简易倒车雷达的初步设计方案

简易倒车雷达的初步设计方案
初步设想和设计思路：
为了实现车的智能化控制以及考虑到后续的功能扩展，考虑到目前积累的技术知识，电的控制部分决定采用MCS-51单片机，采用ATMEL公司的AT89S52芯片进行控制，之所以采用51系列单片机，主要考虑到的还是技术问题，在查阅了资料和经过和别人的交流了解之后，采用51是最适合的，一，技术难度不高，对于我们从未接触过的初学者来说，学习起来相对容易，并且认识的朋友里不少都是使用过51的，遇到问题能更好的交流，找到解决的方法；二，成本低廉。

一个AT89S52芯片才8元，搭建一个最小系统也不超过30元。

而如果采用AVR的话，不但成本更高（50元），并且难度更大，学习起来不易，更由于朋友圈子里用的人更少，遇到问题不好交流和解决。

应用的技术分析：
一单片机最小系统的搭建：
由于电机需要PWM功能实现直流电机的调速控制，我们采用软件模拟的方法实现PWM输出。

目前我国应用最多的一种单片机系列是美国Intel公司的8位高档单片机MCS —51系列，这个系列里机型多种，性能特点不错，加上我们将来要学习的单片机课程是该类型的单片机，应用相对顺手。

并且可以实现采用软件模拟的方法实现PWM输出。

AT89S52是ATMEL公司推出的一种低功耗、高性能CMOS 8位微控制器，具有8K 在系统可编程Flash 存储器。

使用Atmel 公司高密度非易失性存储器技术制造，与工业80C51 产品指令和引脚完全兼容。

片上Flash允许程序存储器在系统可编程，亦适于常规编程器。

在单芯片上，拥有灵巧的8 位CPU 和在系统可编程Flash，使得at89s52单片机为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。

at89s52具有以下标准功能： 8k字节Flash，256字节RAM，32 位I/O 口线，看门狗定时器，2 个数据指针，三个16 位定时器/计数器，一个6向量2级中断结构，全双工串行口，片内晶振及时钟电路。

另外，AT89S52 可降至0Hz 静态逻辑操作，支持2种软件可选择节电模式。

空闲模式下，CPU停止工作，允许RAM、定时器/计数器、串口、中断继续工作。

掉电保护方式下，RAM内容被保存，振荡器被冻结，单片机一切工作停止，直到下一个中断或硬件复位为止。

根据我们查到的资料，结合自动化科协师兄们的意见，设计了最小系统：
部分引脚说明：
RST: 复位输入。

晶振工作时，RST脚持续2 个机器周期高电平将使单片机复位。

看门 狗计时完成后，RST 脚输出96 个晶振周期的高电平。

特殊寄存器AUXR(地址8EH)上 的DISRTO位可以使此功能无效。

DISRTO默认状态下，复位高电平有效。

XTAL1:振荡器反相放大器和内部时钟发生电路的输入端。

XTAL2:振荡器反相放大器的输出端。

二 距离的检测
由于超声波指向性强，能量消耗缓慢，在介质中传播的距离较远，因而超声波经常用于距离的测量，如测距仪和物位测量仪等都可以通过超声波来实现。

1、 超声波发生器
为了研究和利用超声波，人们已经设计和制成了许多超声波发生器。

总体上讲，超声波发生器可以分为两大类：一类是用电气方式产生超声波，一类是用机械方式产生超声波。

电气方式包括压电型、磁致伸缩型和电动型等；机械方式有加尔统笛、液哨和气流旋笛等。

它们所产生的超声波的频率、功率和声波特性各不相同，因而用途也各不相同。

目前较为常用的是压电式超声波发生器。

2、压电式超声波发生器原理
压电式超声波发生器实际上是利用压电晶体的谐振来工作的。

超声波发生器内部结构如图所示，它有两个压电晶片和一个共振板。

当它的两极外加脉冲信号，其频率等于压电晶片的固有振荡频率时，压电晶片将会发生共振，并带动共振板振动，便产生超声波。

反之，如果两电极间未外加电压，当共振板接收到超声波时，将压迫压电晶片作振动，将机械能转换为电信号，这时它就成为超声波接收器了。

3、超声波测距原理
超声波发射器向某一方向发射超声波，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340m/s，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=340t/2
图 超声波传感器结构
这就是所谓的时间差测距法。

发射接收电路图
40kHZ超声波发射电路，由ne555时基电路及外围元件构成40kHZ多谐振荡器电路，调节电阻器p8阻值，可以改变振荡频率。

由ne555第3脚输出端驱动超声波换能器T40-16，使之发射出超声波信号。

电路简单易制。

电路工作电压15V，工作电流40~50mA。

众多超声波测距文章中的接收电路，基本上是用分立元件搭建的接收电路，比较麻烦，现在的实际应用产品上，大部分都用了这颗集成电路
图中p11接超声波发射探头，p12接超声波接受超声波探头。

L3为电感用于连接数字地和模拟地！
三显示部分
本实验前期拟采用数码管实现简单的显示而在此完成的基础上拟改用液晶屏显示（老师建议不用液晶但我们想的是利用学校提供的平台学习一下）
显示电路图
将扩展的液晶为
四声音部分
至于声音现在初步打算用简单的蜂鸣器完成其原因主要因为 蜂鸣器的驱动简单
但在简单的基础上我们还是打算将其扩展到语音
！
语音合成芯片ISD2560是美国ISD公司生产的语音录入和重放的ISD系列芯片之一，美国ISD公司生产的ISD2500系列语音合成芯片，采用E2PROM存储方法将模拟语音数据直接写入半导体存储单元中，不需另加A/D或D/A变换来存放或重放。

该器件有音质自然、使用方便、单片存放、反复录音、低功耗、抗断电等许多特点。

因此，在许多领域获得了广泛的应用。

他的主要特点为：
（1）录放时间可达60 s；
（2）高质量、自然的语音还原技术；
（3）自动静噪功能；
（4）内置微控制器串行通信接口；
（5）具有多段信息处理功能，最大可分400段。

ISD2560芯片采用多电平直接模拟量存储专利技术，每个采样值直接存储在片内单个
E2PROM单元中，不需另加A/D或D/A变换来存储和重放，能够非常自然、真实地再现语音、音乐、音调和效果声，避免了一般固体录音电路因量化和压缩造成的量化噪声和“金属声”。

因此，作为目前国内外较为理想的语音芯片，在许多领域得到了广泛地应用。

五电源控制
本次实验的启动通过机械开关完成，当需要启动时打开电源，完成后手动关闭电源！
其中P1为总电源接入口，S2为控制开关！
五成本预算
经初步了解和估计本次实验的总成本不会太大在500元以内基本可以完成！
简易倒车雷达第一次成本预算
器件名称型号大概数量 单价集总备注
单片机at89s52 2 7 12
555定时器 ne555 2 0.8 1.6
红外接收芯片 cx20106a 4 7 28
电位器 10k 4 1 4
三极管9015 5 0.3 1.5
三极管9012 10 0.3 3
蜂鸣器 2 不明
电感10ul 4 1 4
电感100ul 2 1 2
排阻 2 1 2
JTAG 2 0.5 1
数码管 三位 2 1.5 3
晶振 11.0592 2 1 2
按钮开关 2 0.5 1
拨动开关 2 0.5 1
液晶屏 1602c 2 35 70
7805 2 2 4
语音芯片 isd2560 2 不明 mic 2 不明 扬声器 2 不明 阻容元件 r/c 若干 20
未加不知道的预算总和在180元左右。