超声波测距汽车倒车防撞报警器毕业设计 - 图文

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4.硬件电路设计

4.1单片机外围电路设计

单片机外围电路主要有键盘电路、电源电路、复位电路、时钟电路、串口电路，对于本设计来说，键盘电路相当于倒车挡，主要控制单片机执行指令的状态，时钟电路、电源电路、复位电路构成单片机的最小系统。由于本设计本生是为了做出汽车倒车防撞报警器的实体，并着重阐述汽车倒车防撞报警器的原理，因此，相当于倒车档的键盘电路不再做详细的叙述。另外，为了更便于观测本设计调试中的现象，用三个发光二级管来观察调试结果，以本设计的程序来说明，当大于2m时是安全距离，绿灯亮，当在1.5m到2m之间时，黄灯亮，当在1m到1.5m之间时，危险距离，开继电器，红灯亮，启动报警电路。其外围电路如图4所示：

图4 单片机外围电路

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4.2超声波发射电路设计

超声波换能器TCT40-16RT发出超声波需要40KHz的方波信号驱动 ，产生40KHz的方波主要有软件发生法和硬件发生法。本设计采用软件产生，由定时器T0产生40KHz的方波信号。由TC4069驱动超声波换能器。本具体电路如图5所示。

图5

4.3超声波接收电路设 4.3.1CX2016A简介

CX2O106A是日本索尼公司生产的红外遥控信号接收集成电路，广泛应用于视频、音频、空调、风扇等各种遥控系统中作遥控信号接收电路。

图6为CX20106A内部电路原理框图及引脚图。

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图6 CX20106A的引脚图

图7为CX20106A的典型应用电路

图7

各引脚介绍：

1 脚：为红外信号输入端。该引脚和地之间连接光电二极管，输入阻抗约40kΩ。 2 脚：为增益调节端。该引脚与地之间连接RC串联网络，它们是负反馈串联网络的一个组成部分，改变它们的数值能改变前置放大器的增益和频率特性。增大电阻R1或减小C1,将使负反馈量增大，放大倍数下降，反之则放大倍数增大。但C1的改变会影响到频率特性，一般在实际使用中不必改动，推荐选用参数为R1=4.7Ω，C1=1μF。

3 脚：为检测端。该引脚与地之间连接检波电容，电容量大为平均值检波，瞬间相应灵敏度低；若容量小，则为峰值检波，瞬间相应灵敏度高，但检波输出的脉冲宽度变动大，易造成误动作，推荐参数为3.3μf。

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4 脚：接地端。

5 脚：为带通滤波器调整端。该引脚与电源间接入一个电阻，用以设置带通滤波器的中心频率f0，阻值越大，中心频率越低。例如，取R=200kΩ时，f0≈42kHz，若取R=220kΩ，则芯片中心频率f0≈38kHz。

6 脚：为积分端。该引脚与地之间接一个积分电容，标准值为330pF，如果该电容取得太大，会使探测距离变短。

7 脚：为信号输出端，它是集电极开路输出方式，因此该引脚必须接上一个上拉电阻到电源端，推荐阻值为22kΩ，没有接受信号是该端输出为高电平，有信号时则产生下降。

8 脚：为电源端。该引脚接电源正极，电压为4.5V～5V。 4.3.2超声波接收电路

超声波换能器接收到反射回来的超声波信号后，会转换为电信号，此时的信号比较弱，需要放大整形等一系列处理才能输入单片机完成相应的信息处理。

本设计超声波接收电路选用集成电路CX20106A，它可用来完成信号的放大、限幅、带通滤波、峰值检测和波形整形等功能，电路如图3 所示。发射电路发出的脉冲信号，在碰到障碍物后，经反射后的超声波脉冲变成微弱的交流信号，接收电路接收后送到CX20106A 的1 脚，为信号的输入端，经过前置放大器的放大，限幅放大器的放大，由于其有自动增益控制功能，可以保证超声传感器接收较远反射信号输出微弱电压时，放大器具有较高的增益，而在近距离输入信号强时放大器不会过载，其带通滤波器中心频率可由芯片5 脚的外接电阻调节，取200 kΩ，控制在38 kHz。通过带通滤波器滤波，峰值滤波，积分比较，最后经整形电路输出脉冲信号。

CX20106A 接收超声波具有很高的灵敏度和较强的抗干扰能力，可以满足超声波接收电路的要求。同时集成电路也可以减少干扰。具体电路如图8所示。