基于单片机的倒车防撞报警系统的设计 - 图文

那么距离L如下：

L=c x ( t2 -t1 )/ 2

超声波测距的算法设计: 当为室温的时候超声波传播速度和声速一样为340m/s。t1为超声波发射瞬间，t2是接收超声波瞬间，t2-t1得出超声波传输时间。在进行测距的时候，发射器和接收探头必须安装在同一个平面内，这样接收探头才能比较准确的接收回波[4]。 S可以表达为下面的式子：

S=340×t/2=170×t

单片机内部的计时方式是采用机器周期来定时计算的，时钟频率为12MHZ，如果计数为N次，则：

T＝12/fosc=1μs t=N×T＝N×0.000001（s） S＝170×N×T＝170×N/1000000（m）

3.3 发射与接收电路设计

3.3.1 HC-SR04模块

HC-SR04模块作为非接触式的测距模块，它的测量范围可达到2cm-400cm，并且价格便宜，模块包括了超声波发射，接收及控制电路，这样使单片机控制系统更加的简单容易。实物图如图3.4。

图3.4 HC-SR04模块实物图

基本工作原理：给模块TRIG触发口大于10us的高电平信号就使模块自动发出8个连续40khz的方波，当遇到障碍物返回以后，接收探头感应到回波，ECHO输出一个高电平，则可得出超声波的传播时间。HC-SR04参数如表3-2。

表3-2模块参数

电气参数 工作电压 工作电流 工作频率 最远射程 最近射程 测量角度 输入触发信号 输入回响信号 规格尺寸 HC-SR04超声波模块 DC 5V 15mA 40khz 4m 2cm 15° 10us的TTL脉冲 输出TTL电平信号，正比于距离 45*20*15cm HC-SR04模块发出的超声波时序图如图3.5所示，为防止发射信号的余波对回响信号的影响，测量周期一般要大于60ms。

图3.5超声波时序图

HC-SR04模块主要由Em78p153单片机、MAX232、TL074、超声波传感器：T40-16、R40-16组成。 Em78p153单片机：

①概况描述

Em78p153为8位单片机，其内部配置512*13位一次性ROM(OTPROM)，如果想要对程序进行修改完善，那么可利用EMC编程器将程序代码写入芯片。能满足用户要求的有13位选项位，特别设置了保护位保护程序被读出。 ②功能特点

工作电压范围：2.0V~6.0V； 工作温度范围：0℃~70℃； 工作频率范围：DC~8MHz； 512×13位片内ROM；

32×8位片内寄存器（SDRAM）； 片内有4MHz校准RC振荡器； 2个双向I/O端口；

8位实时定时/计数器（TCC），触发沿可编程选择，信号源，溢出产生中断。

掉电模式(SLEEP模式)；

拥有TCC溢出中断，外部中断和输入引脚状态变化中断3个中断源。

EM78P153为14脚封装； ③引脚分配

图3.6 Em78p153引脚图

MAX232：MAX232芯片是一个电平转换芯片,采用+5v单电源供电。MAX232大部分的情况用做串口通信，但是也有电平转换的功能，本设计利用了其电平转换功能，将5V的40KHZ的方波转换成20V，从而提高发射功率。超声波发接收射头采用T/R40-16探头,它的共振频率为40kHz。

①MAX232引脚图，芯片引脚如图3.7。

图3.7 MAX232引脚图

②引脚介绍