图,小明在做“探究凸透镜成像规律”的实验时,所用凸透镜焦距为 15cm。(1)在实验时,应先调节烛焰、凸透镜、光屏的中心大致在 (2)实验过程中,当蜡烛与凸透镜的距离如图所示时,移动光屏的位置,可在光屏上得到一个清晰的像,这个像是 (选填“倒立 ”或“正立” ) 、 (选填“放大” 、 “缩小”或“等大” )的像。(3)若固定凸透镜不动,向左移动蜡烛 相关资源
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工学论文:浅谈汽车测距系统的设计
16:33 来源:网络综合
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【导语】论文用来指进行各个学术领域的研究和描述学术研究成果的文章,简称为论文。论文不仅是探讨问题进行学术研究的一种手段,还是描述学术研究成果进行学术交流的一种工具。包括有学年论文、毕业论文、学位论文、科技论文、成果论文等。本文是无忧考网为大家整理的文章,希望能够很好的帮助到大家。  第一章绪论  1.1前言  近些年,我国经济的发展正在飞快的前进,用于交通运输的车辆也在源源不断的增多,人们越来越关注的话题也因此转向了交通拥堵的问题。汽车的倒车后视镜是存在一定的死角的,视线不清楚,开车司机肉眼看到的距离误差等多种原因,倒车事故发生的频率远远大于了汽车在前进时发生事故的频率。倒车事故不仅仅是会对自己的爱车和他人的财物造成不同程度的损伤,更严重的会伤及到儿童,这样的后果不堪设想。因为会产生严重的后果,在汽车产品的大家族中,“倒车测距仪”的诞生就是专门为倒车而设计的。通过调查,有一种可以发现汽车车尾障碍物的“后视眼”成为了绝大多数非职业汽车驾驶者们的希望。然而倒车测距仪的问世成功地解决了驾驶者的后顾之忧,倒车事故的发生率也被大大地降低了。  倒车测距仪是一个专门为汽车倒车泊车的安全而设计的一个辅助装置,它通过单片机来实现控制的。这个倒车测距仪对单片机的实时控制和数据处理的功能进行了说明,并且与超声波的测距技术、传感器技术互相结合,从而能够测量并显示出车辆尾部障碍物和车辆之间的距离,同时使用间歇的“嘟嘟”声作为警报,“嘟嘟”声的间隙大小随障碍物离车尾的距离的缩小而不断缩短,这样驾驶员不仅可以直接看到车上显示的距离,还可以通过听觉判断出车后的障碍物到底和车尾有多远,这就可以让驾驶者不用一直不断地左右观察了,也成功的让视线死角与视野不清晰的问题从驾驶者身上解除了,驾驶的安全性相对就提升了好多。  1.2国内外发展的现状  倒车雷达系统分类与应用在目前状态下分布较为广泛,超声波倒车测距系统就是其中的一种,测距雷达在车辆挂倒车挡的时候才会进行工作,倒车雷达时由探头、主机和显示器三个主要部分构成。  总的概括的系统三个经历阶段,六代的改良、改进技术过程如下,最早期,有倒车防撞仪,通过发出警报声,在一定的有限范围内测出车后的障碍物,后来这项技术逐渐得到改善然后,发出警报的距离由远及近得到区分。总体来说,前两个阶段的倒车雷达相对来讲的操作原理较为简单,即均采用一般的专用集成电路。从目前来讲这样的倒车雷达系统远远不能满足人们对汽车的辅助驾驶系统的要求,结合单片机的价格越来越低和汽车电子系统面向网络化发展的需求和现状,采用单片机作为核心的智能测距传感系统基本都是新一代的倒车雷达的主要系统。驾驶者在倒车过程中运用雷达系统能够连续不断地测试距离并且不断地显示出障碍物与车尾之间的距离,运用不同频率、起伏不定的的报警声音来报警,从而达到让驾驶者注视场景时更加集中注意力的效果。此外,倒车雷达如果作为一个具有通讯功能的驾驶辅助系统子系统也是需要汽车电子系统的网络化发展,各项数据才能够完整的传输到汽车线上。例如世界上先进的倒车雷达系统“智能可视倒车雷达系统”,通过在汽车尾部安装上针孔摄像头,在倒车的时候车后的广角真实情况可以完整地呈现在车内DVD显示屏上。  超声波测距技术应用到倒车雷达上有德国的大众汽车公司。此外其他各国的一些大型汽车公司都表示投入了不少的的人力、物力,开发研究采用最先进的毫米波雷达、CCD摄像机、GPS和高档微机等技术制成的预警系统,大多数的高级汽车将运用所开发的这套预警系统。目前,公司表示,他们已成功的开发出了电子刹车系统使用于供商用车(尤指卡车),与行业内的其他汽车刹车系统的区别在于,通过在卡车的车头装设雷达感应器,感应器的作用在于可以在车前观察周围的环境,并将所有收集到的信息交给一控制器加上处理,形成一个虚拟的景象,然后再借助演算法的辅助来判断出所发生的状况是否需要使用刹车。在未来的两三年内这种新型的刹车系统便可以量产上市,但是价格会昂贵,其过高的生产成本从根本上限制了它应用的普遍性。安装了公司生产的以摄像机为基础的后视镜系统,是通用汽车公司的Precept概念车的做法。该系统采集汽车周围的景象主要采用一个内后视镜和两个外后视镜来,一个全景图像就是通过这样的三个景象会合形成,最后显示在汽车内置的显示屏上,此外传达信息说明还会运用辅助文字。在倒车的时候摄像机也可以使用,如果发现车后有消火栓等障碍物时,驾驶员就可以及时看到。采用全新一代的“蓝鸟智尊”配备了倒车影像显示功能和NAVI卫星导航系统是有限公司最近所推出的,这种全新的智能化系统直接从“概念”引入到了现实基本“应用”。当驾驶者倒车操作是,车内的成像系统会自动化的切换画面,从而转化成车后的环境状况,最大程度地方便驾驶者泊车,其最重要的价值主要还是体现在夜间泊车状况。  1.3本课题研究的主要内容  随着科技在汽车上的广泛应用,汽车发动机、底盘和车身中使用了各种电控系统。电控系统主要由传感器、电子控制单元和执行器组成。传感器和电子控制单元共同完成汽车内各种物理参数的测量,传感器负责信息的采集和传输工作,电子控制单元负责信息的处理工作。  汽车测距系统是利用超声波传感器(超声波探头)和电子控制单元来测量汽车倒车距离的系统,涉及方案设计、硬件电路设计和软件设计,主要包括以下研究内容。  (1)研究超声波传感器的输出特性。超声波传感器基本都是安装的超声波探头,对传感器的输出特性进行研究。  (2)测量方案设计。针对汽车倒车距离测量的应用场合,设计合适的倒车距离测量方案,包括器件选型、测量方法等。  (3)ECU(单片机)的选型及其最小系统的电路设计。选择适合本系统应用场合的单片机,并设计其最小系统,包括电源、晶振等电路的设计。  (4)倒车距离测量硬件电路设计。主要包括倒车距离测量电路设计、I/O接口的电路设计、A/D转换模块的电路设计。  (5)倒车距离测量软件程序设计。主要包括主程序、A/D转换程序、距离信息处理程序的设计。  第二章汽车测距系统的测量原理  2.1超声波传感器  利用特性研制开发的传感器是超声波传感器比较常见的的使用原理。是一种的机械波,它的振动频率比一般的声波要高很多,晶片通过在电压的激励下发出的波长比较短、频率相对较高、绕射现象不明显,方向性非常好的传播,这就是超声波发生振动的原理,射线定向传播这样类似的特性也是存在的。穿透数十米厚度的超声波也是不在话下的,在作用在液体和固体的穿透本领方面时,超声波的作用也将会非常大,当超声波遇到杂质或者是分界面的时候会产生非常显著反射同时会形成反射变成回波,在碰到活动物体的情况下便可以产生多普勒效应。因此的检测已经大量的使用在了工业、国防、生物医学等等的各个方面。  通俗讲实质上是一种换能器,在某种程度上它是可逆的。一方面,机械振荡由电振荡的能量转变,形成超声波;另一方面,超声波的能量转化可以变成电震荡。所以发射电路和接收电路这两个部分是超声波传感器的两个重要组成部分。在空气中传播、扩散的小型超声波传感器是一种比较常见的作品。  当把超声波作为常用的检测手段时,我们必须在产生超声波的情况下同时能够接收超声波。能够同时完成这两样的的装置就会被称作是超声波传感器,但是我们一般习惯上会叫他为超声换能器,还有可能称作为超声探头。超声探头的金属或者塑料外壳里面的压电晶片就是超声探头的最大的核心。有非常之多的材料可以制造成晶片。晶片的大小,如直径和厚度也是存在非常大的差异的,所以每个探头的性能是各不相同的。  2.2超声波测距原理  我们使用超声波的发射装置来发出超声波,通过接收器接到超声波时的时间差你就能够计算出车尾与障碍物之间的距离了。这个原理与雷达测距是很像似的。发射超声波的便是超声波发生器,在发射时刻的同时开始计时,超声波在空气中传播,途中碰到障碍物就立即返回来,超声波接收器收到反射波就立即停止计时。超声波在空气中的传播速度为v,根据计时器记录的时间t,就可以计算出发射点距障碍物的距离(s),即(s=vt/2)  在超声波测距电路中,发射端输出一系列脉冲方波,其宽度为发射超声波与接收超声波的时间间隔,被测物距越远,脉冲宽度越大,输出脉冲个数与被测距离成正比。本次设计采用超声波往返时间检测法。测距时由安装在同位置的超声波发射器和超声波接收器完成超声波的发射和接收,由定时器计时。首先有发射器向特定方向发射超声波并同时启动定时器计时,超声波在介质中传播时,一旦遇到障碍物就会被反射回来,当接收器接收到反射波后立即停止计时。这样,定时器就记录下了超声波自发射点至障碍物之间往返传播经历的时间t(s)。由于常温下,超声波在空气中的传播速度约为340m/s,所以发射点距障碍物之间的距离为:L=340t/2=170t,公式中,L为车尾与障碍物的距离,单位为米,t为计时器记录的时间,单位为秒。  由于单片机内部定时器的计时,实际上是对机器周期T机的计数,设计中时钟频率fosc取12MHz,设计数值为N,则  -6(s)  L=0.017×N(cm)  程序中按上面式计算车尾与障碍物间的距离。  第三章系统的总体设计  3.1方案设计  社会迅速发展的今天,测距方法已经出现了各种各样的了,我们必须选出一种恰当的方法才能让我们的设计变得更加精确和稳定。我们使用单片机来操控汽车的超声波测距仪,首先,超声波测距仪发出一个信号出来,在信号线的传输下,信号就会被传输到和发射装置连在一起的信号引脚上面,然后这个发射装置就会随机发射超声波,并且一发射就开始计算时间,传播的过程中,如果遇到障碍物,超声波就会马上折射回到原来的方向上,这时候,接收装置接收到超声波,时间也会随之停止计时。声音的速度是340m/s,当热超声波的速度也是一样的,通过记录的时间,我们就可以算出车尾与障碍物之间的距离啦。  3.2处理器  单片机自从上世纪70年代出现以来,已经广泛地应用到了工业自动化、汽车电子、家用电器等各行各业。在一片半导体硅片上有集成中央处理器、并行I/O口、存储器、中断系统、定时器/计数器、时钟电路及系统总线组成的微型计算机,简称为单片机。本节将会介绍AT89S52单片机的硬件基本结构、引脚功能、存储结构、特殊功能寄存器等几方面。  单片机是测距防撞控制系统中的核心系统,与前、后向通道和人机交互接口,共同构成这个系统的核心程序。有的包括一切全部系统,然而有的只包括几个小部分,系统规模取决于系统的要求。单片机在控制系统中充当系统中枢的角色,有作出决策的功用。前向通道是信息的输入端口。水温传感器、气压传感器、位置传感器、空气流量计、电池电压传感器等测得的连续模拟信号,参数经过信号调理电路转译处理后得到的标准信号,由前向通道输送给单片机。单片机可以在对获取系统运行信息进行处理输送,在经过逻辑判断或微机计算后,由后向通道把控制量传递给测距防撞控制系统的执行机构,确保系统按照预定编译的程序运行。这些执行机构可以是电磁铁或阀门等。  在系统运行过程中,需要汽车驾驶者设定一些参数和及时控制运行过程中的一些状态变化,所以系统还有设置必须的人机交互端口,不同于类似电脑这样有键盘和显示器的系统装置,汽车单片机系统的人机交互系统一般比较简单,输入设备可以选择较为简单键盘或按钮,输出显示设备可以采用较为直观的显示装置。  对于该系统装置单片机的选用考虑到各方面因素,应选用车载单片机。系统功能的实现除了必要的的硬件支持,其中更重要的是设计软件。单片机开发需要使用专用的开发工具,每一个单片机都有相对的指令系统,可以用KeilC51、汇编语言或C语言等编写。  51系列单片机最早期是由Intel公司所开发的,后来因为Intel公司转型去研发电脑处理器从而转让了51系列单片机技术使用的专利权。AT89S52单片机内集成含256bytes的随机存取数据存储器和4kbytes的可反复擦写的只读程序的存储器,片内安置有平时经常使用的8位的CPU,也就人们平常说的中央处理器,具有这种非常厉害功能的单片机,就是上面我是用的AT89S52能够使用在相当多的高性价比的应用平台,各个控制领域也可以灵活应用。AT89S52具有下面这些非常常见的主要功能:8k字节Flash闪存,256byte内部使用RAM,三十二个I/O口的接线,2个十六位定时计数器,1个五倍向量的可以切开两级的构造,1个全双工串行通信接口,单片机内部振荡器,还有很常见的时钟电路。与此同时,AT89S52不仅能够一直减少到零赫兹的非动态逻辑操作的状态,还能够存在节电工作这样的模式,而且有两种软件可提供选择。在空闲的方式下中断CPU正常情况下的工作,不过是能够同意RAM的,定时/计数器,串行通信口和停止系统像之前一样的进行运作。掉电方式会保存RAM中的未存储内容,但振荡器不再运行而且其他的部件也会一起被禁止工作,一直会持续到下一个硬件的复位脉冲。  图3.1AT89S52  微处理器(CPU):AT89S52单片机中是一个8位CPU处理器,其中CPU又包括运算器和控制器两个大部分,运算器的主要功能是对数据进行各种算术、逻辑、算术、位操作等系列运算,控制单片机中各功能部件能够协调一致地工作。AT89S52的数据存储器片内集成有256B的RAM以高速RAM集成在片内。程序存储器AT89S52存储器集成有8KB的Flash存储器,能够实现编程或擦除等系列功能。中断系统中拥有6个中断源。  P0口:P0口是一组I/O口,是8位漏极开路并行口,也就是地址/数据总线复用的I/O口,字节地址为80H,位地址为80H-87H。在编程flash时,指令数据发送到P0口,在校检程序的时候,指令数据从P0口输出,此时,P0口外部要接上拉电阻以提高驱动能力。  P1口:是单功能的I/O口,字节地址为90H,位地址为90H-97H,P1口只能作为通用的I/O口使用,P1口由于有内部上拉电阻,没有高阻抗输入状态,故为准双向口。作为输出口时,不需要在外接上拉电阻,P1口读锁存器时必须向锁存器写1。  P2口:P2是一个8位双向单功能I/O口,字节地址为A0H,位地址为A0H-A7H,内部带有上拉电阻,P2口可以以灌入或输出电流的方式驱动4个逻辑门(TTL)电路。在访问8位地址的外部数据存储器时,特殊功能寄存器(SFR)区中R2寄存器的内容也就是P2口内容不会改变。在编程flash和校检程序时,P2接收高位地址和其它控制信号。  P3口:P3是一个8位双功能I/O口,位地址为B0H-B7H,内部带有上拉电阻。P3口可以以灌入或输出电流的方式驱动4个逻辑门(TTL)电路。  RST:复位端口。当振动器正常运作的时候,可以给引脚RST高于两个周期时间以上的高电平将会让单片机进行复位操作。  第四章系统硬件设计  4.1硬件设计方案  我设计的这个系统硬件部分是由AT89S52控制器、超声波发射电路、接收电路、声音报警电路,温度测量电路和LCD显示电路几部分组成。汽车行进时LCD会显示环境温度,当汽车进行倒车的时候,发射电路和接收电路就会开始工作,通过AT89S52单片机的数据处理将距离也会显示到LCD显示屏上,如果在距离小于设定值的时候,报警电路就会发出鸣叫声,这时候司机就要引起注意了。AT89S52是主控芯片,能够支持在线下载程序,多以方便调试,资源丰富,不仅满足了本系统的各项设计要求,还满足了日后扩展的各项需求。  复位电路温度补偿电路AT89S52  接收电路报警电路  发射电路显示电路  4.2系统电路  单片机的系统电路是单片机的基本组成部分,包括有时钟、电源、复位、电源电路等。  4.2.1单片机最小系统  本文使用AT89S52单片机的意义:在单片机的大家族中,51系列单片机拥有着卓越的性能、成熟的技术、成本低和应用的广泛迅速占的领了大的市场,在各个领域单片机都应用的十分广泛,已经变成了国内外单片机领域主流的单片机应用。因此世界上大量集成电路生产厂家各自推出了许多种类型的单片机。  AT89S52单片机内部装有8KB存储器,其本身就是一个数字量输入和输出的最小应用,在构建AT89S52单片机最小系统的时候,AT89S52单片机仅仅只需要外接时钟电路、复位电路和5V的电源电路即可。单片机的最小电路。  4.2单片机最小电路  AT89S52最小系统主要包括复位电路与外部晶振。其晶振电路。  4.3单片机时钟电路  AT89S52单片机每个部件的运行都是以时钟信号作为基准的,使得单片机能够有条不絮的进行工作,时钟的频率是相当重要的,时钟频率会直接影响到单片机的稳定性和单片机的运行速度,所以时钟电路是单片机工时作所必须存在的控制信号电路。AT89S52单片机的内部含有一个用于构成振荡器的高增益反相放大器,并且有着两个输入引脚,分别是XTAL1和XTAL2。  电路中电容C1和C2通常的选择为30pF,该电容的大小会直接影响到振荡器频率的高低,振荡器的起振快速性和稳定性。晶体震荡的频率一般选择在1.2MHZ-12MHZ,如果时钟的频率越高,单片机的运行速度相对就会越快,反之则亦然。但是如果时钟频率越高则对存储器速度的要求就会越高,所以为了保证单片机系统运行,可靠的工作电容的大小起着至关重要的作用。时钟电路由两个30pF的电容保证振荡器的稳定、可靠的工作;石英晶体的频率越高,单片机运行速度越快,所以选择12MHZ的石英晶体。复位电路如。  4.4单片机复位电路  单片机进行复位操作的时候,单片机会初始化,是单片机从存储器的0000H单元执行的。当程序运行出错、程序跑飞或者错误操作的时候都会让系统处于死锁的状态,这时候需要通过使系统初始化来重新启动程序,所以复位键的功能是用来防止系统跑飞或死锁的。VCC通电时,电容就开始充电,充电过程中会产生有充电电流,并且在最一开始时电流会最大,随着充电时间的减少电流逐渐减小直到电容充满电后充电电流就会变为0,此时电路中无充电电流输给电容,电容器相当于开路,这个时候的隔直才是真正意义上的,所以在接通电源的一瞬间,是会有通交这个过程的,在电容充电这个过程中,RST端的电压却刚好相反是从VCC逐渐减少到0,电容上的电压是会有个从无到有的过程的,这是个交流变化过程,因为充电电流是从大到小一直到0,在此过程中的RST引脚会一直保持VCC高电平状态的,导致单片机的复位,(电容充放电时间常数,由R和C决定)。当电容不再充电时,没有电流通过,RST一直为0,单片机正常的工作。电容的放电过程是通过手动按键闭合后,通过按键一侧联接RST引脚的电阻组成回路的,放电过程是电流从电容的正极板出发通过闭合按键之后经过该电阻回到电容的负极板,完成放电过程的。  复位操作也就是单片机的初始化,重新启动程序,也就是在RST引脚加上大于2个机器周期的高电平即可以完成单片机复位。手动复位是通过在RST上电阻与Vcc连接来达到目的,具体得电路,当时钟频率为12MHZ时,电阻选取为2K欧。在我将按钮按下去的时间比两微秒多的情况下,RST就能够发出高电平,单片机复位,然后重新启动系统。  4.2.2电源电路  汽车用电器供电来源主要是由汽车蓄电瓶供电,汽车蓄电瓶电压为12V。由于车用蓄电瓶电压为12V电源高于系统单片机的需求电压,同时蓄电瓶由于大电流放电,电压稳定性较差,必须使用电路将蓄电瓶12V的电压DC-DC变化为5V稳定的电压,然后直流5V电压供给超声波测距系统工作。系统采用线性稳压芯片LM7805将12V的电源(汽车蓄电池的输出电压)转换为5V的直流稳压。5V电源电路。由CZ1电源接口输入为12V车载蓄电瓶直流电源,二极管D1是为了防止电源接反,经过C7和C8滤波,通过LM7805将电源稳压至5V。稳压电源5V输出给AT89S52单片机、测量电路、显示系统、控制电路、报警电路供电。  4.2.3超声波发射电路  超声波的发射器包含了超声波发出电路和超声波的发射控制电路两个总的电路,超声波探头能够使用CSB40T。我们拥有两个方法产生超声波,分别是软件发生法和硬件方法,然而这次的系统我采用软件方法来产生40kHz的超声波信号。  发射电路的作用是为了能够让超声波发射换能器T可以向外界发出40kHz大小的方波脉冲信号。  单片机P1.0端口输出的40kHz的方波信号一路经一级反向器传输后送到超声波换能器的其中一个电极,另一路经两级反向器传输后送到超声波换能器其中的另一个电极,用这种转换的形式将方波信号分别加到超声波换能器的两侧,能够增强超声波的发射强度。输出端采用两个反向器并联,用来提升驱动能力。上位电阻R15、R16一方面可以提升反向器74LS04输出高电平的驱动能力,另一方面可以增加超声波换能器的阻尼效果,减少其自由振荡时间。  发射电路:  4.6超声波发射电路  4.2.4超声波接收电路  集成电路CX20106A是一款由Infrared检波接收的专门使用的芯片,一般都是使用在人们家里的电视机的遥控器上的。想到红外遥控运用的载波频率为38kHz与超声波测距的频率40kHz那么相近,可以使用红外遥控器来设计超声波测距的接收电路。试验解释了通过CX20106A来接收超声波(无信号时输出高电平),抗干扰能力和灵敏度都是非常好的拥有相当好的。  

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